Bateria de motossera e pilha com a mesma capacidade: pode?
17 de janeiro, 2020 às 18:24 | Postado em Corrente contínua e alternada, Eletricidade
Respondido por: Prof. Fernando Lang da Silveira - www.if.ufrgs.br/~lang/Professor Lang
Acompanho sempre suas postagens muito instrutivas. Parabéns!
A minha dúvida diz respeito a que uma bateria de motossera tem o mesmo número de miliampere hora ou até menor do que uma pilha recarregável. Vi uma dessas baterias com 1500 miliampere hora e as pilhas tem isso ou até mais. Isso significa que a pilha tem mais energia do que a bateria? Não pode ser! Agradeço antecipadamente sua resposta.
A capacidade (ou a “carga”) de uma bateria é expressa em uma unidade de medida de intensidade da corrente elétrica multiplicada por uma unidade de medida de tempo, por exemplo ampère vezes hora ou miliampère vezes hora. Dimensionalmente este produto resulta em uma unidade de carga elétrica que, entretanto, não deve ser interpretado como um excedente de carga armazenado na bateria.
O significado da capacidade é que tal bateria, quando armazena a quantidade máxima de energia, poderá sustentar uma demanda de corrente elétrica durante um determinando tempo até o esgotamento do seu conteúdo energético. Por exemplo, se a bateria tem a capacidade de 1500 mA.h significa que o conteúdo energético da bateria estará completamente esgotado se ela sustentar uma corrente de 1500 mA durante uma hora. Ou ainda, que se a bateria estiver completamente “morta”, esgotada energeticamente, estará plenamente suprida depois de uma hora caso seja “carregada” com uma corrente de 1500 mA.
O conteúdo energético disponível em uma bateria (a máxima quantidade de energia química armazenada) depende da capacidade e da força eletromotriz (fem) da bateria. O produto da força eletromotriz pela capacidade informa sobre a máxima energia armazenada na bateria. Por exemplo, uma pilha recarregável com fem de 1,2V e capacidade de 2100 mA.h tem a energia de 1,2Vx2100mA.h=2520V.mA.h=2,52W.h (watt hora) ou 2,52Wx3600s=9072J (para informações sobre a capacidade e a energia armazenada em pilhas vide Capacidade).
A bateria de uma motossera (por exemplo a MakitaDUC2527) usa duas baterias com capacidade de 1,5A.h e força eletromotriz de 18V. Portanto a capacidade é a mesma ou menor do que a de uma pilha recarregável. Mas a energia máxima armazenada em uma dessas baterias é 1,5A.hx18V=27W.h, portanto muito maior do que em uma pilha. A máxima energia armazenada no conjunto de duas baterias é então 54W.h. O fabricante informa que a motosserra tem potência de 800W e portanto pode-se estimar o tempo máximo de operação das baterias em 54W.h/800W=0,0675h ou 0,0675x60min=4,0minutos. Desta forma, em no máximo 4,0 minutos de operação a motosserra parará por esgotamento das baterias.
Finalmente, não se pode confundir a capacidade de uma bateria com a máxima energia armazenada. No caso específico da bateria de motosserra, apesar de ter uma capacidade semelhante a de uma pilha, como sua força eletromotriz é maior, armazena mais energia do que a pilha.
“Docendo discimus.” (Sêneca)
Agradeço a resposta esclarecedora professor.
Fiquei com uma dúvida sobre a capacidade das duas baterias em série. Elas se somam? E se porventura a associação das fontes fosse em paralelo?
Em uma associação em série a corrente é a mesma em cada bateria e a mesma que a corrente no motor elétrico da motosserra. Então a capacidade da associação, caso as fontes tenham as mesmas características, é a capacidade de uma única bateria.
Em uma associação em paralelo de fontes idênticas, as capacidades se somam capacidades. Vide mais em Capacidade de carga em uma associação de fontes.