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¿Cómo funciona una pila?

Para empezar, quisiéramos que nosotros, al igual que ustedes, se familiaricen con lo siguiente: ¿Cómo funciona una batería normal? ya sea de las referencias más conocidas como las AA, AAA, entre otras, de punto de partida creemos que todas funcionan de la misma manera.

Sabias que las pilas se fabrican en diferentes estándares definidos, de tal manera que su utilización sea universal según los requerimientos "AA" (doble A), la diferencia es en el nombre que varía según el país por ejemplo en Alemania es el tipo "Mignon" y en China es la "batería número 5".

Las pilas AA en particular consiste en una celda electro-química de 51 milímetros da largo  con 14 milímetros de diámetro,Las hay de diferentes tecnologías, como alcalinas, de litio o recargables, por ejemplo del tipo NiMH.

El voltaje de la pila AA es de aproximadamente 1,5 Volts. Esta se mide en miliamperios por hora, que es la medida mAh en la pila. Un dato importante es que cuando se conectan en serie, se va sumando su voltaje,mientras más pilas tengas por ejemplo con 4 pilas regulares tienes 6volts.

La pila AAA (triple A), es un estándar universal como las AA, pero de menor tamaño. Esta mide 44,5 milímetros de largo, con un diámetro de 10,5 milímetros, y tiene también 1,5 Volts.

 ¿Cómo funcionan?

Un átomo, en su parte interior tiene unas partículas cargadas positivamente llamadas protones, la parte exterior es una nube de partículas cargadas negativamente que rodean el átomo que se llaman electrones; los electrones son la clave para la generación de la electricidad, el movimiento de los electrones es lo que genera esta electricidad.

La forma en la que los electrones se mueven es, para decirlo de cierta forma, que pasan de un nivel de alta energía a un nivel de baja energía. Un nivel de alta energía puede ser como un trabajo que te genera estrés, el jefe es insoportable, y te quita demasiado tiempo para hacer las cosas que quieres; mientras que un nivel de baja energía es como estar sentado en casa sin preocuparte por nada. Si te llegan a ofrecer la oportunidad de relajarte en casa y no tener preocupaciones, obviamente la tomarías. Así son los electrones. Para muchos electrones trabajan en un "ambiente de alto estrés" mientras que otros en uno de "bajo estrés", entonces lo que hace la batería es darle un camino a los electrones para ir al nivel de bajo estrés y energía, pero ellos (los electrones) tienen que trabajar para llegar allá.

Además de esto, vamos a definir que un átomo normal está balanceado, con la misma cantidad de electrones y protones. Pero, si hay más protones, lacarga neta del átomo es positiva, y viceversa si hay más electrones. A esto es lo que se le llaman iones, los iones son átomos que no son neutros ya sea porque ganan o pierden electrones. Y así como cuando los electrones quieren una "vida" de baja energía, los iones quieren ser neutros y esto lo hacen al encontrar su carga opuesta y "unirse". La razón de ser de las baterías es que los electrones y los iones encuentren esa felicidad.


Observaciones
Antes de continuar, debe tener encuenta:

Una reacción de óxido-reducción se caracteriza porque hay una transferencia de electrones, en donde una sustancia gana electrones y otra sustancia pierde electrones:

  •  la sustancia que gana electrones disminuye su número de oxidación. Este proceso se llama Reducción.

  •  la sustancia que pierde electrones aumenta su número de oxidación.Este proceso se llama Oxidación.

Por lo tanto, la Reducción es ganancia de electrones y la Oxidación es una pérdida de electrones.

Bibliografía:
http://electronics.howstuffworks.com/everyday-tech/battery.htm
http://www.qrg.northwestern.edu/projects/vss/docs/power/2-how-do-batteries-work.html
http://es.wikipedia.org/wiki/Pila_AAA