Carga de baterías: conexión en paralelo

Se representa en la Fig. 97 un grupo de ocho baterías conectadas en paralelo. Están conectadas en derivación porque por una parte tenemos todos los polos + y por otra todos los polos -, es decir, como si todo el conjunto fuese una sola batería de gran capacidad (la suma de las capacidades de todas las baterías), por consiguiente, actúa una tensión de 6 voltios y la intensidad absorbida de la línea es la suma de las intensidades que pasan a  través de todas las baterías.

El método de carga en paralelo conviene cuando las baterías deben someterse a tratamientos distintos, poniendo y sacándolas de la carga sin interrumpir el de las otras baterías, como sucede cuando se cargan en cadena (serie). Este procedimiento es recomendable cuando se tiene una generatriz que produce una tensión de unos 8 voltios y gran intensidad: Si las baterías representadas en la figura cada una se cargase a 15 amperios, el conjunto requeriría de la generatriz: 8 x 15 = 120 amperios.

Conexión serie-paralelo.- La disposición representada en la Fig. 97 bis, forma tres grupos de baterías de 6 voltios cada una, teniendo por lo tanto en los extremos de cada grupo una tensión de: 3 x 6 V = 18 Voltios; la intensidad consumida es igual a tres veces la que atraviesa cada grupo, o sea: 3 x 15 A = 45 amperios.

La carga de baterías serie-paralelo conviene cuando hay grupos que deben cargarse a distintos regímenes, o bien, o aun siendo iguales, cuando hay que tener flexibilidad para ponerlas y sacarlas de la carga, cosa que no sucede cuando se cargan en cadena. En el ejemplo representado en la figura si las ocho baterías se cargasen en serie y cada una absorbiese 15 amperios todas ellas requerirán: 9 x 15 A = 125 amperios, mientras que cargándolas en serie-paralelo, en tres grupos de 3 baterías cada uno, sólo se absorben: 3 x 15 A = 45 amperios en total

Una interesante aplicación de la carga de baterías en serie-paralelo la indico en la Fig. 98: hay tres baterías conectadas en serie, cargadas a un régimen 18 A; a continuación, otras tres baterías, éstas conectadas en paralelo, son atravesadas por una intensidad igual a la tercera parte de las baterías anteriores, o sea que estas últimas se cargarán a un régimen de 18 A / 3 = 6 amperios; finalmente, conectadas en serie con las anteriores encontramos otro grupo, éste de dos baterías, interconectadas en paralelo, por lo cual la intensidad de 18 A, se subdivide ahora en dos de iguales, de 9 A cada una. Por consiguiente, gracias a una acertada combinación serie-paralelo es posible cargar varias baterías a regímenes distintos, ya sea porque las baterías sean de diferente capacidad o porque convenga someterlas a cargas más intensas unas que otras. 

Fuente: La literatura se obtuvo del libro: Tratado Práctico de ACUMULADORES ELÉCTRICOS del Ing. Agustín Riu. Año de edición 1958

Metodos industriales de carga con corriente continua

Hola amigos. Aquí el tema de la carga de baterías, usando como fuente de información el libro: Tratado Práctico de Acumuladores Eléctricos del Ing. Agustín Riu.

Normas generales.- Previamente hay que establecer el estado general  de la batería, para saber cómo debe cargarse: régimen, horas de carga, manera de interconectarla con otras baterías, etc. Entonces se coloca la batería en carga conectándola a la barra de la misma polaridad que la batería (si la carga se efectúa a tensión constante), o intercalándola en serie con otras baterías ya en carga si ésta debe realizarse a intensidad constante. En las instalaciones industriales estando ya determinadas las polaridades, solo nos falta considerar los siguientes puntos: a) maneras de interconectar las baterías; b) tensión necesaria para forzar la corriente a través de los acumuladores en carga; c) estudiar los métodos de cargar las baterías: a intensidad constante y a tensión constante.

Maneras de interconectar las baterías.- Según sea la tensión de la línea, cantidad de baterías a cargar y si todas tienen que cargarse al mismo régimen o no, se emplean distintas maneras de intercalar las baterías; no obstante, las soluciones básicas son tres:

Conexión en serie.- Esta manera de conectar las baterías con la línea de corriente continúa, o del circuito de salida de una unidad rectificadora (cuando la corriente de la línea es alterna), se representa en la Fig. 96. Se caracteriza por cargar todas las baterías a una intensidad uniforme, es decir, que todos los acumuladores son atravesados por un mismo régimen de carga, o amperaje.

Este procedimiento conviene cuando todos los acumuladores son de la misma capacidad y deben someterse a una carga uniforme, lo cual quiere decir que están descargados igualmente: la ventaja de este procedimiento está en que se aprovecha al máximo la tensión de la línea.

Nota: la carga en serie es utilizada siempre que conviene cargar las baterías económicamente, sin cuidarse de la manera que se cargan individualmente: todas están atravesadas por la misma intensidad, siendo evidente que hay baterías que necesitan ser cargadas diferentemente que otras. Como que se aprovecha toda la tensión de la línea, equlibrada por la contratensión de la batería, es la forma más económica de cargar acumuladores.

Fuente: La literatura se obtuvo del libro: Tratado Práctico de ACUMULADORES ELÉCTRICOS del Ing. Agustín Riu. Año de edición 1958

Baterías y carritos de niño

Amigos lectores, hoy una larga consulta sobre baterías para carritos de niño. Esta vez es desde Guatemala:

Hola Carlos el baterillero. Leí sobre tu blog y está muy interesante. Soy de Guatemala, bueno te contare mi caso.  

Mi papá y yo tenemos un pequeño negocio y hemos recibido desde Estados Unidos varios carritos de niño Power Wheels, y te cuento, tengo varios problemas o dudas: 

Uno.-  algunos son de 6 voltios y otros de 12 ¿Puedo usar una batería de 12 voltios en un vehículo de 6 voltios sin ningún problema? 

Dos.- el otro problema es que recibimos varías baterías, algunos de 6 y otras de 12 Voltios, y al ponerlas a cargar, para las de 6 usé un cargador de marca Schumacher, 1.5 amp, 6/12 V con regulador automático de voltaje y microprocesador interno. Para las de 12, usé un cargador marca Vector de 12 V, y regulador de carga de 2 Amp, 10 Amp y 55 Amp, Engine Start, regulación manual ¿Qué es Engine Start?

Bueno la cuestión es que algunas baterías cargaron y otras no. Las que no cargaron son como las que se ofrecen en su blog, solo que de diferente marca. Entonces no se sí a esas se les llama selladas o no, la cosa es que les destape una placa que tienen que estaba sellada pero al quebrarla encontré los tapones. Al quitarlos unos sacaron gas y otras no, pero ninguna tenía líquido. ¿Puedo usar alguno de los métodos que describes en el blog para poder revivirlas?

Tres.- ¿Qué diferencia tienen estas baterías para carritos de niño con las baterías para vehículo o moto comunes? ¿Se pueden utilizar baterías de moto en los carritos?

Muchas gracias por toda la información. Felicitaciones por el Blog. Éxitos.

Att. Gílmer

Buen día Gilmer

Bastante larga su consulta. Yo conozco su país. Estuve 18 días recorriendo su patria.

Cargadores: El cargador de 1,5 amperios para batería de 6 voltios es de buena performance. Ahora usted me dice que es 6/12 voltios, entonces lo puede usar para baterías de 12 también. Sobre el otro cargador le diré que start es la posibilidad de que el cargador se use para arranque de un vehículo. Claro 55 amperios es poca corriente quizás para un auto de menos de 1 litro de cilindrada, pero le aconsejo que no lo use así.

Carritos: Los carritos que usan 6 voltios, deben llevar baterías de 6. Los que usan 12 voltios, deben llevar baterías de 12. No le aconsejo batería de 12 en una de 6. Puede funcionar y de hecho lo hace a una mayor velocidad, pero a la larga se dañará el motor.

Baterías: en las baterías que son selladas, al retirarse las tapas se descubrirán unos jebes que cubren unas bocas. Ese tipo de baterías en su interior no llevan líquido como las baterías de auto. O sea, llevan sí, pero justo en cantidad suficiente para humedecer las placas. No más. Si usted va a vender los carritos, pues le recomiendo emplear baterías nuevas. 

Final: Cada carrito debe venir con su propio cargador. Estos  están calibridaos de acuerdo a las necesidades de la respectiva batería. Atención al voltaje de entrada. Si en su país el voltaje domiciliario es de 220 voltios, pues ese debe ser el voltaje de enterada de los cargadores. Si estos hubieran venido en 110, pues debe usar un transformador reductor. El tiempo de carga puede ser muy variado, de entre 4 a unas 10 horas. Depende del cargador y del tamaño de la batería.

Saludos

Carga en casas particulares (Carga en el hogar)

Si se tiene corriente continua puede cargar uno mismo en su casa la batería del auto, la radio, etc., sin costo alguno, aprovechando el paso de la corriente para las luces, heladera eléctrica, etc., si la corriente es alterna entonces es necesario proceder según explicaré en el próximo Capítulo.

1) Utilización de la instalación del alumbrado de la casa.- En la Fig. 94 se representa la disposición que debe adoptarse. A la izquierda tenemos el contador de la Compañía de Electricidad; una vez determinada la polaridad de los dos hilos se intercala, en el positivo, un conmutador bipolar como se representa, con un puente en los dos bornes superiores, dejando libres los de abajo para conectar la batería. Con el conmutador hacia arriba tenemos la instalación normal; conectándolo hacia abajo, la corriente que consume la instalación de la casa pasa a través del acumulador, cargándolo sin costo alguno.

El régimen de carga depende del consumo de la instalación; si es reducido, puede recargarse cada día la batería hasta alcanzar el grado de carga conveniente.

Para sacar la batería de la carga se conecta el conmutador hacia arriba, la instalación de la casa sigue funcionando y el acumulador queda desconectado de la línea, pudiéndose sacar sin peligro alguno. Recuerde que los polos de la batería tienen que conectarse con los del mismo nombre de la batería: positivo con (+) y negativo (-).

2) Carga con tablero de lámparas:- Si la carga de la batería debe hacerse a un régimen más elevado que el consumo de la casa, o bien, en horas del día que no hay prendidas las lámparas para la iluminación, entonces se dispone un pequeño tablero con un interruptor y dos fusibles y otro tablero con portalámparas, según representa la Fig. 95.

La manera de operar es la siguiente. Se abre el interruptor y se aflojan todas las lámparas, hecho lo cual se conecta el acumulador de acuerdo a las polaridades indicadas, es decir, polos del mismo nombre de la batería con los dos tableros. Una vez conectado el acumulador se cierra el interruptor y acto seguido se van roscando las lámparas, una a una.

Observe que las lámparas están conectadas en paralelo ofreciendo tantos conductos al paso de la corriente como lámparas hayan encendidas; por lo tanto, se asuman las intensidades que ellas consumen, cuyo valor total es, precisamente, el régimen a que se carga la batería. Todas las lámparas tienen que ser para la tensión de la línea: 110 V, o de 220 V.

Para evaluar el régimen de carga se procede así:

a) Con lámparas de filamento de carbón se puede admitir un consumo de 3.5 vatios por bujía.

b) si son de filamento metálico se admite un consumo aproximado de un vatio por bujía. De la fórmula (19):

Intensidad = Vatios / Voltios

Deducimos para estos dos casos las fórmulas siguientes:

Intensidad = (3.5 x No bujías) / Voltios = amperios de carga

Por consiguiente, una lámpara de filamento de carbón, de 100 bujías, en una línea de 110 voltios, deja pasar una corriente de:

Intensidad = (3.5 x 100) / 110 = 3.17 A

En un mismo tablero pueden emplearse lámparas de distinto número de vatios, pero, todas para la misma tensión, de la línea; de esta manera se consiguen distintos valores de intensidad que, sumados, dan el régimen de carga de la batería.

Fuente: La literatura se obtuvo del libro: Tratado Práctico de ACUMULADORES ELÉCTRICOS del Ing. Agustín Riu. Año de edición 1958

El Cocuyo y las Estrellas

Este era un Cocuyo muy pequeñito. Durante las noches gustaba de mirar al cielo para ver a las estrellas. El decía: "Las estrellas son mis hermanas. Que lindas lucen, todos las admiran. En cambio mi luz es muy pequeñita y se pierde en la inmensa oscuridad de la selva."
Una noche el cocuyo sintió tanta envidia de las estrellas que decidió echarse a volar para alcanzarlas, y para esto preguntó a una sabia ardilla la manera de poder llegar a las estrellas. Esta le respondió que no sabía de algún camino que llevara al cielo, pero le señaló un inmenso árbol y le sugirió que se suba a su rama más alta, de seguro esta debe estar ya cerca del cielo.

Muy alegre el cocuyito se echó a volar en dirección al árbol. Revoloteando llegó hasta la rama más alta, solo para comprobar que desde allí, las estrellas se veían todavía muy lejanas. El Cocuyito, comenzó a llorar: "Nunca podré ser una estrella."

Su llanto no hubiera acabado a no ser porque un pequeño gorrioncito le decía a su mamá: "Mira mamá, una estrella se ha posado en la rama, arriba de nuestro nido."
El Cocuyito se estremeció de contento. El también podía ser una estrella. De esta manera dejó de envidiar a las estrellas, y todas las noches iba a encender su lucecita sobre el nido de los gorriones.

-Mira mamá, ya se prendió nuestra estrella (dijo el gorrioncito) 

El cocuyito se sintió feliz toda su vida.

El Cocuyo, insecto luminoso

Cuento original de Renato Agagliate, venezolano.

Preparando la batería para la recarga (parte dos)

Continúa la entrada sobre la preparación de una batería para la operación de recarga.

5) Cuando los niveles están todos iguales, entonces debe de tomarse la densidad del electrolito de cada elemento, uno a uno, mediante una jeringa, especial para ese objeto, operando en la forma que indica la Fig. 92. En a) vemos cómo, después de sumergir la punta en el electrolito, se oprime la pera de goma y entonces, al irla aflojando va entrando líquido en el tubo de goma. Cuando ya se ha introducido bastante líquido para que mantenga flotando el hidrómetro, se retira el conjunto y se observa en que punto de la graduación coincide el nivel del electrolito: esta indicación revela el estado de carga del elemento. la misma figura representa los valores de los distintos estados de la carga: 1100 corresponde a una descarga completa, que es preciso evitar se quede así, pues provoca la sulfatación de las placas: 1300 es la máxima densidad admisible: el elemento está totalmente cargado. Para acumuladores grandes la densidad 1280 representa la plena carga, no debiéndose nunca descender a menos de 1180, Fig. 93.

6) El valor de la densidad del electrolito que se haya observado debe marcarse con tiza en el exterior de la caja así como el estado de la batería, viéndose cuál es el tratamiento a que debe someterse: régimen de carga, duración de la misma, etc., siendo conveniente, en todos los casos, un régimen de poca intensidad.

7) Si se encontrase, lo cual es muy frecuente, que los elementos de una misma batería tienen densidades distintas, hay que ver si conviene someter a estos elementos a una carga individual, hasta restablecer el mismo valor de densidad, no debiéndose, bajo ningún concepto, añadir ácido sulfúrico para aumentarlo.

8) Si se hubiese derramado electrolito de un elemento, es necesario restablecer el nivel normal con electrolito que se prepara, aparte, de una densidad igual a la que tenga el que aún queda en dicho elemento; hecho esto, se procederá según lo indicado anteriormente, en el apartado No. 7.

9) Cuando la batería, o baterías, se hayan dispuesto en las condiciones anteriores, entonces, y no antes, es cuando estarán en disposición de recibir su carga.

Fuente: La literatura se obtuvo del libro: Tratado Práctico de ACUMULADORES ELÉCTRICOS del Ing. Agustín Riu. Año de edición 1958

Preparación para cargar una batería

Antes de conectar un acumulador para someterlo a su carga es indispensable efectuar las siguientes operaciones previas:

1) Limpiar cuidadosamente todo su exterior, y muy especialmente los bornes, tapas, etc., mediante un trozo de estopa, o trapo inservible, humedecido con agua. Procurar que no queden trazas de suciedad y si se observase que los bornes están corroídos deben de limpiarse muy bien, rascándolos, viendo que pueden asegurar luego un buen contacto con los terminales.

2) Una vez bien limpio el exterior, sacar los tapones de cada elemento: es condición indispensable que permanezcan destapados durante la carga para facilitar el desprendimiento abundante de gases que se produce.

3) Comprobar si el nivel del electrolito cubre bien la parte superior de las placas de todos los elementos: debe sobrepasarlas unos 8 milímetros, aproximadamente. La forma de hacer esta comprobación la indica la Fig. 91, que consiste en emplear un tubito de vidrio, de unos 5 milímetros de diámetro, a ser posible graduado en uno de sus extremos; se sumerge en el electrolito hasta que toque con su extremo inferior sobre el borde las placas, tapándose entonces el otro extremo con el pulgar: el líquido queda retenido en el tubito y sacándolo, puede entonces apreciarse la altura del electrolito sobre del borde de las placas.

4) Si el nivel del electrolito se considera insuficiente, debe añadírsele agua destilada, nada más que agua destilada, operándose según ilustra la Fig. 92 Mediante una pera de goma se succiona agua de un vaso y luego se vierte en el elemento que se ha encontrado falto de nivel, hasta restablecer el conveniente.

(Continuará)

Fuente: La literatura se obtuvo del libro: Tratado Práctico de ACUMULADORES ELÉCTRICOS del Ing. Agustín Riu. Año de edición 1958

¿Cómo Cargar una batería?

Preparativos para la carga. Condiciones generales;

Para poder cargar un acumulador eléctrico es necesario:

a) Emplear exclusivamente corriente continúa; si la línea fuese de corriente alterna, hay que rectificarla previamente;

b) Determinar la polaridad de los dos hilos, para poder conectar en el positivo, el polo (+) de la batería y en el negativo de la línea el polo (-) de la batería;

c) Intercalar entre la línea y las baterías en carga un reóstato, grupo de lámparas u otro dispositivo regulador de la intensidad, ajustándolo al régimen de carga.

Polaridad de la línea.- Entre los distintos procedimientos para determinar los polos de una línea de corriente continua merecen citarse los siguientes:

Método de voltímetro: Su escala debe ser mayor que la tensión de la línea. Mediante dos cordones, tóquense los extremos de los conductores y repare si la aguja desvía bien; si es así, los polos (positivo y negativo) del instrumento coinciden con los de la red; si marca un sentido contrario, están invertidos. Márquese el hilo positivo de la línea para distinguirlo del otro.

Método electrolítico: Con una lámpara adecuada a la tensión de la línea cuya polaridad se desea determinar, se disponen las cosas según indica la Fig. 89. En un vaso de vidrio se coloca agua en la que se disuelve una cucharadita de sal de cocina; si entonces se sumergen los extremos de la línea en una solución se observa que en uno de los dos hilos hay un abundante desprendimiento de burbujas: ese es el polo positivo.

La lámpara se conecta para prevenir un contacto accidental de los conductores, que formarían un corto circuito; habiendo la lámpara se enciende sin mayores consecuencias.

Método de usar una papa: Consiste en cortar una papa de manera que quede una superficie lisa y humedecida; aplíquense entonces los extremos desnudos de la línea, separados unos 3 centímetros y pínchese la papa: se observará que alrededor de uno de los hilos aparece una mancha verde; corresponde al polo + de la línea. La Fig. 90 indica la manera de operar.

Uso del papel busca polos: Hay una clase de papel sensibilizado para determinar la polaridad de la corriente de continua. Se humedece un trozo de este papel, y se le aplican las puntas de los hilos de la línea: el polo positivo marca una mancha roja y el negativo una mancha azul.

También se puede usar papel ferroprusiato, del utilizado en la reproducción de los planos bajo fondo azul y las líneas blancas; utilizando un trozo de este papel previamente humedecido, si se pasan los extremos de los dos conductores de la línea, se observa que uno de ellos va trazando una línea blanca sobre el papel: es el polo positivo. Debe cuidarse que los extremos de los hilos no se toquen, porque ello ocasionaría un cortocircuito, a menos de intercalar una lámpara, como la disposición representada en la figura 89, lo cual es recomendable.

Otros dispositivos: Existen aparatos para determinar la polaridad de una corriente continua: Algunos de ellos, fundados en la orientación de una brújula por el campo magnético que crea el paso de una corriente por la bobina, indican directamente la polaridad de los dos conductores; otros aparatos señalan, con una coloración rosada, o roja, el polo negativo.

Según las circunstancias, puede usar cualquiera de los procedimientos que acabado de indicar: todos ellos le indicarán con certeza, la polaridad de una línea de corriente continua.

Fuente: La literatura se obtuvo del libro: Tratado Práctico de ACUMULADORES ELÉCTRICOS del Ing. Agustín Riu. Año de edición 1958

Cortocircuito en una batería

Hola amigos. Buen miércoles para todos ustedes. Gracias por la continuidad de sus visitas. Cuando se conecta una batería a un vehículo, debe tenerse cuidado en seguir una secuencia, para asegurar que el proceso ocurra sin ningún contratiempo:

1) Al desconectar la batería "vieja" debe procederse primero a retirar el borne negativo. Como segundo paso retirar el borne positivo. Luego se procede a desmontar el seguro o grapa de la batería. 

2) Al conectar una batería, primero asegurar la grapa. Luego ajustar el borne positivo y después el borne negativo.

Procediendo como se indica en (1) y en (2) obtendremos siempre buenos resultados.

Saludos

Calor desarrollado por una batería

Cuando hay paso de corriente, es decir cuando se carga o descarga un acumulador, se desarrolla una elevación de temperatura motivada por lo que se denomina efecto Joule, o térmico, de la corriente eléctrica. En el caso que estamos considerando, la resistencia está representada por los valores indicados en la entrada anterior, y la intensidad de carga o descarga.

La cantidad de energía eléctrica convertida en calor se calcula con la fórmula:

PROBLEMA: ¿Qué potencia eléctrica transforma en calor una batería cuya resistencia interna  es de 0.02 ohmios y la intensidad absorbida 80 amperios?

Solución: Aplicando la fórmula encontramos:

Cantidad de energía muy elevada que no sólo se pierde sino que ocasiona graves desperfectos a la batería: 

a) destruye los separados, por dilatación y disgregación.

b) deforma las placas, torciéndolas y pulverizando la materia activa;

c) evapora el agua del electrolito;

d) perjudica los separadores de goma;

e) el efecto de dilatación comprime los separadores y dificulta el paso de los gases de las placas al electrolito. Todo esto aconseja no sobrepasar los 40 grados de temperatura de las baterías.

Fuente: La literatura se obtuvo del libro: Tratado Práctico de ACUMULADORES ELÉCTRICOS del Ing. Agustín Riu. Año de edición 1958

Resistencia de un batería

La corriente eléctrica, para pasar por todo el circuito interno de un acumulador debe atravesar:

a) el electrolito;

b) los separadores de las placas;

c) la materia activa;

d) las rejillas que sostienen la materia activa;

e) los soportes de las placas, hasta los terminales.

Esto constituye la resistencia de la batería. Se unen otras causas, principlamente la densidad del electrolito, pues su resistencia es mínima cuando su densidad es de 1230: valores superiores, o inferiores, aumentan su resistencia eléctrica. Así mismo cabe considerar el grado de porosidad de los separadores y el estado de carga de las placas, pues cuando la batería está descargada la corriente tiene que atravesar la película de sulfato de plomo, que es sumamente resistente al paso de la electricidad.

 

Fuente de la ilustración: www.sapiensman.com

Todo esto hace que la resistencia de una batería de acumuladores no sea una cantidad constante sino variable. En los tipos de acumuladores de 6 voltios y 80 Ah está comprendida entre 15 y 20 ,iliohmios (0.015 y 0.020 ohmios), cuando la batería está totalmente cargada, y de 50 a 80 miliohmios (0.050 y 0.080 ohmios) al estar completamente descargada.

Fuente: La literatura se obtuvo del libro: Tratado Práctico de ACUMULADORES ELÉCTRICOS del Ing. Agustín Riu. Año de edición 1958

Evolución histórica de las baterías

Aquí la dirección en Internet de la infografía: 

http://www.iesleonardo.info/ele/pro/CURSO%202002-2003/jesusmicrobot/paginas/pag08.pdf

La infografía es de: Dina Sánchez Fuente: Cadex Electronic y Motorola