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ELECTRICIDAD DEL AUTOMÓVIL

LIMPIEZA DE LA BATERÍA Y TERMINALES

Si la parte superior de la batería está sucia, con un cepillo de cerdas duras, lavarlo con una mezcla de bicarbonato de sodio y agua. Esta acción va a neutralizar y eliminar la mezcla de ácido-suciedad. Tenga cuidado de no permitir que la solución de limpieza entre en la batería.

Para limpiar los terminales, quite los cables e inspeccione los bornes terminales para ver si se deforman o se rompen. Limpiar los bornes y las superficies interiores de las abrazaderas de cable con una herramienta de limpieza antes de volver a colocarlas en los bornes.

PRECAUCIÓN

NO utilice una rasqueta o una cuchilla para limpiar los terminales de la batería. Esta acción elimina en exceso el metal y puede arruinar la conexión del terminal.

Cuando vuelva a instalar los cables, cubra los terminales con aceite negro o grasa blanca. Esto alejará los vapores de ácido de las conexiones y evitará que se corroan de nuevo. Ajuste los terminales sólo lo suficiente para asegurar la conexión. Al apretar demasiado se arruinan las roscas del tornillo de abrazadera.

COMPROBACIÓN DE LA CONDICIÓN DE LA BATERÍA

Al medir la carga de la batería, compruebe el estado del electrolito y de las placas de la batería. A medida que la batería se descarga, el electrolito tiene un mayor porcentaje de agua. Así, el electrolito de una batería descargada tendrá un número menor de gravedad específica que una batería completamente cargada. Esta subida y la caída de la gravedad específica se puede utilizar para comprobar la carga en una batería. Hay varias formas de comprobar el estado de carga de una batería.

Las baterías que no son libres de mantenimiento pueden tener acceso para comprobar el estado de carga con un hidrómetro. El hidrómetro verifica la gravedad específica del electrólito. Es rápido y sencillo de utilizar. Hay tres tipos de hidrómetros, el tipo flotante, el tipo de pelota, y el tipo de aguja.

Para utilizar un HIDRÓMETRO TIPO FLOTADOR, apriete y mantenga el bulbo. Después sumerja el otro extremo del hidrómetro en el electrolito. A continuación, suelte el bulbo. Esta acción va a llenar el hidrómetro con electrolito. Sostenga el hidrómetro parejo a su línea de visión y compare los números en el hidrómetro con la parte superior del electrolito.

La mayoría de los hidrómetros de tipo flotante NO son corregibles por temperatura. Sin embargo, los nuevos modelos tendrán un termómetro incorporado y una tabla de conversión que le permitirá calcular la temperatura correcta.

El HIDRÓMETRO TIPO DE BOLA es cada vez más popular, ya que no es necesario utilizar una tabla de conversión de temperatura. Las bolas permiten un cambio en la temperatura cuando se sumergen en el electrolito. Esto permite cualquier desplazamiento de temperatura.

Para utilizar un hidrómetro tipo bola, extraiga electrolito en el hidrómetro con la pera de goma en la parte superior. A continuación, observe el número de bolas que flotan en el electrolito. Las instrucciones sobre o con el hidrómetro le dirán si la batería está completamente cargada o descargada.

Un HIDRÓMETRO TIPO AGUJA utiliza los mismos principios que el tipo de pelota. Cuando el electrolito se introduce en el hidrómetro, hace que la aguja de plástico indique la gravedad específica.

Una batería completamente cargada debe dar una lectura de hidrómetro de por lo menos 1,265 o más. Si está debajo de 1,265, la batería necesita ser recargada o puede ser defectuosa. Una batería descargada puede ser causada por el siguiente:

• batería defectuosa,
• problemas del sistema de carga,
• problemas de arranque del sistema,
• malas conexiones de los cables,
• problemas de  rendimiento del motor que requieren tiempo excesivo para el arranque,

Los problemas eléctricos que consumen la corriente de la batería con el encendido apagado se pueden encontrar mediante el uso de un hidrómetro para comprobar cada celda. Si la gravedad específica en cualquier celda varía excesivamente con relación a otras celdas (25 a 50 puntos), la batería es mala. Las celdas con lecturas bajas pueden provocar un cortocircuito. Cuando todas las celdas tienen una gravedad específica igual, incluso si son bajas, por lo general la batería puede ser recargada.

En baterías libres de mantenimiento un ojo indicador de carga muestra la carga de la batería. El indicador de carga cambia de color con niveles de carga de la batería. Por ejemplo, el indicador puede ser verde con la batería completamente cargada. Puede volverse negro cuando se descarga o amarillo cuando la batería necesita ser reemplazada. Si no hay un ojo indicador de carga o en caso de duda de su fiabilidad, un voltímetro y un amperímetro o un probador de carga también se pueden utilizar para determinar el estado de la batería rápidamente.

FACTORES QUE AFECTAN A LA CARGA DE LA BATERÍA

Temas relacionados :

• Requisitos e idoneidad de la batería del vehículo
• Acción electroquímica de la batería de plomo-ácido

Cinco factores afectan carga de la batería mediante el aumento de su resistencia interna y CEMF (fuerza contraelectromotriz producida por la reacción electroquímica):

1. TEMPERATURA: A medida que la temperatura disminuye el electrolito resiste la carga. Una batería fría tardará más en cargar, una batería caliente, menos tiempo. Nunca intente cargar una batería congelada.

2. ESTADO DE CARGA: La condición de los materiales activos de la batería afectará a la carga. Una batería que está muy descargada tendrá duros cristales de sulfato en las placas. El sistema de carga del vehículo podría cargar demasiado alto por sobre su régimen para eliminar tales sulfatos.

3. ÁREA DE LA PLACA: Las placas pequeñas se cargan más rápido que las placas grandes. Cuando la  sulfatación cubre la mayor parte de la superficie de la placa, el sistema de carga  puede no ser capaz de restaurar la batería.

4. IMPUREZAS: La suciedad y otras impurezas en el electrolito incrementan la dificultad de carga.

5. GASEO: las burbujas de hidrógeno y oxígeno que se forman en las placas durante la carga. A medida que estas burbujas salen, lavan el material activo, causan pérdida de agua, y aumentan la dificultad de carga.

Resistencia interna de una batería

Comprender las celdas electroquímicas es relevante cuando se habla de baterías y su comportamiento. Una celda electroquímica es un dispositivo que convierte la energía química en energía eléctrica a través de reacciones redox. Las baterías son un ejemplo común de celdas electroquímicas.

En una batería hay dos electrodos: un ánodo y un cátodo, sumergidos en una solución electrolítica. El ánodo se oxida, liberando electrones, mientras que el cátodo se reduce, aceptando esos electrones. El movimiento de electrones del ánodo al cátodo crea una corriente eléctrica que puede usarse para alimentar dispositivos externos.

Las reacciones electroquímicas en una batería son impulsadas por una diferencia de potencial químico entre el ánodo y el cátodo, comúnmente conocida como voltaje de celda o fuerza electromotriz (EMF). El EMF representa el voltaje máximo que la batería puede entregar cuando no hay una carga externa conectada.

Sin embargo, cuando se conecta una carga a través de la batería, entra en juego la resistencia interna. Como se mencionó anteriormente, la resistencia interna provoca una caída de voltaje cuando la corriente fluye a través de ella. Es por esto que el voltaje terminal de una batería disminuye cuando se conecta una carga, como se observa en el ejemplo mencionado.

La resistencia interna de una batería depende de varios factores, incluyendo su temperatura y estado de carga. Las temperaturas más altas generalmente dan como resultado una resistencia interna más baja, mientras que un estado de carga más alto a menudo se correlaciona con una resistencia interna más baja. Supervisar la resistencia interna puede proporcionar información sobre el estado y la salud de una batería; los valores más bajos indican un mejor estado de la batería.

Comprender tanto la resistencia interna como los procesos electroquímicos dentro de las baterías es crucial para analizar su rendimiento, estimar su capacidad bajo diferentes cargas y evaluar su estado general.

Cualquier fuente de energía eléctrica puede ser representada por el diagrama mostrado en la Figura siguiene. Esta muestra una fuente de voltaje ideal en serie con una resistencia. Esto se utiliza para representar la razón por la cual el voltaje terminal de una batería disminuye cuando se conecta una carga. Cuando el circuito está abierto, no fluye corriente a través de la resistencia interna y, por lo tanto, no se produce ninguna caída de voltaje. Cuando se extrae corriente de la fuente, se producirá una caída de voltaje a través de la resistencia interna. El valor actual se puede calcular de la siguiente manera.

Figura : Circuito equivalente de un suministro eléctrico que muestra una fuente de tensión perfecta en serie con una resistencia

Conecta un voltímetro a través de la batería y anota el voltaje en circuito abierto, por ejemplo, 12.7 V. Conecta una carga externa a la batería y mide la corriente, digamos 50 A. Anota nuevamente el voltaje terminal en carga de la batería, por ejemplo, 12.2 V.

Un cálculo determinará la resistencia interna: Ri = (U - V) / I

donde

• U es el voltaje en circuito abierto,
• V es el voltaje en carga,
• I es la corriente,
• Ri es la resistencia interna

Para este ejemplo, el resultado del cálculo es 0.01 Ω. La temperatura y el estado de carga afectan la resistencia interna de una batería.

La resistencia interna también se puede utilizar como indicador del estado de la batería: cuanto más bajo sea el valor, mejor será la condición.

Eficiencia de una batería

La eficiencia de una batería se puede calcular de dos formas, ya sea como eficiencia de amperio-hora o eficiencia de potencia.

Eficiencia de Ah = Ah descargados / Ah cargados * 100 %

una velocidad de 20 horas, esto puede llegar hasta el 90%.

A menudo, se cita como el recíproco de la cifra de eficiencia; en este ejemplo, alrededor de 1.1, lo cual se conoce como factor de carga.

Eficiencia energética = Pd * td / Pc * tc * 100 %

donde

• Pd es la potencia de descarga,
• td es el tiempo de descarga,
• Pc es la potencia de carga,
• tc es el tiempo de carga.

Un resultado típico de este cálculo es aproximadamente el 75%.

Esta cifra es más baja que la eficiencia de Ah, ya que tiene en cuenta el voltaje más alto requerido para forzar la carga en la batería.

PRUEBA DE BATERÍA

Como mecánico que se espera que usted pueda probar el funcionamiento y condición de las baterías. Estas pruebas son las siguientes:

Prueba de fugas en la batería
Prueba de terminales de batería
Prueba de voltaje de la batería
Prueba de tensión de celdas
Prueba de drenaje de batería
Prueba de carga de batería (prueba de capacidad de la batería)
Prueba de carga rápida

Prueba de fuga de la batería

Una fuga de la batería determinará si hay corriente se descarga a través de la parte superior de la batería. Una batería sucia puede descargarse cuando no esté en uso. Esta condición reduce la vida útil de la batería y produce problemas de arranque.

Para realizar una prueba de fugas en la batería, ponga un voltímetro en un ajuste bajo. Toque con las puntas en la batería, como se muestra en la figura 2-6. Si alguna corriente aparece registrada en el voltímetro, la parte superior de la batería necesita ser limpiada.

Prueba del terminales de la batería.

Prueba del terminal de la batería comprueba rápidamente  una posible mala conexión eléctrica entre los terminales y los cables de la batería. Un voltímetro se utiliza para medir la caída de voltaje a través de los terminales y los cables.

Para realizar una prueba de la batería (fig. 2-7), conecte el cable negativo del voltímetro al extremo del cable de la batería. Toque con el cable positivo el terminal de la batería. Con el sistema de encendido o inyección desactivado para que el motor no arranque, de arranque al motor mientras observa la lectura del voltímetro.

Figura 2-6 -. Prueba de fugas.

Figura 2-7 -. Prueba de la batería.

Si la lectura del voltímetro es .5 voltios o superior, hay una alta resistencia en la conexión del cable de la batería. Esto indica que las conexiones de la batería necesitan ser limpiadas. Una buena batería limpia tendrá menos de 0,5 voltios de caída.

Prueba de tensión de la batería

La prueba de tensión de la batería se realiza mediante la medición de la tensión total de la batería con un voltímetro preciso o un probador de baterías especial (fig. 2-8). Esta prueba determina el estado general de la carga y el estado de la batería rápidamente.

La prueba de voltaje de la batería se utiliza en baterías libres de mantenimiento debido a que estas baterías no tienen tapas que se puedan quitar para probar con un hidrómetro. Para realizar esta prueba, conecte el voltímetro o un probador de batería en los terminales de la batería. Encienda los faros del vehículo o calentador soplador para proporcionar una carga ligera. Ahora lea el instrumento medidor. Una batería bien cargada debe tener más de 12 voltios. Si el medidor indica aproximadamente 11,5 voltios, la batería no está cargada adecuadamente, o puede estar defectuosa.

Prueba de voltaje de celda

La prueba de tensión eléctrica de celda le permitirá saber si la batería está descargada o defectuosa. Como una prueba de celda con hidrómetro, si la lectura de la tensión en una o más celdas es 0,2 voltios o más bajos que las otras celdas, la batería debe ser reemplazada.

Para realizar una prueba de tensión de la celda (fig. 2-9), utilice un voltímetro de bajo voltaje de lectura especial, con puntas de cadmio (metal resistente a los ácidos). Inserte las puntas en cada celda, a partir de un extremo de la batería y continúe a la otra. Pruebe cada celda con cuidado. Si las celdas están bajas, pero iguales, la recarga generalmente restaurará la batería. Si las lecturas de voltaje de celdas varían en más de 0,2 voltios, la batería está fallada.

Figura 2-8 -. Prueba de tensión de la batería realizada con un probador de baterías.

Figura 2-9 -. Prueba de tensión de la celda

Prueba de descarga de batería.

Todas las baterías sufren de autodescarga, lo que significa que incluso sin un circuito externo, el estado de carga se reduce. La tasa de descarga es del orden del 0,2-1% de la capacidad de Ah por día. Esto aumenta con la temperatura y la edad de la batería. Esto se debe a dos factores. Primero, el proceso químico dentro de la batería cambia debido al material de las rejillas que forman parejas voltaicas de cortocircuito entre el antimonio y el material activo. El uso de calcio como mejorador mecánico para las rejillas de plomo reduce esto. Las impurezas en el electrolito, en particular metales traza como el hierro, también pueden contribuir a la autodescarga. En segundo lugar, una corriente de fuga a través de la parte superior de la batería, especialmente si está en mal estado de limpieza, también contribuye a la autodescarga. Los gases del ácido junto con partículas de suciedad pueden formar una película conductora. Este problema se reduce en gran medida con las baterías selladas.

Una prueba de descarga de batería verifica el consumo de corriente anormal con el motor apagado. Si la batería se agota sin ser utilizada, es necesario comprobar si hay una fuga de corriente.

Para realizar una prueba de descarga de la batería, coloque un amperímetro, como se muestra en la figura 2-10. Saque el fusible si el vehículo tiene un instrumento de tablero. Cierre todas las puertas y el maletero (si se puede). A continuación, lea el amperímetro. Si todo está apagado,  debe haber una lectura de cero. Cualquier lectura indica un problema. Para ayudar a identificar el problema, retire los fusibles de uno en uno hasta que haya una lectura de cero en el amperímetro. Esta acción aísla el circuito que tiene el problema.

Figura 2-10 -. Configuración de la batería para pruebas de descarga.

Prueba de capacidad de batería

La prueba de carga de la batería, también llamada prueba de capacidad de la batería, es el mejor método para comprobar el estado de la batería. La prueba de carga de la batería mide la corriente de salida y el rendimiento de la batería en corriente a plena carga. Es una de las pruebas de baterías más comunes e informativas usadas ​​hoy en día.

Antes de realizar pruebas de carga de una batería, se debe calcular la cantidad de consumo de corriente que debe ser aplicada a la batería. Si la clasificación de amperios-hora de la batería está dada, cargue la batería hasta tres veces su clasificación de amperios-hora. Por ejemplo, si la batería tiene una potencia de 60 amperios-hora, pruebe la batería a 180 amperios (60 x 3 = 180). La mayoría de las baterías están clasificadas en amperios de arranque en frío SAE, en vez de amperios-hora. Para determinar la prueba de carga de estas baterías, dividir la calificación en frío de arranque por dos. Por ejemplo, una batería con clasificación de 400 de arranque en frío de arranque debe ser cargada a 200 amperios (400 ÷ 2 = 200). Conecte el probador de carga de la batería, como se muestra en la figura 2-11. Gire la perilla de control hasta que el amperímetro indique la carga correcta de su batería.

Después de comprobar la carga de la batería y encontrar el valor de la carga en amperios, usted está listo para probar la salida de la batería. Asegúrese de que el medidor esté conectado correctamente. Gire la perilla de control de la carga hasta que el amperímetro indique la correcta carga de su batería. Mantener la carga durante 15 segundos. A continuación, lea el voltímetro mientras se aplica la carga.

Figura 2-11 -. Conexión Instrumento de prueba de la capacidad de la batería.

A continuación, gire el control de carga completamente fuera, de manera que la batería no sea descargada. Si el voltímetro indica 9.5 voltios o más a temperatura ambiente, la batería es buena. Si la batería está por debajo de 9,5 voltios a temperatura ambiente, el rendimiento de la batería es deficiente. Esta condición indica que la batería no está produciendo suficiente corriente para  arrancar el motor de forma adecuada.

Familiarícese con los procedimientos operativos adecuados para el tipo de probador que tiene disponible. La operación incorrecta del equipo eléctrico de prueba puede causar daños graves al equipo de prueba o la unidad bajo prueba.

Prueba de carga rápida

La prueba de carga rápida, también conocida como la prueba de carga de 3 minutos, determina si la batería está sulfatada. Si los resultados de la prueba de carga de la batería son pobres, cargue rápido la batería. Cargue la batería durante 3 minutos a 30 a 40 amperios. Pruebe el voltaje durante la carga. Si el voltaje sube POR ENCIMA DE 15,5 VOLTIOS, las placas de la batería están sulfatadas y la batería necesita ser reemplazada.

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