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1.
Introduccion
Dentro de todo equipo electrónico portátil, debe existir una fuente de poder
o de alimentación. En gran mayoría de los casos, esta fuente de poder esta
constituida por un paquete de baterías; en algunos casos recargables en otros
baterías comunes o alcalinas.
Este documento pretende orientar a los interesados en el conocimiento de el
mantenimiento, carga y reciclado de baterías recargables del tipo níquel cadmio,
uno de los tipos mas utilizados cuando de paquetes recargables se trata.
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2. Carga de baterías de niquel
cadmio
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2.1 Ratas de Carga:
Para recargar una batería, es necesario hacer fluir una cantidad de
energía a través de ella ( Flujo de corriente). Esta cantidad de flujo de
energía es lo que llamamos rata de carga, la cual se mide en miliamperios (mA) y
de la que depende el tiempo necesario para lograr la carga completa de la
batería.
La rata de carga es de vital importancia durante la carga de la batería, pues
un exceso de ella pueda dañar , deteriorar o disminuir la vida útil de la
bateria.
Básicamente existen cuatro métodos o ratas de carga para
baterias de NI-CD
Carga larga o normal
Carga rápida
Carga acelerada
Carga de goteo
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- Carga larga o normal :
En ingles conocida
como (Overnight) con este método una batería recargada alcanza su 100% de
carga entre 14 a 16 horas. La rata de carga esta determinada por la formula
C/10, donde C corresponde a la capacidad de la batería en miliamperios hora.
Ejemplo: Para cargar una paquete de batería de 600 mAH, la rata de carga para
carga normal será de 60 mA, Para una batería de 700 mAH, será de 70
etc.
Este método de carga es el mas usado y además el mas seguro, pues las
baterías de NI-CD pueden permanecer bajo esta rata de carga durante largos
periodos; días e inclusive semanas sin sufrir daños.
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- Carga rápida: En ingles (QUICK) . Una batería
de NI-CD descargada, puede alcanzar su carga máxima en 4 o 6 horas, la rata de
carga esta determinada por C/3, es decir, la capacidad especificada de la
batería dividido por 3.
No es recomendable dejar las baterías a esta rata de
carga por mas de 6 horas, pues esto puede generar una sobrecarga de la
batería.
Muchas baterías de NI-CD pueden aceptar este tipo de carga, pero este no es
muy recomendable, porque disminuye el tiempo de vida útil de la
batería.
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- Carga Acelerada:
En ingles
"FAST ". Con una
carga acelerada se logra el 100 % de la carga de la batería en 15 minutos o
menos. La rata de carga la determina la formula 3C o tres veces la capacidad
especificada de la batería. Muchas baterías de NI-CD hoy en día aceptan este
tipo de carga, sin embargo, esta solo debe realizarse
utilizando cargadores especializados porque el tiempo de carga es muy critico
para prevenir la sobrecarga y deterioro de la batería.
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Nota: Las celdas de batería de níquel cadmio deben cargarse siempre en
serie y nunca en paralelo.
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2.2 Medida de la rata de carga:
La rata de carga de una batería, es en realidad la cantidad de corriente que
circulara a través de ella durante el periodo de carga. Es pues esto que para
medirla es necesario abrir el circuito entre el cargador y la batería, para
hacer que esta corriente circule por el instrumento de medida (Mili
Amperímetro)como se ilustra en la siguiente gráfica.
Si el instrumento a utilizar es análogo (de aguja), la
polaridad de conexión es importante, asegúrese de que este
correcta.
Nota: Si el instrumento (miliamperimero), a
pesar de estar bien conectado, indica corriente negativa, esto indica que la
corriente esta circulando de la batería hacia el cargador y por tanto no se esta
cargando sino que al contrario se esta perdiendo carga.
Revise el cargador.
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3. Un sencillo
cargador:
El circuito que se muestra a continuación consiste en un sencillo sistema
para la carga de baterías de níquel cadmio que suministra una corriente
constante al paquete y que considero de fácil construcción.
3.1 Consideraciones para la
construcción:
Resistencia Rs: De esta resistencia depende la rata de carga del sistema,
para calcularla utilice la formula 1.25 / Corriente deseada en amperios, por
ejemplo, para una rata de carga de 60 mA 1.25 / .060 = 20.83 ohmios ( 1 Amp =
1000 mA).
Con la corriente desead y el valor de la resistencia Rs calculado podremos
conocer la caida de voltaje sobre la resistencia Rs asi:
VRs = Corriente deseada X Rs
En nuestro ejemplo:
VRs = 0.060 X 20.83 = 1.25 Voltios
Esto significa que para obtener la corriente deseada del sistema, debemos
tener un mínimo voltaje de fuente de:
Vminfte = Voltaje de batería + VRs
Para nuestro ejemplo suponiendo que la batería que queremos cargar es de 4.8
v
Vminfte = 1.25 + 4.8 = 6.05 Voltios
Calculemos ahora la potencia de la
resistencia que usaremos:
PRs = VRs X Corriente deseada
PRs = 1.25 X 0.060 = 0.075 vatios
Por tanto una resistencia de ¼ de vatio (0.25 vatios) será mas que segura
para nuestro sistema.
Si la potencia disipada por la
resistencia es superior a la potencia nominal de la resistencia, esta sufrirá
calentamiento y probablemente su ruptura.
3.1.1 Selección del transformador:
EL transformador deberá tener un voltaje secundario superior al voltaje
mínimo de fuente (Vminfte) que acabamos de calcular. Unos 3 voltios por encima
de este valor estará bien. El voltaje primario dependerá de el que disponga en
la zona donde se usara el cargador normalmente (110 o 220 voltios)
3.1.2 Rectificador o puente de diodos:
Debe tenerse en cuenta que la corriente que este soporte sea
superior a la corriente de carga. Ejemplo para un cargador con una rata de carga
de unos 500 mA yo usaría diodos de 1 Amperio como mínimo por seguridad .
3.1.3 Grafica de ayuda para el
montaje:
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4. Reciclado de baterías de níquel
cadmio
Reciclar una batería recargable consiste en descargarla hasta un voltaje
predeterminado con una corriente fija de descarga, tomando el tiempo que este
proceso tarde. No debe descargarse la batería a menos de
este voltaje predeterminado (1.1V por celda), porque esto causaría una
inversión de polaridad en la batería o en algunas de sus celdas. En las baterías
de níquel cadmio, este voltaje predeterminado es de 1.1 voltios por celda.
Ejemplo para una batería de NI-CD de 9.6 voltios de 8 celdas, el voltaje será de
8.8 voltios total.
El reciclado de las baterías, no solo permite chequear el correcto
funcionamiento de las mismas sino que también es de gran ayuda reciclar
periódicamente las baterías para mantener su capacidad al máximo. Este proceso
puede eliminar corto circuitos internos en las celdas, y borrar cualquier efecto
de memoria que estas puedan haber adquirido.
Es posible reciclar baterías manualmente, pero hay que
tener en la cuenta que permanentemente se deben monitorear 3 parámetros,
voltaje, corriente y tiempo de descarga, todos ellos son críticos para el
correcto aprovechamiento del proceso. Lo mas recomendable es utilizar aparatos
automáticos diseñados especialmente para ello.
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5. Problemas de los paquetes de
baterías:
No siempre que un paquete de batería deja de funcionar correctamente, hay que
remplazarlo por completo, por lo general, el problema lo ocasiona una o algunas
de sus celdas. Con la ayuda de un voltímetro chequee el voltaje en cada una de
las celdas, si alguna de ellas tiene un voltaje inferior a el voltaje
predeterminado (1.1 voltios), reemplacela teniendo en la cuenta de usar el mismo
tipo de celda y preferiblemente de la misma marca.
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6. Recomendaciones para el cuidado
de las baterías de níquel cadmio:
He aquí algunos consejos para conservar sus batería:
- No exponga sus baterías a temperaturas extremas. El exceso de calor o de
frío puede ser fatal para las baterías.
- Cuando no estén en uso, guarde las baterías completamente cargadas, esto
evitara la formación de corto circuitos en las celdas.
- Tenga cuidado de no sobrecargar las baterías, esto puede ocurrir por
exceso en el tiempo o la rata de carga.
- Inspeccione periódicamente los paquetes de baterías en busca de sulfatos,
malas soldaduras o deterioro de cables.
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