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La ciencia detrás del cargador

En una sociedad donde la tecnología es una herramienta fundamental, la dinámica diaria obliga a que los dispositivos de comunicación y trabajo posean un elemento importante, la capacidad de usarles en todo lugar sin requerir de la conexión directa a la red eléctrica. Es en este proceso donde toman protagonismo dos dispositivos fundamentales, la batería y el cargador.

Infografía Cendit

¿Qué es una batería?

Es un dispositivo que se encarga de acumular la energía eléctrica en forma química.

¿Qué es un cargador?

Este dispositivo tiene la función de suministrar corriente eléctrica a la batería y para ello obtiene la energía de un tomacorriente de 110 voltios, como los que tenemos en los hogares y la convierte en una corriente adecuada a la batería.

¿Cuáles son las diferencias entre la energía del hogar y la de una batería?

Las diferencias se relacionan con la forma en que se generan; la batería genera y almacena energía por una reacción química donde el material interno se separa en dos polos llamados positivo y negativo. El polo negativo repele los electrones y el positivo los atrae, sólo se requiere un material conductor que permita el movimiento de los electrones de un polo a otro. A este paso de cargas se le denomina corriente eléctrica y en este caso, corriente continua o directa DC, ya que los electrones se desplazan en un circuito eléctrico cerrado en un solo sentido, esta generación de energía tiene la potencia y duración de la reacción química y su conceptualización se le atribuye a Tomas Edison.

La energía eléctrica que llega a nuestros hogares es mayormente generada por una turbina que contiene un gran imán, este gira por la fuerza y potencia del agua cambiando la dirección de sus polos 60 veces por segundo, por lo que decimos que oscila a 60 Hertz. Este cambio de polaridad empuja los electrones de los conductores que se encuentran dentro de este campo magnético, por un fenómeno llamado inducción se genera una corriente que oscila junto con el giro del imán y se le denomina corriente alterna AC. Esta forma de corriente, puede transportar la energía mucho más lejos y su invento se le atribuye al estudio de Nicola Tesla. El cargador no solo tendrá que bajar el voltaje de 110 voltios a 5 o 12 voltios sino que también tendrá que transformar la corriente alterna (AC) a corriente continua (DC).

Infografía Cendit

¿Cómo se reduce el voltaje?

Utiliza un dispositivo llamado transformador conformado básicamente por dos bobinas de cobre sin conexión eléctrica entre sí, a medida que la corriente del hogar pasa por la primera bobina, crea un campo magnético fluctuante que induce una pequeña corriente alterna en la segunda, con un poco más de 5 o 12 voltios.

¿Cómo pasa la corriente alterna a corriente continua?

Para eliminar la alternancia se utiliza un componente llamado rectificador, conformado por una serie de semiconductores o diodos que funcionan como compuertas, estos solo dejan pasar a los electrones en un sentido, así con la combinación adecuada de diodos se logra que la corriente sea en un solo sentido aunque con altos y bajos.

Para eliminar estas variaciones, se coloca un filtro que consiste en un condensador que actúa como una pequeña represa de electrones, al llenarse mantiene el nivel de voltaje ligeramente por encima de los 5 o 12 voltios, aún cuando la entrada tenga fluctuaciones.

Finalmente a este filtro se incorpora un regulador, que podemos imaginar es como abrir un agujero de salida a la represa en el nivel establecido de 5 o 12 voltios, así obtenemos la corriente continua que requiere la batería para cargarse.

¿Qué cuidados debemos tener con el cargador?

– Si el cargador emite un zumbido, es porque una de las bobinas del transformador está suelta y éste se encuentra próximo a dañarse.

– No deje que se caliente por mucho tiempo, pues se desgastan las partes aislantes.

– Tenga cuidado de conectar el cargador que suministre el mismo voltaje de la batería.

– La corriente que indica el cargador está en miliamperios, los cargadores de 200 o 300 mA cargarán la batería más lento que los de 500 o 1000 mA, pero tenga cuidado porque las cargas rápidas reducen la vida útil de las baterías.

– El cargador siempre consume energía mientras está enchufado al tomacorriente. Ahórrela desenchufándolo si no lo necesita.

Por:

Bruce Huerta, Profesional de Investigación de la Unidad de Electrónica y Dino Di Rosa, Director Ejecutivo de la Fundación Cendit .

Gloria Carvalho Kassar Doctora en Fotónica y Presidenta de la Fundación Cendit.

 

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