¿Cuál es el efecto sobre el voltaje y los amperios cuando se conectan 244 pilas de 9v en serie?

Question

Hay muchas opiniones sobre un truco que un tipo hizo en youtube, donde conectó 244 pilas de 9v en serie.

¿Puede alguien aclarar la magnitud de

• La corriente está limitada por la reacción química dentro de las baterías
• El efecto de lo anterior en el voltaje (es lo mismo)
• ¿Hay algún máximo de corriente o tensión en esta configuración? ¿Cuántas baterías más se necesitan? ¿Cuáles son y cómo podría calcularlo?

Por lo que he leído, estaba haciendo algo muy imprudente, y podría sufrir lesiones graves o la muerte.

Answer 1

Suponiendo que las pilas sean idénticas, la corriente no será mayor que la que pueda suministrar una sola pila en un cortocircuito (probablemente varios amperios para una pila alcalina de 9V fresca - he medido 5A brevemente con una pila de 9V de Costco) sin importar el número de pilas. El voltaje aumenta con cada célula añadida, pero también lo hace la resistencia interna, y por el mismo factor.

Dicho esto, existe la posibilidad de que se produzca una explosión si la resistencia interna de uno de ellos empezara a aumentar mucho (lo que podría ocurrir por ese abuso). Además, un par de amperios a 2,2kV es mucha potencia, lo que libera mucho calor, incluso si las baterías permanecen equilibradas y están estrechamente empaquetadas para que no haya ningún lugar al que pueda ir el calor.

También es fácilmente un peligro de descarga letal.

Y poner ese tipo de voltaje con tanta corriente disponible en un medidor de mano de Radio Shack es una imprudencia.

Las pilas de 9V de NiCd pueden suministrar 90A brevemente, lo que podría provocar una explosión bastante importante - 90A a 2,2kV va a crear un arco persistente, por lo que puede que no sea sólo una pila la que suba.

Recuerdo haber leído algunas especulaciones (en un viejo número de Analog, si no recuerdo mal) sobre una disposición de pilas AA del tamaño de un escritorio que producía algo así como 1MV. El autor especulaba que sería casi imposible extinguir el arco una vez iniciado.

El único límite de esta locura sería la geometría de la disposición: si el voltaje por centímetro es lo suficientemente alto entre dos puntos cualquiera como para romper el aire, tendrás problemas instantáneos. Pero se podría hacer una disposición lineal de 150.000 baterías y obtener 1,35MV (potencia de salida máxima disponible de unos 3MW) si se pudiera redondear esa cantidad de baterías- 4500 HP- casi 7 toneladas métricas de baterías y aún así no es lo que se puede obtener de un motor de combustión interna en un drag racer.

Answer 2

1. La corriente está limitada por la reacción química dentro de las baterías: Cuando las pilas se ponen en serie, la corriente máxima es la de la pila más débil de la serie. La corriente no se suma cuando las pilas se ponen juntas en serie. Creo que la corriente máxima que puede suministrar cualquier tipo de pila está relacionada con su resistencia interna, suponiendo que no haya componentes electrónicos añadidos que limiten las corrientes que puede suministrar una pila.

2. El efecto de lo anterior en el voltaje: cuando las celdas o baterías se suman en serie, el voltaje de cada batería se suma al de la siguiente. Así que si en el vídeo todas las pilas estuvieran exactamente a 9 voltios, el voltaje de su creación sería de 244 * 9 = 2196 voltios.

3. ¿Hay algún máximo de tensión o corriente en esta configuración? No entiendo muy bien lo que preguntas en este punto. La tensión es la indicada anteriormente, y la corriente máxima es la que puede proporcionar un solo 9 voltios, menos la resistencia interna añadida de los 244 en serie.

Answer 3

He visto a alguien hacer algo parecido en persona e ir por ahí prendiendo fuego a lápices, soldando clips por puntos y dejando quemaduras de arco en muebles metálicos.

Dices: "¿Hay algún máximo de corriente o tensión en esta configuración? ¿Cuántas baterías más se necesitan?"

El límite de la tensión es la tensión de los terminales de la batería por el número de baterías. Como han dicho otros, puedes ir añadiendo baterías para conseguir un voltaje cada vez mayor. El límite de actual mientras todas las baterías siguen teniendo algo de carga es la resistencia interna total, por lo que no podrá extraer más corriente que la que obtendría de una batería individual en cortocircuito.

Una vez que una batería de la pila está totalmente descargada, se limita a conducir a través de su electrolito, que probablemente será una resistencia bastante buena. O bien eso limita el flujo de corriente general o se calentará de forma drástica.