Artigo escrito por Mano, Mano-RC
Inicialmente vamos esclarecer duas coisas:
a) Embora sejam popularmente utilizados como sinônimos, BATERIA e PILHA são coisas diferentes.
A BATERIA ARMAZENA a energia que lhe foi entregue préviamente enquanto a PILHA GERA energia.
b) Tudo que for falado neste texto é aplicado tanto para baterias de Níquel Cádmio ( NiCd ) como Níquel Metal Hidreto
( NiMH ).
Primeiramente convém lembrar a diferença entre uma bateria recarregável e uma pilha .
Embora ambas tenham o mesmo princípio de funcionamento, a geração de energia elétrica a partir de uma reação química,
numa pilha comum irreversível ( acontece uma só vez ), enquanto nas baterias recarregáveis a reação é reversível ( pode ser repetida inúmeras vezes ).
Vejamos o que isso quer dizer.
Numa pilha comum, os elementos químicos internos combinam-se produzindo nos terminais da pilha uma determinada voltagem ( geralmente 1,5 volts ). Ao ligar essa pilha num equipamento qualquer, esse irá "puxar" uma corrente elétrica, obrigando a pilha a produzir mais energia.
Isso faz com que os componentes internos da pilha mantenham-se reagindo.
Não precisa ser nenhum "expert" no assunto para concluir que depois de um determinado tempo a reação vai enfraquecendo até cessar completamente. Nesse momento dizemos que a pilha "gastou", ou seja, não tem mais como produzir energia elétrica.
Isso acontece porque os elementos internos da pilha não reagem mais, eles simplesmente esgotaram-se.
Por isso a pilha é um dispositivo GERADOR DE ENERGIA ELÉTRICA, ou seja desde o momento da sua fabricação
imediatamente aparece em seus terminais uma voltagem. Como vemos uma pilha já "nasce" carregada !
Na bateria recarregável, duas coisas diferem da pilha comum. A voltagem é de 1,25 volts e os elementos internos são recombináveis.
É justamente essa última característica que vai permitir que a bateria seja novamente carregada.
A bateria recarregável logo depois de construída, necessita ser carregada sob pena de não poder ser utilizada. Isso porque diferente da pilha comum que imediatamente começa a produzir energia, a bateria se mantém neutra, aparecendo em seus terminais apenas uma pequena .
Ao fazer uma corrente elétrica atravessar a bateria , essa passará a acumular parte da energia aplicada.
Como em toda a reação quimica, o processo de carregamento da bateria continuará até que os seus elementos quimicos não consigam mais se combinar para acumular energia. Nesse ponto dizemos que a bateria está completamente carregada. Se prosseguirmos o processo de carga além desse ponto, teremos a formação excessiva de gases e o aumento da temperatura.
Durante a descarga a bateria libera a energia acumulada produzinda por uma reação INVERSA daquela que ocorre durante a carga.
Essa caracteristica, carga - descarga - carga , possibilita a utilização da bateria inúmeras vezes.
Mesmo sendo feitas com elementos que podem se recombinar muitas vezes, as baterias recarregáveis também tem um determinado tempo de vida útil, quando começam gradativamente a perder a capacidade de reter a carga.
A durabilidade da bateria é especificada pelo fabricante, e é expressa em CICLOS ou RECARGAS. Entenda-se um ciclo como quantas vezes a bateria pode ser descarregada e carregada novamente.
Por exemplo as baterias de NiCd tem sua vida média estabelecida em 1000 recargas.
Já as baterias de NiMh tem a vida um pouco mais curta, 600 ou 700 recargas dependendo do fabricante.
O número de recargas definido pelo fabricante, assim como a capacidade da bateria ( expressa em mA/h ) É SEMPRE O MÍNIMO .
Vale dizer então que na prática, se a bateria for bem cuidada esses números serão maiores.
Tipos de carregadores
Os carregadores para as baterias de NiCd e NiMh são básicamente de dois tipos:
*** Voltagem Constante e Corrente Constante.
Carregador de Voltagem Constante
É o carregador mais comum porque é mais simples e barato de ser construído. Nesse modelo de carregador a voltagem aplicada na bateria é alguns volts acima da voltagem máxima que a bateria vai apresentar quando estiver carregada. Não possui nenhum circuito para controlar a carga apenas um pequeno resistor que limita a corrente para a bateria quando esta estiver descarregada. Ná prática o próprio carregador se "auto regula", ou seja, como a voltagem fornecida é sempre a mesma, no início da carga, quando a bateria está sem carga a corrente fornecida pelo carregador é máxima, geralmente 10 a 20% maior que a corrente nominal da bateria ( C/10 - 10% da capacidade da bateria ). A medida que a bateria é carregada a sua voltagem vai aumentando aproximando-se cada vez mais da voltagem fornecida pelo carregador. Consequentemente a corrente de carga vai diminuindo proporcionalmente também. Até que no final do período de carga estando as voltagens do carregador e da bateria bem próximas, a corrente fica reduzida a uns poucos miliamperes (mA).
Esta é a principal vantagem desse tipo de carregador, se o modelista esquecer ele ligado na bateria por um período maior que o necessário, difícilmente danificará a bateria por sobrecarga. É claro que esse tempo extra tem limite e estamos falando de algumas horas a mais e não alguns dias !
Os carregadores que se enquadram nesse tipo são aqueles fornecidos pelos fabricantes de RC. Também conhecidos pelos nomes "wall chargers" - carregadores de parede e " over night chargers" - carregadores noturnos, fazendo alusão que o período de carga extende-se por toda a noite.
Carregador de Corrente Constante
Este tipo de carregador é o indicado pelos fabricantes para carregar as baterias de NiCc e NiMh, porque permitem um processo de carga mais linear fazendo com que se consiga maior rendimento da bateria. Isso porque, sabendo-se a capacidade da bateria que se quer carregar e também qual a corrente que o carregador fornece continuamente, podemos fácilmente determinar o numero exato de horas que a bateria ficará carregada totalmente.
Composto de um circuito mais complexo que o tipo anterior, óbviamente é mais caro.
Os modelos mais simples são constituídos de uma fonte de corrente constante e um timer que desliga o carregador depois de um período pré determinado. Geralmente são projetados para carregar um numero de 1 a 8 baterias que é a faixa que se encontram a maioria dos packs de RC..
Já os modelos mais sofisticados além da fonte de corrente possuem microprocessadores que controlam os parâmetros mais importantes do carregador, tais como: Número de células a serem carregadas ( 1 a 30 ) , valor da corrente de carga ( de alguns miliampéres (mA ) até vários ampéres ( A ) e finalmente o tempo que deve durar a carga.
A presença de um dispositivo de controle do tempo de carga é necessário porque ao contrário do carregador de voltagem constante onde a corrente de carga ia diminuindo com o passar do tempo, nesse carregador como o próprio nome diz a corrente de carga se mantém constante enquanto ele estiver ligado na bateria.
Como exemplos desses carregadores podemos citar o Super Cycler, o Accu Cycler, Infinity e outros cicladores, cujos sistemas de carga utilizam carregadores de corrente constante.
Tempo de carga
Considerando que a principal caracteristica da bateria é capacidade de armazenar energia expressa em miliamperes/hora (mA/h ), a duração da carga é, juntamente com a corrente de carga, o parâmetro mais importante do processo de carga das baterias de NiCd e NiMh.
Utilizando-se um carregador de corrente constante, podemos estabelecer a relação corrente de carga / tempo de carga que melhor nos agradar. Digamos que temos um carregador totalmente programável e queremos carregar uma bateria de 600mA/h. Se quisermos aplicar uma carga LENTA ( C/10 ou 10% da capacidade da bateria ), programaríamos o carregador para 60mA de corrente de carga durante um tempo de 14 horas. Aqui cabe um parêntesis. Muita gente se pergunta:
- Se a bateria é de 600mA, e a carga é de 60mA ( 10% ) o tempo de carga não seria de 10 HORAS ? Porque são necessárias 14 HORAS então?
Essas quatro horas a mais são necessárias porque embora o carregador forneça uma carga em regime constante, as reações químicas no interior da bateria não se processam linearmente, e esses 40% a mais de tempo garantem que a reação no interior da bateria será completa ela estará completamente carregada.
Nada impede porem que o tempo de carga seja reduzido pelo aumento da corrente de carga. A regra é direta e simples.
60mA ---> 14 horas
120mA ---> 7 horas
240mA ---> 3,5 horas
É claro que essa relação tem seus limites senão poderíamos concluir que:
600mA ---> 1 hora
2400 mA ---> 15 minutos !
9600mA --- > 3,5 minutos !!!
Lógicamente com essa corrente de carga altíssima só conseguiríamos " explodir" a bateria em nossas mãos !
Alías, esse raciocínio aqui colocado em forma de piada TEM SIDO EMPREGADO POR ALGUNS AEROMODELISTAS QUE DISPÕE DE CARREGADORES PROGRAMÁVEIS !
É verdade que já soube de algumas mãos queimadas por baterias que literalmente "ferveram" !
A maioria dos fabricantes de baterias de NiCd e NiMh recomendam que a carga rápida ( FAST CHARGE ) aplicada nas baterias não exceda o valor da capacidade da mesma ( C ). Com isso a carga estaria completa em 1 HORA .
Outro fator que deve ser levado em consideração quando se aplica carga rápida numa bateria é a temperatura.
Um boa relação corrente de carga / tempo de carga irá produzir um leve aquecimento na bateria nos minutos finais da carga.
O aquecimento excessivo da bateria indica que ou a corrente de carga está elevada, ou o tempo de carga está muito longo ou ambos.
Sempre que possível carregue as suas baterias com carga LENTA ( 14 - 16 horas ) com uma corrente de carga de C/10. Essa prática extenderá a vida das baterias por muitos anos em perfeitas condições.
CUIDADOS
1. Descarregue SEMPRE a bateria antes de carregar novamente. Observe sempre esse cuidado mesmo que a bateria seja de Metal Hidreto ( NiMh ) porque embora elas não apresentem o efeito memória, carregar uma bateria que ainda tem carga certamente irá aquecê-la demasiadamente, principalmente se o carregador for do tipo Corrente Constante.
2. Cuide para que a polaridade do carregador seja a mesma da bateria, sobretudo nos equipamentos onde os conectores possam ser colocados invertidos.
3. Controle a temperatura. Quando for utilizar métodos de carga não ortodoxos, faça isso durante o dia quando você ou alguem pode ficar observando a bateria. Isso evitará que a bateria possa "incendiar" enquanto você dorme tranqüilamente !
|