Pilha caseira
Pilha caseira
Colégio Estadual Professor Edilson Soutor Freire
E-mail: cepesf3av2018@gmail.com
Adriana Beatriz Reis Araújo
Gabriela Conceição Dos Santos
Laiane Nepomuceno Da Silva
Roseane Santos De Jesus
PILHA CASEIRA
Resumo
Relatório final, apresentado ao Colégio
Estadual Professor Edilson Souto Freire, o intuito desse trabalho é aprender na
prática como funciona as pilhas, a oxirredução, as grandezas elétricas, mostrar
o processo de pesquisa e construção da pilha caseira, desde a descoberta e
origem até as atuais e a utilização do multímetro. Orientado pelo professor
Samuel Nunes de Santana.
Palavras-chave: experimento,
pilhas, grandezas elétricas, oxirredução, física na prática.
Abstract
Final report, presented to the State College Professor
Edilson Souto Freire, the purpose of this work is to learn in practice how the battery
work, the oxirreduction, the electrical magnitudes, to show the process of
research and construction of the homemade pile, from the discovery and origin
to the and the use of the multimeter. Guided by Professor Samuel Nunes de
Santana.
Keywords: experiment, battery, electric quantities, oxidation, physics in practice.
1.HISTÓRIA
DAS PILHAS / ATUALIDADE
As pilhas elétricas estão presentes no nosso cotidiano, são
elas que garantem o funcionamento de alguns objetos como: controles remotos, celulares, relógios,
brinquedos etc., mas você sabe como tudo isso começou? Quem inventou a primeira
pilha, ou como elas são feitas? Faremos um breve resumo para você compreender
como foi sua origem e evolução.
Em 1800 Alessandro Volta, demonstrou o funcionamento
da primeira pilha elétrica e teve sucesso, ele usava discos de zinco e de
cobre alternados com pedaços de papelão embebidos em salmoura entre os metais, produzido
corrente elétrica, para conduzir a energia foi utilizado um arco metálico para
transportar a eletricidade a uma distância maior. E foi a primeira “bateria de
célula molhada” que produziu corrente de confiança estável de eletricidade,
chamada de pilha voltaica. A pilha
voltaica não poderia fornecer eletricidade durante um longo período de tempo. Em1836
Daniell criou uma pilha de zinco e cobre. Esta bateria, produziu
cerca de 1,1 volts, foi utilizado para objetos, tais como telégrafos, telefones
e campainhas, foi utilizada em casas por mais de 100 anos. Foram denominadas baterias primárias pois só podiam converter os seus produtos
químicos em eletricidade apenas uma vez e depois deveriam ser descartadas.
Gaston Plante inventor francês, desenvolveu em 1859 a
primeira pilha recarregável, armazenando chumbo-ácido
de bateria que pode ser recarregada. Este tipo de bateria é usado
principalmente em carros de hoje. Em 1866 o engenheiro francês
Georges Leclanche criou a Pilha
Húmida (wet cell), com zinco/carbono
chamada célula molhada. Em 1881 Carl Gassner inventou a primeira pilha seca de sucesso
comercial: zinco/carbono da. Em 1899,
Waldmar Jungner inventou a bateria de níquel-cádmio
primeiro recarregável. Em 1964 Duracell foi incorporada. Em 1954 Gerald
Pearson, Calvin Fuller e Daryl Chapin inventou a primeira bateria solar, que converte
a energia do sol em eletricidade. Os inventores criaram uma matriz de várias
tiras de silício, colocou em luz solar, os elétrons livres capturados e
transformou-os em corrente elétrica. Bell Laboratories, em Nova York, anunciou
a fabricação do protótipo de uma nova bateria solar o mesmo financiou a
pesquisa. O julgamento primeiro serviço público do Solar de Bell começou a
bateria com um sistema de operadora de telefone Americus, na Geórgia em 4 de
outubro de 1955. Foram chamadas de baterias
secundárias que podem ser recarregáveis por passagem de eletricidade de
volta através dele; ou seja, pode ser reutilizado várias vezes.
As pilhas atuais possuem esse mesmo princípio de
funcionamento, onde um metal doa elétrons para outro, por meio de uma solução
condutora, e é produzida a corrente elétrica. A diferença é que as pilhas
usadas hoje são secas, porque não utilizam como eletrólito uma solução líquida.
1.1 MÉTODO DE CRIAÇÃO DA EQUIPE
Através da história e
evolução das pilhas, iremos criar 3 modelos testes utilizando alguns princípios
e materiais das pilhas primárias, como: o zinco, o cobre, e o alumínio etc.,
para descobrirmos qual atinge um número maior de volts, e assim desenvolvermos
um único modelo portátil/ compacto capaz de atingir no mínimo 3 volts.
2. PROCEDIMENTO
Para entender e medir
o potencial das pilhas, devemos saber alguns princípios básicos, como medir a
pilha, quem oxida e quem reduz, qual material da mais voltagem etc.
2.1 COMO SE USA O MULTÍMETRO
O que é multímetro?
Segundo o site STA Sistemas e Tecnologias Aplicada, o multímetro, é um aparelho
digital que é utilizado para medir grandezas elétricas. Como saber qual voltagem sua pilha alcança
sem usar o multímetro? Vamos ensinar um pouco de forma clara e objetiva.
Existem multímetros que medem um maior número de grandezas elétricas e outros
menos. O mais comum, mede essas três grandezas: Corrente elétrica, tensão
elétrica, e a resistência elétrica. E vem com duas “garrinhas” para conectar
com o local a ser medido.
Antes
de saber medir cada uma, vamos entender a função de cada uma:
Corrente elétrica:
é um movimento de cargas elétricas dentro de um fio de metal. Podemos dar um
exemplo de semelhança com a água que passa por dentro da mangueira, ela é
medida em AMPERES (nome dado em homenagem a André-Marie Ampère. 1 ampere
equivale a um coulomb por segundo), que no multímetro aparece em “A”. A
corrente elétrica pode ter sentido real e convencional. O sentido real é o movimento dos elétrons do polo negativo para o
positivo. E o sentido convencional é
o movimento de cargas positivas que polarizam do sentido positivo ao negativo.
Tensão elétrica: pressão
externa para que a corrente elétrica se estabeleça no fio. É chamada também de
voltagem. A tensão elétrica é medida em VOLTS (nome dado em homenagem a Alessandro Volta) aparece no
multímetro “V”.
Resistência elétrica: capacidade
de um corpo que se opõe a passagem da corrente elétrica. Ela é medida em OHMS
(nome dado em homenagem a Georg Simon
Ohm), que aparece no multímetro representado pela
letra grega
“Ω”.
2.2 OXIDAÇÃO E REDUÇÃO
A oxidação e a redução são
processos contrários que ocorrem em uma reação química em que há uma
transferência de elétrons, essa reação é chamada de oxirredução. Quem ganha elétrons foi reduzido e quem perde elétrons
é oxidado. Ou seja:
Oxidação:
perde elétrons –número de oxidação aumenta- agente redutor
Redução:
ganha elétrons – número de oxidação diminui – agente oxidante
2.3 CONSTRUÇÃO DAS PILHAS
Para a primeira pilha utilizamos:
1. Cobre
2. Zinco
2. Zinco
3. ½ de
água
4. ½ de
água sanitária
5. Garrafas
pequenas.
Tensão elétrica: 3,05
volts
Corrente elétrica: 0,12 amperes
Nessa pilha, a parte do cobre que estava dentro da solução ganhou elétrons, ou seja, foi reduzido. E o zinco foi oxidado, perdeu elétrons. Ascendemos um LED vermelho com essa pilha.
 |
| Cobre que reduziu e mudou de cor |
2.3.2
SEGUNDA PILHA
Para a segunda pilha
utilizamos:
1. Alumínio
2. Cobre
3. Água
4. Sal de
cozinha.
E em vez de 3 garrafas,
utilizamos dois coletores e com menos capacidade que as garrafas. Mas, não obtivemos sucesso com a água e sal. A
pilha mediu apenas 1,50 volts.
Com os mesmos coletores,
acrescentamos mais alumínio e trocamos a solução de água e sal de cozinha por
água sanitária. E ficou:
1. Alumínio
(parafuso e folha de alumínio)
2. Cobre
3. Água
sanitária
Tensão
elétrica: 3,30 volts
Corrente
elétrica: 06,5 amperes
Ocorreu
o mesmo da primeira pilha, o cobre foi reduzido, e o alumínio foi oxidado.
Acendemos um LED vermelho com essa pilha.
Despis
de um certo tempo o alumínio “aumentou” o tamanho.
3. OBSERVAÇÕES GERAIS/ CONCLUSÃO
Com todos esses processos e
experimentos trocando materiais, acrescentando outros para chegar num resultado
de no mínimo 3 volts, foi preciso aprender a usar o multímetro, ver de perto as
reações químicas, a oxirredução, assim como as grandezas elétricas e entender
cada uma delas, é notável o potencial de pilhas consideradas pequenas perto das
atuais, recarregáveis e com a presença do lítio, que torna mais potente. Acima
de tudo tivemos a oportunidade de colocar em pratica os assuntos teóricos
passados na sala de aula.
REFERÊNCIAS
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