Por que as baterias estão alinhadas uma ao lado da outra em direções opostas?

1 mês ago
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Por que as baterias estão alinhadas uma ao lado da outra em direções opostas?

As baterias normalmente estão alinhadas em direções opostas e próximas umas das outras, para que a corrente possa fluir sem problemas com uma necessidade mínima de hardware adicional. Quando as baterias são dispostas em série, os terminais (+) e (-) devem ser conectados; uma orientação alternada torna isso mais eficiente e fácil de projetar.

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Pense na sua infância e na alegria que sentiu ao abrir um brinquedo novinho em folha – um carro com controle remoto, um aparelho de som novo ou até um Furby. Depois de rasgar o papel de embrulho, as coisas mais importantes a serem localizadas foram as baterias, para que você possa ligá-lo e começar a se divertir. No entanto, uma coisa que você sem dúvida notou, e já viu centenas de vezes desde então, é que as instruções visuais das baterias lhe disseram explicitamente para alinhar as baterias em direções opostas.

Macho mãos inserir baterias em um controle remoto, isolar em branco (Smileus) s

Homem inserindo as pilhas no controle remoto (Crédito da foto: Smileus / Shutterstock)

Você corresponderia meticulosamente o lado nub da bateria ao sinal (+) e o lado plano da bateria ao símbolo (-). Depois de voltar a colocar o painel da bateria no lugar e pressionar um botão, a energia havia sido alcançada! Colocar as baterias em uma fila em alinhamentos opostos não é difícil, é claro, mas isso levanta a questão – por que as baterias são projetadas assim?

O que é uma bateria?

Antes de entendermos as nuances da integração da bateria e do design do produto, devemos fazer uma rápida revisão das próprias baterias. Uma bateria, simplesmente, é uma coleção de células eletroquímicas com conexões externas que permitem alimentar dispositivos eletrônicos. Desde pilhas minuciosas para aparelhos auditivos e smartphones até pilhas maciças sob o capô do seu carro, existem alguns elementos básicos de uma bateria que permanecem os mesmos.

Enquanto uma bateria está em uso, o terminal positivo é o cátodo e o terminal negativo é o ânodo. Os elétrons fluem de um circuito externo para o ânodo e se movem para o cátodo (o terminal positivo). Ocorre uma reação redox que converte reagentes de alta energia em produtos de baixa energia; a energia restante fica disponível para uso pelo dispositivo ou produto na forma de energia elétrica, que alimenta o dispositivo.

e se eu te dissesse meme

Basicamente, a energia química dentro da bateria é convertida em energia elétrica na forma de corrente contínua (CC). Os produtos químicos contidos na bateria são tipicamente ácidos e são referidos como eletrólitos. As próprias baterias podem ser feitas de níquel, lítio, cádmio, chumbo, mercúrio e alcalina, todas com prós e contras diferentes. Hoje, as baterias de íon de lítio se tornaram incrivelmente populares devido à sua alta densidade de energia, permitindo fornecer muita energia a partir de uma fonte pequena e sendo altamente recarregáveis.

Bateria recarregável de íons de lítio com conector (Marynchenko Oleksandr) s

Bateria recarregável de íon de lítio (Crédito da foto: Marynchenko Oleksandr / Shutterstock)

No passado, uma bateria se referia a várias células conectadas umas às outras, mas agora uma bateria moderna pode conter várias células dentro de si. No entanto, quando várias baterias são usadas juntas, elas geralmente são dispostas em série , permitindo que dobrem a tensão e a Amp-hora (a quantidade de carga de energia em uma bateria que permitirá que um ampere de corrente flua por uma hora). A outra opção para baterias deve ser organizada em paralelo (aumentando a Amp-hora, mas mantendo a voltagem igual), o que não é apropriado para dispositivos que possam exigir uma quantidade de voltagem mais alta. Para saber mais sobre as nuances das séries e dos circuitos paralelos, confira nosso artigo detalhado aqui.

Design eficiente da bateria

Quando várias baterias são dispostas em série, os terminais positivo e negativo dos terminais adjacentes devem ser conectados; é assim que a corrente é capaz de fluir, completando o circuito e alimentando o dispositivo. Com isso em mente, organizar as baterias em padrão alternado – uma massa com o terminal (+) voltado para cima, seguido de uma bateria com o terminal (-) voltado para cima – é eficiente.

Se as baterias fossem dispostas com terminais semelhantes, todos voltados para a mesma direção, seria necessário incluir um fio no projeto entre os terminais positivo e negativo nas baterias vizinhas. No entanto, com as baterias alternando em termos de direção do terminal, uma pequena placa de metal em cada extremidade da bateria pode estabelecer essa conexão essencial (entre os terminais (+) e (-)).

tudo bem, meme cara esperto

Dependendo do design do produto, as baterias podem ter que ser dispostas próximas umas das outras ou seguidas. No último arranjo, freqüentemente encontrado em lanternas, os terminais positivo e negativo são comprimidos e mantidos um contra o outro, permitindo que a corrente flua sem problemas. Em outros produtos, como videogames de mão, embalar firmemente várias baterias ao lado da outra em direções alternadas é o design mais eficiente em termos de conclusão do circuito e volume total.

Uma palavra final

Ao projetar um produto, cada milímetro precisa ser considerado; até a inclusão de um fio extra é considerada um desperdício e pode aumentar o custo final da produção. Fabricantes e designers estão constantemente buscando a eficiência de custos, sem comprometer a funcionalidade. Organizar as baterias nesse padrão de cima para baixo e vincular os terminais positivo e negativo a uma barra de metal, em vez de um fio, melhora a eficiência e o desempenho do projeto. Em termos da própria orientação da bateria (em uma linha ou adjacente), isso depende da forma geral e de outros componentes físicos do produto.

Referências:

  1. Jornal de Eletroquímica de Estado Sólido
  2. Missouri S&T
  3. LibreTexts
  4. Georgia State University
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