¿Qué batería dura más? – Proyecto de Feria de Ciencias

Introducción

Todos hemos tenido ese momento en el que nos hemos sentado en el sofá y nos hemos dado cuenta de que el control remoto está muerto. O cuando se corta la luz y vas en busca de tu linterna de confianza, pero las baterías no funcionan. Las baterías pueden ser una gran fuente de electricidad portátil, pero ¿qué las hace funcionar realmente? ¿Y por qué algunas baterías parecen durar para siempre, mientras que otras necesitan ser reemplazadas constantemente?

Hoy vamos a realizar un experimento para ver qué batería durará más al encender una linterna. Deberá tener al menos dos linternas idénticas y solo probar el tipo de baterías que funcionan con la linterna, como AA. Antes de comenzar, piense qué marcas de baterías desea probar. ¿Durarán más las baterías caras que las más baratas? ¿Importa el tipo de batería? Las baterías de litio y alcalinas están ampliamente disponibles. Haga una predicción sobre su selección antes de comenzar.

Materiales

• Al menos dos tipos de baterías de su elección
• Al menos dos linternas idénticas
• Un trozo de carton
• Cinta adhesiva
• Un marcador
• Reloj o temporizador

Pasos

1. Coloque las pilas en cada linterna y asegúrese de que se encienda.

2. Use cinta de enmascarar para sujetar cada linterna al cartón para que el haz de luz se pueda ver fácilmente.

3. Etiquete la cinta adhesiva de cada linterna con el tipo de batería que contiene.

4. Encienda las linternas al mismo tiempo y espere a que se apague una. Registre la hora de inicio del experimento.

5. A medida que avanza su experimento, registre cualquier observación. ¿Una linterna es más brillante que la otra? ¿Uno comienza a atenuarse primero? Cuando se apaga una linterna, registre el tiempo. Continúe hasta que todas sus baterías estén agotadas.

Solución de problemas

Dependiendo del tipo de linterna que esté utilizando, este proceso puede tardar varias horas. Sea paciente y haga que un amigo se una a usted para pasar el tiempo. Algunas baterías pueden durar más de cuatro horas.

Preguntas de discusión

¿Qué batería duró más? ¿Fue el que esperabas?

¿Qué crees que hace que algunas baterías duren más?

Cómo funciona

Antes de que podamos entender por qué una batería es mejor que otra, necesitamos conocer algunos conceptos básicos sobre cómo funcionan las baterías. La energía de las baterías se almacena en productos químicos. Los productos químicos reaccionan entre sí cuando la batería se coloca en un circuito y alimenta el dispositivo al que está conectado.

El ánodo es la parte de la batería que contiene productos químicos capaces de emitir electrones , pequeñas partículas cargadas negativamente. El movimiento de estas partículas a través de un cable es lo que crea electricidad. El cátodo es la parte de la batería que acepta los electrones del ánodo. El cátodo y el ánodo están separados por una barrera y bañados en un electrolito , una sustancia que reacciona con los químicos en el ánodo para permitirle liberar electrones.

Partes de una batería

Entonces, ¿cómo producen electricidad el cátodo y el ánodo? A todo en el mundo le gusta estar en equilibrio y se moverá de donde hay más a donde hay menos. Los electrones en el ánodo no se moverán a través de la barrera, pero quieren igualar con la menor cantidad de electrones en el cátodo. Cuando una batería está conectada a un circuito, el cable proporciona un camino para los electrones desde el ánodo hasta el cátodo. El movimiento de los electrones a través del circuito crea electricidad, que es lo que enciende nuestra linterna.

El flujo de electrones en un circuito crea electricidad.

Ahora bien, ¿por qué algunas baterías funcionan mejor que otras? Diferentes productos químicos tendrán diferentes reacciones y, por lo tanto, producirán diferentes cantidades de electrones. Más electrones se traduce en más energía disponible en la batería y, por lo tanto, en una vida útil más larga. Por ejemplo, las baterías genéricas suelen estar hechas de un ánodo de zinc con un cátodo a base de carbono. Estos liberan la menor cantidad de electrones y tienen una vida más corta, de ahí el precio más bajo.

La mayoría de las baterías de marca son alcalinas, que utilizan zinc y magnesio en el ánodo y carbón en el cátodo. Aún así, las baterías alcalinas no duran tanto como un tipo de batería relativamente nuevo, las baterías de litio.

Las baterías de litio utilizan sales de litio en el ánodo y carbono en el cátodo. El litio es una molécula pequeña en comparación con los elementos que se utilizan en las pilas alcalinas. Por lo tanto, se pueden empaquetar más iones de litio en una batería, lo que significa más electrones y, por lo tanto, más energía, apiñados en la misma cantidad de espacio. Por lo tanto, las baterías de litio duran más que las alcalinas, por lo que suelen ser mucho más caras.