BATERIA

CONHECIMENTO TÉCNICO DO PRODUTO

Para que haja um desenvolvimento confiante e satisfatório em nosso campo de atuação é necessário, em primeiro lugar, que se conheçam os produtos com os quais estamos trabalhando.

Procurar identificar através deste treinamento técnico as vantagens e os benefícios que os produtos RAIOM proporcionam ao cliente facilitará em muito a argumentação que se utilizará neste campo.

Esta apostila contém coisas novas amalgamadas com conhecimentos antigos, os quais foram unidos e dispostos para servir de guia de treinamento. As informações contidas representam experiências de muitas pessoas, durante vários anos, na indústria de acumuladores (baterias).

A medida que estudamos, desenvolvemos em nós mesmos um orgulho por fazer as coisas cada vez melhor e atingindo, assim, um senso de continuação cada vez mais uma posição firme e confiante diante de nossos clientes.

As exposições deste trabalho, foram detalhadas em níveis acessíveis as pessoas com conhecimento mínimo no tocante a acumuladores.

Elaborado por Autorizado por José Alves Moreira Neto Keiji Kimura

Moto Traxx da Amazônia Ltda.

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HISTÓRICO

A invenção do acumulador elétrico é uma obra de numerosos investigadores. Teve suas primeiras origens nas investigações de muitos experimentos no terreno da eletroquímica.

A idéia básica de armazenar a corrente elétrica por meio de uma transformação química, surgiu no ano de 1800 pelo físico Alessandro Volta que descobriu a pilha galvânica. Coube a Plantê em 1859 idealizar uma bateria que acumulava energia elétrica, a qual consistia de duas placas de chumbo enroladas em forma de espiral, separadas por tiras de borracha e mergulhadas em solução de ácido sulfúrico. E observou que era possível aumentar consideravelmente a capacidade da célula pôr meio de um processo de formação o qual se repete até hoje.

A bateria é um conjunto de acumuladores elétricos, são dispositivos capazes de transformar energia química em elétrica e vice-versa. Destina-se a armazenar sob forma de energia química a energia elétrica que lhe tenha sido entregue e fornece-la em determinadas situações. Quando um acumulador é carregado eletricamente há uma transformação de energia elétrica em energia química e por ocasião da descarga esta transformação é inversa.

O luxemburguês, Henry Tudor foi um dos primeiros a fabricar baterias de chumbo-ácida em escala industrial.

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CONCEITO

Basicamente, um acumulador é constituído de dois eletrodos, geralmente em forma de placas, sendo um POSITIVO e outro NEGATIVO, separados por um isolador e imersos em um eletrólito cuja composição é uma solução aquosa de ácido sulfúrico. As placas bem como o eletrólito são colocados num recipiente adequado. Os acumuladores são utilizados em sistemas de suprimentos de energia para os mais variados tipos de equipamentos, nos quais se quer uma alta confiabilidade.

TEOREMA - ELETROQUIMICA.

Tem se proposto muitas teorias para explicar as reações que acontecem dentro da bateria.

A mais aceita seja a teoria do sulfato duplo, tem-se oferecido bastantes evidências experimentais durante os últimos 50 anos para demonstrar a formação do sulfato de chumbo como produto da reação tanto nas placas negativas como nas placas positivas durante a descarga. A equação geral para a reação química é a seguinte:

PbO2+Pb+2H2SO4 ... 2PbSO4+2H2O.

Da esquerda para direita, a equação representa a descarga e da direita para esquerda, o retorno das condições iniciais como resultado da passagem de uma corrente de carga.

O fluxo de elétron é através do circuito externo. A diferença do fluxo de corrente é: do terminal da negativa para a positiva durante a descarga.

Oportunamente este seja o momento para falarmos sobre o fluxo de elétrons versus o fluxo de corrente. São os mesmos?. Definitivamente não; são exatamente opostos e não obstante, existe bastante confusão, especialmente em se tratando de entender que é o mesmo que se passa dentro do acumulador. Grandes gênios descobriram a eletricidade, e grandes gênios a estudaram no seu inicio.

Se pensava, bastante acertadamente, que a eletricidade se encontrava em forma de uma força fluída e que fluía através de uma trajetória condutiva e que se originava em alguma fonte na qual existia uma abundância desta força e se aí fluía, poderia se fazer um lugar onde havia uma carência da mesma. Que é mais lógico e então chama-se de fonte "POSITIVA", no sentido que existia um excesso, e de receptora a "NEGATIVA"

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no sentido que existia uma carência. Só posteriormente se descobriu que no fluido se encontra compostos de partículas eletricamente negativas, conhecidas como elétrons e que o polo negativo da célula (bateria) é na realidade o polo "FORTE" e o polo positivo que é o polo receptor. Deste modo, chegou se a um acordo que agora os elétrons fluem do negativo ao positivo e a corrente flui do positivo ao negativo.

FORMAÇÃO ELÉTRICA

A formação e desenvolvimento de um elemento de bateria são feitos em uma solução eletrolítica de ácido sulfúrico.

Os elementos são ligados à um equipamento que fornece corrente contínua e que as placas positivas se convertem no anodo e as placas negativas se convertem em catodos. Então, as placas se oxidam eletroliticamente e se reduzem de acordo com as seguintes reações:

Positivas: PbO+PbSO4 +3H2O+2SO4-4e = 2PbO2+3H2SO4

Negativas: PbO+PbSO4+4H + 4e= ZPb+H2SO4+H2O

O número de ampères-horas requerido para o processo de oxidação e redução que tem durante a formação, pode calcular se com base na Lei de FARADY. Esta lei estabelece que se requer 96.500 coulombs (26,8 ampères-horas) para a liberação ou sedimentação de um peso equivalente de uma substância. O peso equivalente é o peso atômico dividido pela valência.

Os ampères-horas requerido para converter 1.000 gramas de oxido de chumbo (PbO) das placas positivas à dióxido de chumbo (PbO2) são 240,13 Ah e isto se chega da seguinte forma:

Para se converter 1.000 gramas de óxido de chumbo a dióxido de chumbo, o oxido de chumbo combina-se com 71,68 gramas (1.000x16) de oxigênio. 223,2 Como se necessitam 26,8 ampéres hora para sedimentar 8 gramas (16/2) de oxigênio (o peso atômico do oxigênio que é 16 dividido pela valência que é 2) os requerimentos de ampères-horas para 71,7 gramas de oxigênio são

71,68 x 26,8 ampères-horas, ou 240.13 ampères-horas. 8

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Como a corrente que passa através das placas positivas passa também das placas negativas, esta desprenderá um átomo de oxigênio de cada molécula de PbO.

Como resultado, 1.000 gramas de óxido de chumbo das placas negativas se reduzem a chumbo esponjoso ao mesmo tempo que se esta formado o PbO2. Em outras palavras para converter o PbO negativo e positivo a estado "ATIVO" se usam os mesmos. 240,13 Ampères-horas.

Se, se conecta vários elementos em série, a mesma corrente passará através de todos eles. Consequentemente os mesmos 240,13 Ah converterão o PbO ao estado de ativo (massa ativa) em todos os elementos.

TABELA- I

AMPERÈ-HORA REQUERIDOS PARA OXIDAR E REDUZIR 453 GRAMAS DE MATERIAL DA PLACA

MATERIAL REDUÇÃO A Pb OXIDAÇÃO A PbO2

AMPERÈS-HORAS AMPERÈS-HORAS

PbO _____ 109 109

Pb3O4 _____ 142 71

PbSO4 _____ 80 80

Pb _____ ___ 233

Todo planejamento anterior inclui a informação que aparece na tabela I e se baseada na lei de FARADY. Na verdade, a eficiência da corrente elétrica de formação é de aproximadamente 75%. Os 25% restante se consome em reações laterais tais como: a gaseificação. Por esta razão, os ampères-horas teórico devem ser multiplicados por 1,3 aproximadamente.

Para este resultado, se tem usado a constante de Farady de 96.500 coulombs, tal como estabeleceu Michael Farady em 1834.

Esta equação nos mostra o processo de transformação quantitativa e qualitativa dos eletrodos (placas) de um acumulador ao passar um corrente elétrica.

Eletrodo ácido eletrodo carga eletrodo água eletrodo

Positivo negativo descarga positivo negativo

PbO2 + 2H2SO4 + Pb PbSO4 + 2H2O + PbSO4

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Na descarga, uma molécula de massa ativa positiva (PbO2) e outra de massa negativa (Pb) com ajuda de duas moléculas de ácido sulfúrico – (2H2SO4), se transforma em uma molécula de sulfato de chumbo (PbSO4) em cada eletrodo e em mais duas molécula de água (2H2O). O consumo de ácido na descarga e a formação de água ocasiona uma diluição de eletrólitos, de maneira que, a densidade do ácido cai progressivamente.

BATERIAS CHUMBO-ÁCIDA

Caracterizam-se por apresentarem placas formadas por substâncias derivadas de CHUMBO e como eletrólito, solução de ácido sulfúrico. As peças ou componentes de uma bateria chumbo-ácida são:

PLACAS POSITIVAS

Também chamadas de anodos, apresentam-se como matéria ativa o óxido de chumbo (PbO) e quando carregada eletricamente transformam-se em dióxido de chumbo (PbO2) com uma coloração castanho claro. Essa massa ativa é fixada em uma grade metálica de chumbo-liga, oferecendo uma boa resistência mecânica e uma boa condução da eletricidade.

PLACAS NEGATIVAS

Também chamadas de cátodos, apresentam-se como matéria ativa o óxido de chumbo (PbO) e um agente expansor, quando carregadas eletricamente, transformam-se em chumbo esponjoso (Pb)0 com uma coloração cinza metálico. Essa massa ativa é fixada em uma grade metálica de chumbo-liga, oferecendo uma boa resistência mecânica e uma boa condução da eletricidade.

SEPARADORES

Os separadores são fabricados de um material isolante, de baixa resistência ôhmica, anti-ácido e micro poroso. Tem por finalidade reduzir ao mínimo a resistência interna dos elementos e a distância entre as placas. Os separadores são colocados entre as placas positivas e negativas para evitar o contato direto e não permitir o curto circuito e ao mesmo tempo mantendo um certo espaço entre as placas. Os filetes dos separadores devem estar voltados para as placas positivas evitando o contato direto, devido a alta oxidação das mesmas. O material empregado deve ter boa condutância eletrolítica. Os materiais empregados são:

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- celulose impreguinada de resina fenólica; - Polietileno; - borracha natural; - PVC; - Fibra de vidro , etc... - Micro fibra de vidro (AGM) RECIPIENTES

Geralmente são construídos de plásticos, ebonite, vidro. Também definidos como caixas ou monoblocos. Este material deve ter boa isolação elétrica e resistência ao impacto, as tampas e rolhas devem ser providas de válvulas que permitem o escape dos gazes gerados no processo normal das baterias.

CONEXÕES

São peças metálicas, têm por finalidades interligar as células de uma bateria. Normalmente, são chamadas de conectores ou travessas, o material, mais usado é o chumbo e o mesmo deve ter uma seção (espessura) que não rompa ao fechar curto-circuito na bateria.

ELETRÓLITO

É uma solução de ácido sulfúrico diluída em água destilada ou desmineralizada. O eletrólito utilizado varia em sua densidade de 1.100 à 1.260 g/cm2, dependendo do tipo de bateria, as condições de serviços e da temperatura ambiente.

ACUMULADORES TRACIONÁRIOS

São utilizados geralmente, para alimentar motores elétrico de corrente contínua tais como: carros elétricos, empilhadeira, trens, etc. Estas baterias apresentam como características, alta resistência interna e construção que difere das demais pelo tipo de placas, positivas, negativas e separadores. Geralmente são de grande porte, consequentemente alta capacidade em Amper-hora.

ACUMULADORES ESTACIONÁRIO

São baterias com amplo campo de aplicação. São utilizadas em sistema de suprimento de energia, em equipamentos que apresentam variação de consumo intensificando a carga em certos períodos de tempo, tais como as companhias de telecomunicações. Também são usadas em sistema de geração e transmissão de energia elétrica. Este tipo de bateria compartilha normalmente sistema de funcionamento em regime de flutuação. As baterias estacionárias diferem na construção interna, oferecendo média resistência.

ACUMULADORES AUTOMOTIVOS

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São utilizado em veículos automotores de explosão, tais como: automóveis, ônibus, caminhões, tratores, etc., para partidas e suprir as necessidades de iluminação, rádios e acessórios eletro-eletrônicos. Suas característica são bastantes evidentes com relação aos outros tipos devido ao seu tamanho compacto suas característica internas oferecendo uma baixa resistência interna. A vida média de uma bateria é de aproximadamente 19.320 Km por ano. Vários fatores contribuíram para melhorar a vida das baterias em serviço tais como: - Ligas de chumbo utilizadas nas grades das placas com menores teores de antimônio, resistentes a sobrecargas. - Redução das espessuras das placas e o uso de mais placas na célula. - Separadores com menores resistência ôhmica. - Reguladores de voltagem com melhores desempenho e controlados eletronicamente.

BATERIA LIVRE DE MANUTENÇÃO

São baterias automotivas de concepção moderna a qual tira do usuário a obrigação de se efetua manutenção periódica no tocante a adição de água. Estas baterias são hermeticamente fechadas providas de orifícios pequenos para escape dos gazes, não permitindo que o usuário efetue leituras de densidades do eletrólito. O seu estado de carga é verificado através da leitura de voltagem entre os pólos terminais, como mostraremos a seguir. Para se saber a densidade, mede-se a voltagem (tensão) entre os pólos e calcula-se a densidade pela equação abaixo:

D = V – 0,84

X D= Densidade em g/cm3 V= Voltagem (tensão) X= Número de células 0,84= Constante Exemplo: Voltagem igual a 12,90 volts, divide por “x” número de células (elementos) da bateria e subtrai-se a constante 0,84. D= 12,90 – 0,84 D= 2,15 – 0,84 6 D= 1,310 g/cm3

Esta bateria só deve ser instalada em veículos que estejam equipados com regulador de voltagem eletrônico, que lhe garante uma melhor estabilidade de carga.

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A RECARGA DA BATERIA

Quando uma bateria é submetida a um processo de carga e descarga, denominamos de ciclos. A restituição da carga é feita através do fornecimento de energia por uma fonte externa. Esta fonte carregadora deve ser suprida de energia elétrica, cuja tensão (voltagem), seja superior a tensão da bateria em circuito aberto e a polaridade não se inverta durante a carga (fonte de corrente contínua). Para recarregar uma bateria primeiramente deve-se ter os terminais do carregador e da bateira ligados entres si, e seja feito idêntico com os terminas negativos. A corrente (amperagem) aplicada deve ser de acordo com o tipo e característica de cada bateria a ser recarregada. A corrente em ampéres recomendada para início de carga poderá ser de 1/20 (mínimo) a 1/10 (máximo) da capacidade nominal da bateira em Ampèr-hora (Ah) da bateria. Exemplo: Bateria com capacidade de 14 Ah, poderá ser carregada com 0,7 a 1,4 ampères, observando o limite da temperatura para que a mesma não ultrapasse o máximo permitido que é de 60 graus Centígrados. A bateria deverá ser retirada do aparelho somente quando estiver a plena carga. Uma maneira de se saber quando a bateria esta a plena carga é verificando: - Nível do eletrólito - Temperatura do eletrólito - Densidade do eletrólito - Voltagem - Coloração das placas - NÍVEL DO ELETRÓLITO

A importância de se verificar o nível do eletrólito, é que o mesmo em hipótese nenhuma deve situar-se abaixo das placas sob pena de danificar a bateria completamente.

O nível deve ser verificado com um tubo de vidro ou plástico provido e uma marcação. O mesmo deve ser introduzido no vaso através do orifício da tampa, até que atinja o topo dos separadores, feche a extremidade superior com o dedo polegar retirando o tubo ainda fechado e verifique visualmente a altura do nível. Caso esta altura não coincida com a especificação deve-se corrigir imediatamente, com água destilada ou desmineralizada no caso de completar o nível, se estiver acima do especificado retire o eletrólito somente quando a bateria estiver a plena carga. O nível especificado para a bateria automotiva é de aproximadamente de 1,2 a 1,5 centímetros ou siga a recomendação do fabricante.

- TEMPERATURA DO ELETRÓLITO

É importante a verificação da temperatura do eletrólito, já que a capacidade e a vida útil da bateria depende da mesma.

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Para se medir a temperatura de uma bateria utiliza-se um termômetro de vidro, o qual é introduzido pelo orifício da tampa de tal modo que o mesmo fique imerso no eletrólito alguns minutos (+ ou - 3 minutos), após isto, lê-se na coluna graduada a temperatura. Podemos considerar satisfatória a temperatura de no máximo 60ºC. É importante a observação da temperatura, pois, a mesma tem influência direta na leitura da densidade do eletrólito, conforme tabela abaixo:

- 6,7

1,1

4,4

10,0

15,6

21

,1

26,7

32,2

37,8

43,3

48

,9

54,4

60

,0

22 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18

20 22 24

- DENSIDADE DO ELETRÓLITO

Já vimos anteriormente que a densidade do eletrólito aumenta durante a carga e diminui durante a descarga da bateria. A densidade é verificada mediante a utilização de um instrumento denominado “densímetro” tipo chupeta. Para se realizar a medição da densidade, introduz-se o bico da borracha no interior do vaso de tal modo que o mesmo fique mergulhado na solução. A seguir, comprime-se a seringa soltando-a imediatamente permitindo que o eletrólito suba através do bulbo de vidro, fazendo com que o hidrômetro (bóia) flutue sem encostar na parede do bulbo, efetuando a leitura no ponto que ficar o nível do eletrólito. É importante que a medição da densidade deva ser feita antes de adicionar água, sendo esta menos densa que o ácido, poderá causar uma falsa leitura. Lembre-se que ao efetuar a leitura não se esqueça de verificar a temperatura para se fazer a correção, veja tabela na página 09. Exemplo: Leitura tirada com densímetro = 1.240 g/cm3 com temperatura de 55ºC. Verificando na tabela acrescentamos 20 pontos obtendo-se leitura real de 1.260 g/cm3 .

( - ) ( + )

DIMINUI-SE DA LEITURA DO DENSIMETRO

ADICIONA-SE A LEITURA DO DENSIMETRO

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Cuidado ao preparar solução, jamais coloque água no ácido sulfúrico puro (concentrado), coloque sempre o ácido na água, faça este processo lentamente pois, caso contrário haverá um aumento elevado da temperatura podendo ocorrer acidentes.

TABELA INDICADORA DO ESTADO DE CARGA, DENSIDADE E VOLTAGEM

CARGA DENSIDADE VOLTAGEM(12)

VOLTAGEM (6)

100% 1,310 12,90 6,45 75% 1,280 12,70 6,35 50% 1,248 12,50 6,25 25% 1,210 12,30 6,15

Descarregada 1,160 12,0 6,0 Os valores acima referem-se um eletrólito à 20ºC

- VOLTAGEM DA BATERIA

A medida de voltagem ou tensão de uma bateria é de grande importância, ela nos dá uma idéia do funcionamento aliada aos parâmetro anteriores. Na bateria existe uma placa com potencial positivo e outra com potencial negativo. A diferença deste potencial ou seja, a voltagem da bateria em circuito aberto é dada pela diferença destes potenciais.

E = Ep – En, onde “E” é dado em volts

A voltagem de uma bateria depende tanto da temperatura como da densidade. A voltagem final de carga, denomina-se voltagem existente entre os pólos de uma bateria no instante final do processo de carga. A medição da voltagem deve ser realizada com um voltímetro de precisão com variação máxima de 0,1%.

- COLORAÇÃO DAS PLACAS

Com auxílio de uma lanterna podemos visualmente observar esta coloração. As placas positivas são de coloração castanho escuro e as negativas de cinza prateado.

- CAPACIDADE DE UMA BATERIA

A capacidade de uma bateria pode ser expressa em “Amper-hora” e em “Watt-hora” universalmente adota-se a unidade “Amper-hora” (Ah). A capacidade é a quantidade de energia em amperes-horas que uma bateria pode fornecer em certo regime de descarga durante um certo tempo (período), até a voltagem atingir o instante final de descarga. Matematicamente, podemos expressar que é o produto da intensidade de corrente fornecida pelo período de tempo durante o qual ocorre este fornecimento, isto é:

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C20 = I x T Ex.: C = 5A x 20h = 100 Ah Onde: C20

= Capacidade da bateria I = Intensidade de corrente de descarga T = Período de tempo durante a descarga (horas) Se a bateria tem por exemplo 100 Ah de capacidade podemos dizer que a mesma poderá fornecer energia para um equipamento consumindo 5 amperes durante 20 horas. (Regime da norma ABNT 20 horas). Para baterias automotivas a voltagem (tensão) final de descarga é de 10,5 V. A seguir mostraremos os principais fatores que afetam a capacidade de uma bateria: - A resistência ôhmica e a construção interna - Intensidade de corrente de descarga - Densidade de eletrólito - Nível do eletrólito (volume). - Temperatura do eletrólito

Capacidade de uma bateria em diversos regimes de descarga à 27ºC - bateria 60 Ah.

REGIME DE DESCARGA (EM HORAS)

CAPACIDADE (EM %)

EXEMPLO (EM Ah)

20,0 100,0 60,0 15,0 98,0 58,8 12,0 92,5 55,5 8,0 91,0 54,6 7,0 89,5 53,7 6,0 88,0 52,8 5,0 85,5 51,3 4,0 82,5 49,2 3,0 77,0 46,2 2,0 73,0 43,8 1,5 65,5 39,3 1,0 59,0 35,4

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- DR – corrente de partida (A) 27ºC

Define a quantidade de amperes para a partida elétrica de um veículo, à 27ºC conforme norma ABNT.

- CCA - ( Cold Cranking Amper )

Define também a corrente de partida elétrica de um veículo, com temperatura de: (-)10ºC ou (-)18ºC (dezoito graus abaixo de zero), conforme norma conforme norma japonesa (JIS) ou americana SAE, traduzindo para nosso equivale-se a corrente de partida (A) 27ºC.

- RC - Reserva de Capacidade ( min. )

É definido o valor em minutos. O teste é executado descarregado a bateria com uma amperagem (corrente) de 25 amperes até a voltagem (tensão) atingir 10,5 volts. Isto quer dizer que: se o veículo apresentar defeito na parte elétrica ou na geração de carga de bateria durante a noite, o condutor tem tantos minutos até chegar a uma oficina para assistência técnica. Evidentemente, que este teste deve ser executado com aparelhos específicos dentro dos parâmetros da norma. No Brasil utilizamos as normas da ABNT para teste de capacidade em baterias automotivas. ABNT = Associação Brasileira de Normas Técnicas. Existe ainda, outras normas utilizadas para ensaios em baterias tais como: SAE – Estados Unidos da América do Norte DIN – Alemanha JIS – Japão Etc...

DEFEITOS MAIS COMUNS EM BATERIAS

SOBRECARGA

A sobrecarga é o prolongamento do fornecimento de energia elétrica além do instante final da carga. Podendo ocorrer tanto nos veículos quanto nos aparelhos estáticos de carga. Em geral a tensão admissível deve estar em 13,2 à 14,8 volts. Este fato ocorre sempre nos veículos com os Reguladores de Voltagem danificados permitindo a sobrecarga. Isto caracteriza-se com a elevação da temperatura e voltagem em circuito aberto, com isso há queima dos separadores e desagregando por completo a bateria.

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Portanto, esse problema NÃO é caracterizado como DEFEITO DA BATERIA e sim do Regulador de Voltagem do veículo.

BATERIA NÃO SEGURA CARGA

A bateria só deixa de armazenar a carga quando a mesma perder totalmente a parte metálica que sustenta a massa ativa ou por curto-circuito de algum dos vasos. Se analisarmos uma bateria internamente veremos que este tipo de defeito ocorre devido a SOBRECARGA que a mesma sofreu, depositando a matéria ativa no fundo do monobloco ou ainda pelo envelhecimento normal da mesma.

DENSIDADE ALTA

Este tipo de problema geralmente ocorre quando a bateria tem seu eletrólito adulterado, existe explicações técnicas tanto físicas quanto químicas. E para que isto ocorra há duas possibilidades práticas: a)- O nível do eletrólito muito baixo, quando há evaporação da água, durante o uso normal da bateria. b)- O nível do eletrólito foi completado com solução ácida e não com água, como deve ser efetuado. É normal qualquer pessoa comprar este tipo de solução em posto de revenda, auto elétrica e postos de gasolina.

SULFATAÇÃO DAS PLACAS – PLACAS DURAS

A sulfatação das placas positivas de uma bateria é um fenômeno natural devido a descarga da mesma, e só é considerado como defeito quando por ocasião da carga da bateria o sulfato de chumbo não se transforma em matéria ativa, ou seja, o elemento não se carrega. Quando a sulfatação é muito intensa a bateria perde parte ou mesmo toda a sua capacidade, então, está caracterizado o defeito, que pode ser causado por vários problemas: - Descargas excessivamente grandes. - Cargas sistematicamente incompletas. - Bateria semi-carregada ou descarregada durante um tempo prolongado. - Baixo nível do eletrólito. Podemos conhecer uma bateria com placas sulfatadas (placas duras) pelos seguintes dados: - Diminuição da capacidade. - Diminuição da densidade. - Alta tensão no elemento sulfatado no início ou final de carga. - Desprendimento prematuro de gazes durante a carga. - E coloração anormal das placas, com manchas brancas.

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CORROSÃO DAS GRADES DAS PLACAS POSITIVAS

Devido a baixa resistência física da matéria ativa da placa positiva, a mesma é agregada sobre grades formadas por ligas de chumbo. De maneira geral, a corrosão ocorre quando há prolongada utilização da bateria ou seja, pelo uso normal. Sabe-se que a transformação do sulfato de chumbo em dióxido de chumbo, por ocasião da carga, reduz a vida da bateria. A perda prematura da placa ocorre quando há transformação de dióxido de chumbo entre a grade e a matéria ativa. A capacidade de uma bateria é limitada pela placa positiva, logo, quando ocorre a corrosão da grade desta placa a mesma perde sua capacidade de conduzir a corrente elétrica, acarretando a sua inutilização. A corrosão (oxidação) prematura da grade da placa positiva tem como causa os seguintes fatores: - Sobrecargas prolongadas. - Elevação da temperatura no processo de carga, além do especificado. - Matéria orgânica no eletrólito, ocasionando contaminação. Podemos ainda conhecer quando uma bateria esta com a grade corroída, ela apresenta também as características abaixo: - Baixa capacidade de partida. - Coloração do eletrólito (castanho escuro). - Sedimentação da massa no fundo do monobloco. Este tipo de defeito pode ocorrer com maior freqüência quando da sua aplicação indevida durante o processo de carga.

CRESCIMENTO E DOBRAMENTO DAS PLACAS

Este tipo de defeito ocorre com maior freqüência nas placas positivas da bateria. É causado pela não observação das especificações para utilização e pelo processo inadequado de produção de grade, massa ativa, formação elétrica, carga e descarga da bateria. Convém salientar que o crescimento e dobramento das placas positivas está associado à corrosão da grade. Este defeito tem como causa: - Carga com grande intensidade de corrente. - Curto circuito entre as placas. - Descargas excessivas. - Temperatura do eletrólito excessivamente alta durante a carga.

PERDA DO MATERIAL ATIVO

A perda do material ativo consiste no desprendimento da massa ativa da grade em forma de dióxido e sulfato de chumbo sob forma de finos grãos ou cristais. A perda prematura deste material inutiliza a bateria completamente.

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Este defeito tem como causa: - Aumento da densidade do eletrólito - Corrente de descarga excessivas - Baixas temperaturas - Sobrecargas

ELETRÓLITO CONTAMINADO

A contaminação do eletrólito com agentes estranhos, principalmente sais metálicos e substâncias orgânicas, aumenta consideravelmente a corrosão das placas e separadores. Este tipo de defeito ocorre quando se coloca água de torneira, mesmo a água filtrada não deve ser usada, jamais coloque qualquer solução ácida ou deixe cair dentro dos vasos pedaços de estopa, ferro, cobre, panos, madeiras ou papel, são substância orgânicas e contaminam o eletrólito.

OXIDAÇÃO DA PLACA NEGATIVA

A oxidação da placa negativa faz com que a mesma perca suas características originais. Este defeito não é muito comum, porém, quando ocorre, danifica totalmente a bateria. A seguir alguns fatores que causam a oxidação das placas negativas: - Nível do eletrólito abaixo das placas. - Permitir que as placas fiquem expostas ao ar do ambiente. Este tipo de defeito é mais comum nas baterias seco-carregadas antes da ativação.

AUTO-DESCARGA

Denomina-se auto-descarga de uma bateria a descarga que se processa sem que a mesma esteja ligada alimentando algum consumidor ou esteja em estoque. Baterias úmidas que contêm pouco ou nenhum antimônio na liga da grade tem uma auto-descarga menor que baterias convencionais. O gráfico representa um período estendido de tempo sem as recarregar, resultando em desempenho e vida reduzidas. Como veremos no gráfico adiante, se temos uma temperatura de armazenagem de 23 ºC a bateria levará 6 meses para necessitar ser recarregada, ao passo que a 33 ºC a bateria em 3 meses já está necessitando de recarga. Acima de 33 ºC um aumento de aproximadamente 8 ºC na temperatura dobra a taxa de descarga da bateria, As baterias deveriam ser recarregadas quando a voltagem de circuito aberto estiver abaixo de 12.4 V. Efeito da Temperatura de Armazenamento em Baterias com ligas Baixo teores de antimônio ou cálcio.

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Nota: Na figura a densidade específica completamente carregada é de 1.265 e uma voltagem de circuito de aberto de 12,65 V à 27 º C. Podemos utilizar uma densidade especifica 1.260 ± 0,005 g/cm3 neste caso teremos uma voltagem de circuito aberto completamente carregada de 12,65 V a 27 º C. Algumas fábricas usam densidades específicas completamente carregadas mais altas (1.280). Ao contrário do que se parece, quando a densidade é mais alta, a bateria se descarrega aproximadamente no mesmo período, pois a auto descarga se acelera conforme a densidade aumenta. Há dois tipos de auto-descarga a NORMAL e a ACELERADA. - Auto-descarga normal: Este processo ocorre lentamente e não constitui em defeito, seu valor situa-se em torno de 20% da capacidade nominal em regime normal de armazenamento durante 30 dias de repouso. Em temperatura a 27ºC a perda situa-se em 0,0007 pontos por dia. - Auto-descarga acelerada: Este processo acelerado ocorre quando a mesma ultrapassa o valor especificado na auto-descarga normal, tem como causas. Umidade das partes externas da bateria por ocasião da colocação do eletrólito ou durante seu manuseio. - Durante o processo de carga, devido ao desprendimento de gases o qual arrasta partículas de ácido sulfúrico do eletrólito para a parte externa da bateria. - Quando a bateria apresenta vazamento interno nos vasos. - Na contaminação do eletrólito por materiais orgânicos.

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OXIDAÇÃO DOS PÓLOS

Este problema ocorre devido a sulfatação do terminal que é conectado à bateria e o terminal de chumbo com o ácido sulfúrico do eletrólito. Isto ocorre quando: - O nível do eletrólito está muito acima do máximo permitido. O ácido sulfúrico tem o poder de fluir para os pólos devido a sua capilaridade. - Parte superior da bateria umidecida de eletrólito.

TENSÃO ANORMAL

Causas prováveis: - Mau contato nos terminais - Elemento em curto-circuito - Vazamento interno entre vasos - Sulfatação intensa das placas

DESPRENDIMENTO ANORMAL DE GASES

Causas prováveis: - Tensão de carga excessivamente alta

- Sulfatação intensa das placas

AQUECIMENTO ANORMAL DOS PÓLOS

Causas prováveis: - Tensão de carga excessivamente alta - Nível do eletrólito muito baixo - Curto-circuito

CURTO-CIRCUITO

Este defeito é caracterizado pelo contato íntimos entre as placas positivas e negativas do elemento, podendo ocorrer também por objetos estranhos introduzidos no interior do elemento.

CIRCUITO INTERROMPIDO (CORTADO)

Este defeito caracteriza-se pelo rompimento de ligação interna ou externa dos elemento. A causa mais provável é o fechamento de curto-circuito da bateria com cabos ou chave de aço entre os pólos da bateria.

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EXPLOSÃO DA BATERIA

Este fato não se define com defeito da bateria, o mesmo se caracteriza devido ao desprendimento de gases de hidrogênio e oxigênio durante o processo normal de carga. Quando se fala em explosão de bateria, temos que associar algumas causas e efeitos para tal. 1. Gases inflamados 2. Gases comprimidos 1 - Os gases que são liberados durante o processo normal de carga são: Hidrogênio em maior quantidade e o Oxigênio, os quais explodem com violência ao contato com uma FAISCA ou CHAMA. As faíscas ocorrem mais facilmente quando a umidade atmosférica é reduzida. Qualquer material em atrito a outro também produz uma carga elétrica produzindo faísca estáticas, como por exemplo as correias do motor com a polia do mesmo. Há faíscas produzidas por outras causas, com ao desconectar o terminal do pólo da bateria ou fechamento de curto-circuito acidental. Podemos evitar estes acidentes certificando se todos equipamentos elétricos estão realmente desligados. Vale a pena considerar que cada amper-hora de carga produz aproximadamente 0,418 litros de gás de hidrogênio (H2). 2 - Quanto aos gases comprimidos dentro dos vasos da bateria também podem causar uma explosão, devido à obstrução dos orifícios de saída de gases. Concluindo, para que ocorra a explosão será necessário que se tenha sempre uma faísca ou chama, salvo nos disposto do parágrafo 2. Obs.: Quando ocorre o rompimento dos circuitos internos (circuito interrompido) da bateria, pode gerar faíscas e ocorrer a explosão.

ALTERADOR/DÍNAMO

Princípio de funcionamento

O Alternador é acionado pelo motor de combustão. A sua finalidade é de: estando o motor de combustão funcionando, alimentar de energia elétrica todo os consumidores a ele conectados e também para Carregar a bateria. E isto requer corrente contínua. De início o alternador produz corrente alternada que é imediatamente transforma em corrente contínua, através de uma fonte. Já que desta maneira poderíamos chamar o alternador de dínamo. O termo ALTERNADOR, serve para distingui-lo do dínamo com coletor. O dínamo fornece corrente contínua diretamente, porém, o motor em baixa rotação (em marcha lenta) não fornece carga suficiente para carregar a bateria.

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O REGULADOR DE VOLTAGEM

O Gerador (Dínamo ou Alternador), tem por finalidade gerar uma determinada corrente elétrica, que oscila de acordo com a rotação do motor. Esta corrente chega até a bateria, controlada pelo REGULADOR DE VOLTAGEM, este permite a passagem da corrente necessária para manter a bateria a plena carga, porém, trabalha em função de uma determina tensão. Fornece corrente dependendo da solicitação da bateria. A voltagem de trabalho do regulador de voltagem deve estar entre 13,2 a 14,8 volts. Quando a bateria atinge a sua voltagem especificada o regulador DESLIGA-SE, ou seja, não permite mais a passagem de corrente e só vai se rearmar na voltagem mínima. Em casos de oscilação do regulador de voltagem ou defeito não tente consertá-lo, substitua-o, caso contrário estará sob risco de danificar a bateria. Verifique sempre que puder as condições do mesmo, assim a bateria terá uma longa vida.

REGULADOR DE TENSÃO (VOLTAGEM)

Princípio de regulagem

Ao gerador (alternador ou dínamo) são feitas demandas elevadas, pois a tensão (voltagem) tem que ser mantida no valor exigido pelos diversos consumidores elétricos e a bateria receber carga suficiente (mas não em demasia), não obstante as alterações da rotação do motor do veículo e as enormes variações de carga nos diversos âmbitos entre o regime de marcha lenta e o de plena carga da bateria. Por isso são necessárias medidas especiais para uma regulagem automática da tensão (voltagem), o que se obtém com os reguladores de tensão, que se encontram no circuito junto ao gerador de energia elétrica. A tensão produzida no alternador é relativamente igual ao produto de rotação e da corrente de excitação. O princípio de regulagem da tensão, consiste em comandar a corrente de excitação (e consequentemente o campo de excitação do rotor do alternador) de tal maneira em função da tensão produzida no alternador, que a tensão nos terminais do alternador seja mantida constante até a corrente máxima, com rotação e carga variáveis. Enquanto a tensão produzida pelo alternador permanecer abaixo da tensão de regulagem (exemplo 14 volts nominal) o referido não atuará. Quando a tensão ultrapassar o valor máximo indicado, o regulador de tensão causará, segundo o regime de funcionamento, em redução ou interrupção total corrente de excitação. A excitação do alternador diminuirão e com isso, também a tensão produzida pelo alternador. Se, em seguida, a tensão produzida ficar abaixo do valor prescrito, a excitação do alternador começará novamente a subir, e assim também a sua tensão, até que o valor prescrito seja novamente ultrapassado. E aí “começará tudo de novo”. Esta regulagem poderá ser realizada mediante um regulador de tensão eletrônico ou num regulador de contato.

REGULADORES ELETRÔNICOS

Os reguladores de tensão eletrônicos, com os quais é possível controlar com absoluta segurança as elevadas correntes de excitação dos alternadores, contém transistores e

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diodos Z (diodos Zener), como elementos semicondutores. Eles não tem contato móveis. A tensão é controlada eletronicamente. Para esse fim servem os díodos, transistores, resistores e capacitores instalados numa placa de circuito impresso. Não existe nenhum componente sujeito ao desgaste mecânico. Os reguladores de tensão eletrônicos, são hermeticamente fechados, não permitindo nenhuma regulagem por terceiros.

REGULADORES DE CONTATOS

Nos reguladores de contatos, a modificação alternada da corrente de excitação é feita pela abertura e fechamento de um contato móvel, pressionado contra um contato fixo pela ação de uma mola. No momento em que a tensão nominal for ultrapassada, um eletroímã, influenciado pela tensão do alternador e agindo contra a força da mola, abre os contatos. Um resistor é ligado no circuito da corrente de excitação, resultando na diminuição da corrente de excitação e, consequentemente, queda da tensão nominal, a força da mola vence a força do eletroímã e os contatos fecharão novamente.

Para reguladores de contatos a sua fixação deverá ser feita em uma parede vertical, isenta de vibrações; jamais no motor ou perto de componentes que irradiem calor, terá que estar protegido de impurezas, respingos de água, vapor de óleo ou gasolina e livre de choques. O desvio máximo da perpendicular, para qualquer lado, não poderá exceder 15 graus. A temperatura máxima admissível é de 60º C. A saída dos condutores do regulador deve ser para baixo, afim de impedir a entrada de água.

Os reguladores de tensão em geral não exige manutenção. Em caso de danificação deve ser substituído. Não permitindo consertos e modificações do ajuste por terceiros.

Devido a grande importância do Regulador de Tensão, no sistema de carga da bateria, podemos ressaltar que: qualquer desvio ou danificação do mesmo poderá acarretar em perda parcial ou total da bateira.

CAUSA PROVIDENCIA

A bateria não é carregada ou é de forma insuficiente.

1. As escovas não encostam perfeitamente no coletor, estão presas nas guias, estão gastas, quebradas, com óleo ou sujas.

1. Verificar as escovas, limpá-las ou substituí-las.

2. O coletor está sujo ou com óleo. 2. Limpar o coletor.

3. O coletor está gasto. 3. Tornear o coletor e rebaixar o isolamento entre as lâminas.

4. Os condutores entre a bateria e a chave de ignição ou entre a bateria e a

4. Consertar ou substituir os condutores.

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massa estão soltos ou defeituoso. Apertar as Conexões.

5. A bateria está defeituosa. 5. Substituir a bateria.

6. Interrupção, curto-circuito com a massa ou entre espiras no dínamo.

6. Substituir o induzido e/ou as bobinas de campo.

7. O regulador de tensão está defeituoso.

7. Substituir o regulador de tensão.

8. A correia está demasiadamente frouxa.

8. Esticar corretamente a correia.

9. Retificadores danificados, anéis, coletores sujos.

9. Consertar o alternador.

10. Escovas gastas. 10. Substituir as escovas.

11. Camada de óxido nos anéis coletores. Enrolamento do rotor interrompido.

11. Consertar o alternador.

INSTALAÇÃO DA BATERIA NO VEÍCULO

A seguir mostraremos algumas normas práticas para instalação de uma bateria em um veículo, vide recomendações acima. - Verifique o sistema elétrico do veículo, o ponto chave é o Regulador de Voltagem. - Fixe bem a bateria ao suporte, pois as vibrações podem ocorrer curto-circuito interno, rompimento da ligação celular, desagregação da massa ativa, trincas ou até mesmo, quebra da caixa da bateria. - Limpe com muito cuidado os pólos da bateria e o cabo de fixação, verifique a isolação dos mesmos e se estão esticados, pois isto pode provocar afrouxamento dos pólos terminais ou rompimento. - Depois da bateria bem fixada é recomendável uma leve aplicação de vaselina sobre os pólos. - Com a bateria já instalada verifique as condições de carga que o veículo está oferecendo, efetue testes. - O veículo opera com uma bateria especificada. Procure colocar a indicada pelo fabricante.

- Instale somente bateria a plena capacidade de carga. 1260 g/cm3 ± 0,005. - Recomenda ao proprietário uma verificação periódica da bateria e componentes elétricos do seu veículo.

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- Remova sempre em primeiro lugar o terminal negativo e recoloque-o por último.

AVISOS DE AÇÕES DE EMERGÊNCIA

MANTENHA AFASTADO DE CRIANÇAS

ATENÇÃO: RISCOS

PROTEJA OS OLHOS, GAZES EXPLOSIVOS. NO PROCESSO NORMAL

DE CARGA E DESCARGA A BATERIA PRODUZ GAZES DE HIDROGÊNIO E

OXIGÊNIO.

CORROSIVO: SOLUÇÃO DE ÁCIDO SULFÚRICO, ALTAMENTE OXIDANTE.

PODE CAUSAR QUEIMADURAS, EVITE CONTATOS.

CONTATO COM OS OLHOS E PELE: LAVE IMEDIATAMENTE EM ÁGUA

CORRENTE, PROCURE SOCORRO.

EVITE: FUMAR, FAISCA OU CHAMAS, PODEM CAUSAR EXPLOSÕES DA

BATERIA.

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1 - A ELETRICIDADE

Para melhor entendimento em todo processo teremos que conhecer um pouco de eletricidade e a definição de algumas leis estabelecidas.

1.1 - CONCEITO GERAL

A eletricidade é o estudo de efeitos que envolvem cargas elétricas. Essas cargas não são visíveis mesmo empregando-se potentes microscópios. Por isso, torna-se difícil perceber sua maneira de atuar. No estudo da física estamos acostumados a “ver” as coisas acontecerem. Já na eletricidade conhecemos apenas os efeitos. Esses efeitos tem relação entre si, obedecendo determinadas leis. São algumas dessas leis físicas que nos propomos a estudar, aplicando-as em diversos equipamentos elétricos e eletrônicos.

1.2 - TIPOS DE ELETRICIDADE

Há dois grandes ramo na eletricidade: a eletrostática e a eletrodinâmica. A eletrostática já era conhecida na antigüidade, e estuda os fenômenos que ocorrem com as cargas elétricas paradas ou estáticas. Um exemplo de suas manifestações é a atração de corpos que se atritam. O outro ramo estuda os efeitos gerados por cargas elétrica em movimentos. A eletrodinâmica tem muitas aplicações na eletrônica. Através dela estudamos a transformação da energia elétrica em calor: incubadoras, luz: iluminação de emergência – som – telecomunicações – energia mecânica – elevadores – computadores – etc. A eletrodinâmica estuda, pois, os circuitos eletro-eletrônico. O termo circuito envolve a idéia de circulação. Isto é, num circuito o que sai de um ponto, retorna ao mesmo. Imagine, como por exemplo, uma corrida, em torno de uma quadra. Circuito elétrico é, portanto o caminho percorrido pelas cargas elétricas. Num circuito elétrico são importantes três elementos, a fonte da eletricidade, o condutor e o consumidor.

1.3 - FONTES

Fontes de eletricidade são elementos que geram a eletricidade. Como por exemplo, podemos citar as pilhas, baterias e geradores eletromecânicos. Cada um deles tem a função de transformar um determinado tipo de energia elétrica constante ou alternada, ou seja, corrente alternada. As pilhas e baterias utilizam a energia química fornecendo somente corrente continua. Já os geradores eletromecânicos, utilizam a energia mecânica de motores, quedas d’águas etc, e podem fornecer tanto energia constante como alternada.

A diferença existente entre corrente contínua e corrente alternada é que esta última muda de sentido constantemente, ou seja, em determinado instante é positiva e em outro; é negativa. A corrente contínua nunca muda seu sinal, é sempre positiva.

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+12V 0 t

A corrente alternada muda de sinal constantemente.

V

+ 0

t -

1.4 – CONDUTORES

Condutores são componentes do circuito, responsáveis pelo transporte da carga elétrica, sendo então, o caminho para a eletricidade. Normalmente os condutores são fios de metal (cobre, alumínio, etc.). Todos os metais são bons condutores de eletricidade, isto é, através deles a eletricidade caminha facilmente. Por outro lado, há substâncias que conduzem muito mal a eletricidade. Podemos dizer até em termos práticos, que não permitem a passagem da eletricidade. São chamados isolantes elétricos. Alguns deles são utilizados para confeccionar isolantes. É o caso dos plásticos, borrachas, porcelana, etc.

2 - LEI DE OHM

As grandezas que dependem umas das outras obedecem uma relação matemática que pode ser colocada em forma de fórmula. Algumas vezes estas relações são denominadas leis. É o caso da LEI DE OHM, cujo nome foi dado em homenagem ao físico que a estudou pela primeira vez. Esta lei diz que, determinado circuito ou parte dele, a tensão aplicada é igual ao produto da resistência pela intensidade da corrente. Assim temos: U = R x I ou E = R x I Ohm internacional é a resistência oposta de uma corrente invariável que ao passar através de uma coluna de mercúrio de 103,30 centímetros de comprimento e um milímetro quadrado em sua seção transversal, a 0ºC (Zero Grau).

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Amper internacional é a corrente elétrica invariável que passa através de uma solução de nitrato de prata, de acordo com as especificações, sedimentar a prata em uma proporção de 0,001180 gramas por segundo.

O volt internacional é o potencial elétrico que ao aplicar-se de maneira contínua a um condutor cuja resistência é de um ohm internacional, fará que flua uma corrente um amper internacional. Estas unidades estão relacionadas de acordo com a Lei de Ohm, que estabelece:

Voltagem ou força eletro motriz (FEM) = E – medida em VOLTS

Corrente ou amperagem ___________ = I – medida em AMPER

Resistência ______________________ = R – medida em OHMS

E = R x I ou R = E/I I = E/R

Exemplo:

E = ? Volts; R = 4 ohm ; I = 3A

E = 4 x 3 = 12

E = 12 Volts.

A quantidade de eletricidade (Q) é o produto da corrente (I) pelo tempo (tQ = I x t ):

Esta quantidade pode se expressar em termo de coulombs. Um (1) coulombs é igual uma corrente de um amper que flui durante um segundo, é o mesmo que um amper –segundo. Como o coulomb ou amper–segundo é uma unidade de eletricidade muito pequena, é mais conveniente usar o termo de Amper–hora (Ah), que equivale a 3600 coulombs.

E R x I

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A potência é o regime do qual se utiliza a energia e se expressa em termos de Watts. Os watts se pode calcular multiplicando a amperagem pela voltagem, ou a potência (watts) W = I x E .

A energia em geral se expressa em termo de watts-hora e se pode calcular multiplicando a potência pelo tempo em horas watt-hora:

W(watts) = I x E x t (horas) = W x E

Na bateria onde a voltagem é bastante constante se ignora a watagem e a capacidade da mesma se expressa em amper-hora (Ah). O amper-hora podem calcular se multiplicando os amperes pelo tempo em horas:

AMPER-HORA = I x t(horas)

Estas relações elétricas, particularmente a da lei de Ohm, que se usa freqüentemente na preparação e testes de prova das baterias. Com base na lei de Ohm, E = IR, se pode calcular qualquer das unidades de voltagem, amperagem e resistência, sempre que se conhece as outras unidades.

Por exemplo: para calcular a gama de resistências requeridas para descarregar uma bateria de 12 Volts a uma voltagem de corte de 10,5 volts a 10 amperes, a resistência em principio será:

12 = 10 x R: R = 12/10 = 1,2 ohms Note que ao final da descarga a resistência será:.

10,5 = 10 x R : R = 10,5/10 = 1,5 ohms

consequentemente o resistor deverá ser ajustado dentro dos limites de 1,05 e 1,20 ohms. A wattagem máxima será:

WATTS = 12 x 10 = 120

Portanto o resistor deverá ser capaz de dissipar pelo menos 120 Watts em forma de calor.

U = R x I

E = R x Iou

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Se em mesmo circuito aumentamos a tensão, a corrente aumentará proporcionalmente: U = R x I ou E = R x I Ou caso contrário, diminuirmos a tensão a corrente diminuirá proporcionalmente: U = R x I ou E = R x I Esta mesma fórmula poderá também ser gravada de forma diferente para facilitar sua memorização.

Exemplo:

1) Qual é a tensão de uma bateria que permite a circulação de uma corrente de 3A. em resistência de 4 ohms?

E = ? R = 4 I = 3A E = R x I E = 4 x 3 = 12 E = 12V. A tensão da bateria é 12 volts.

U = R x I

E = R x Iou

U = R x I

E = R x Iou

U

R x I E

R x I

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2) Qual é a resistência de um circuito que quando é aplicada uma tensão de 24 V, permite a circulação de uma corrente de 12A?

Utilizando a fórmula: E = R x I E = 24V I = 12A R = ? R = E / I R = 24 / 12 = 2 ohms A resistência é de 2 ohms

2.1 – POTÊNCIA ELÉTRICA (CORRENTE CONTÍNUA)

A potência elétrica dissipada em um circuito ou fornecida pela fonte é diretamente proporcional a tensão e a corrente em circulação. Em outras palavras, a potência é igual ao produto da tensão pela corrente.

P = U x I ou P = E x I

Também para facilitar sua memorização pode ser escrita da seguinte forma:

Exemplo:

1) Qual é a potência dissipada ou fornecida por uma lâmpada de 12 V, que permite um circulação de corrente 5A.

Utilizando a fórmula P = E x I P = ? E = 12 V I = 15 A P = E x I P = 12 x 5 = 60 60 WATTS

P = U x I P = E x I

P

U x I P

E x I

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2) Qual é a corrente que circulará por uma lâmpada de 36W, num sistema de 24 V.

Utilizando a fórmula P = E x I P = 36 W E = 24 V I = ? 36 W = 24 x I I = 36 / 24 = 1,5A A corrente que circulará pela lâmpada é de 1,5A.

2.2 – CIRCUITO: SÉRIE, PARALELO E MISTO

SÉRIE: Diz-se que dois ou mais consumidores estão ligados em série quando estão em linha, um após outro e a corrente que passa por todos é a mesma.

\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \

PARALELO: Componentes são ligados em paralelo quando estão ligados ao mesmo ponto do circuito. As lâmpadas e consumidores de um sistema encontram-se ligados em paralelo.

\ \ \ \ \ \

FONTE

\ \ \ \ \ \

\ \ \ \ \ \ R1 R2

R3

FONTE

R1 R2

E

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MISTO: Caracterizam-se pela presença dos dois tipos anteriores de ligação em um sistema. Num circuito qualquer, os fusíveis são ligados em série com os consumidores e em paralelo entre si.

Num circuito em série, a soma das tensões aplicadas aos consumidores é igual à tensão da fonte. Assim:

E1 + E2 + E3 = E

V V V

\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \

A

V

FONTE

\ \ \ \ \ \

\ \ \ \ \ \

E

\ \ \ \ \ \

\ \ \ \ \ \ R1

R2

R3

R4

FONTE

E1 E2 E3

E

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No circuito paralelo, a tensão aplicada a cada um dos consumidores é igual a tensão fonte. Nesse caso a soma das correntes circulam pelos consumidores é igual a que circula pela fonte.

I1 + I2 + I3 = It

FONTE

\ \ \

\ \ \

\ \ \

\ \ \

\ \ \

\ \ \

I1 I2 I3

- - 33

Glossário de Termos Utilizados em Acumuladores

ÁCIDO SULFúRICO: Ácido produzido dissolvendo dióxido de enxofre na água.

ACUMULADOR: Aparato eletroquímico capaz de armazenar energia elétrica.

AMPER: Unidade de corrente elétrica.

AMPER-HORA: Unidade da quantidade e eletricidade equivalente a um regime de um amper durante uma hora.

AMPERÍMETRO: Instrumento para medir a corrente elétrica.

ANODO: A placa positiva de um acumulador.

ANTIMÔNIO: Metal (Sb) usado para endurecer a liga de chumbo.

AUTO-DESCARGA: Descarga que ocorre em uma bateria em circuito aberto, em estoque.

BATERIA: Duas ou mais células eletroquímicas ligadas em série, montadas em uma só caixa.

CAIXA: Recipiente para montar duas ou mais células de uma bateria.

CAMADA DE SEDIMENTAÇÃO: Espaço contido na caixas das bateria, situadas abaixo das placas, onde é depositado o material desprendido das placas.

CAPACIDADE: Quantidade de eletricidade produzida por um acumulador, geralmente expresso em amper-hora.

CARGA: É a aplicação de eletricidade em um acumulador através de uma fonte de corrente contínua.

CATODO: A placas negativa de um acumulador.

CELULA: O elemento de uma bateria, composto de placa negativa e positiva, separadores e solução eletrolítica.

CICLO: É o processo de descarga e carga.

CIRCUITO: O caminho por onde circula a corrente elétrica, que sai de uma fonte retornando a ela mesma.

CIRCUITO ABERTO: A bateria em repouso na prateleira, não encontra-se ligada.

CORRENTE: Eletricidade que flui por um condutor expressada em amper (A).

CORRENTE ALTERNADA: (C.A.) = Direção alternada do fluxo de elétrons em um condutor.

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CORRENTE CONTÍNUA (D.C.) = Direção direta do fluxo de elétrons em um condutor.

CORRENTE DE EXCITAÇÃO: Corrente contínua que flui através do enrolamento de excitação (bobina de campo) de dínamo e alternadores, produzindo um campo magnético.

CORROSÃO: Desintegração da grades da placa positiva (parte metálica).

CURTO-CIRCUITO: É o contato da polaridade positiva com a negativa, podendo ser interna ou externa na bateria.

DENSIDADE: É o peso de uma substância por unidade de volume, podendo ser expressada por (g/cm3) gramas por centímetro cúbico ou Kg/l QUILOGRAMA POR LITRO.

DESCARGA: Aplicação inversa a carga, é a retirada de energia de uma bateria.

DESPRENDIMENTO: Queda do material ativo das placas.

DIÓXIDO DE CHUMBO (PbO2) : O material ativos da placa positiva.

ELETRODO: Placas positivas e negativas.

ELETRÓLITO: Solução condutora da bateria, ácido sulfúrico.

ELETRÓN: Parte de um átomo que tem uma carga negativa.

ELEMENTO: Grupo de placas positivas, negativas intercaladas com separadores.

EMPASTAÇÃO: Operação de aplicar a massa ativa nas grades.

EXPANSOR: Agente de adição na massa ativa negativa.

FORÇA ELETROMOTRIZ (FEM): Pressão elétrica que faz com que a eletricidade flua em um circuito fechado. Condição básica para a existência de uma corrente elétrica.

GASEIFICAÇÃO: Evolução de oxigênio e hidrogênio durante a carga e descarga de uma bateria.

GERADOR DE CORRENTE: Máquina que transforma energia mecânica em energia elétrica, segundo o princípio da indução, alteradores a dínamo.

GRADE: Peça elaborada de chumbo para aplicar a massa ativa formando a placa.

INDUÇÃO: Produção de tensão através de variação do fluxo do campo magnético. A tensão se forma em circuito de corrente separado do circuito da corrente de excitação

ÍON: Átomos carregados que transportam a eletricidade através do eletrólito.

KILOWATT: 1.000 WATTS

LIVRE DE MANUTENÇÃO: Termo aplicado às baterias que não requerem manutenção durante a sua vida, são hermeticamente fechados, porém com saída de gases.

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MASSA ATIVA: Material das placas positivas e negativas. Que reage com o eletrólito através da corrente elétrica.

NUCLEANTES: Agentes de adição em ligas de chumbo para gerar uma cristalização adequada.

ÓXIDO DE CHUMBO: Composto formado pela união de oxigênio e chumbo.

PASTA: A mistura de óxido de chumbo, água, ácido com ou sem expansor.

PLACA: Grade empastada, formada ou não eletricamente.

PLACA NEGATIVA: Placa que forma o eletrodo negativo, custo material ativo é o chumbo esponjoso (Pb0).

PLACA POSITIVA: Placa que forma o eletrodo positivo, cujo material ativo e o dióxido de chumbo. (PbO2).

REGULADOR DE VOLTAGEM: Equipamento usado para limitar automaticamente a corrente de carga, o qual se manifesta pela sua voltagem.

SECO-CARREGADA: Bateria formada eletricamente sem a solução eletrolítica, esta bateria só pode ser utilizada após a sua ativação.(colocação da solução).

SOBRE-CARGA: Voltagem de recarga acima do especificado (14,8 volts).

SULFUTAÇÃO: É o termo aplicado para baterias descarregadas.

SULFATO DE CHUMBO: Reação química que ocorre com o óxido de chumbo e ácido sulfúrico, podendo apresentar várias fórmulas. PbSO4, PbOSO4, 3PbOSO4, 4PbOSO4.

TEMINAL: Utilizado para fazer a conexão do circuito.

VOLTÍMETRO: Instrumento para medir voltagem (tensão).

VOLTS: Unidade da força eletromotriz.

WATT: Unidade de corrente elétrica equivalente a amper vezes volts.

WATT-HORA: Unidade de energia elétrica equivalente a watts multiplicado por hora.

(Os termos voltagem,amperagem e watagem, não existem na língua portuguesa, foram utilizados para facilitar o linguajar.)

REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA:

• BATTERY SERVICE MANUAL – BCI

• MANUAL DE FABRICAÇÃO DE ACUMULADORES – J. A. ORSINO

• GERADORES PARA VEÍCULOS AUTOMOTIVOS – APOSTILA TÉCNICA BOSCH.