Una
pila es un GENERADOR: Es decir un dispositivo que transforma la energía
potencial química
en energía eléctrica.
Hay
un famoso experimento que consitía en colgar mediante un gancho
de cobre a una rana recién decapitada, de un balcón de hierro.
En dicho experimento se observó que el cadáver experimentaba
contracciones musculares. Este fenómeno se atribuyó en un
principio a la entonces llamada "energía vital". Pero las experiencias
de Galvani demostraron que este tipo de hechos eran una manifestación
más de la energía eléctrica (por aquel entonces
era conocida ya la energía electrostática); a esta manifestación
de la energía eléctrica se le llamó POTENCIAL DE CONTACTO.
Cuando
dos materiales conductores distintos se ponen en contacto, debido a la
diferencia de sus potenciales de barrera (que significa que tienen distinta
distribución de energía en sus bandas de conducción),
se produce entonces una fuerza electromotriz, capaz pues de generar corriente
eléctrica. Este es el fundamento de la píla eléctrica.
Pueden
construirse pilas con dos materiales cualesquiera. Lo que sucede es que,
generalmente, las fuerzas electromotrices obtenidas son tan sumamente pequeñas
que no son utilizables en la práctica, lo que convierte la fabricación
de una pila en un delicado estudio físico-químico.
La
primera pila, (de la que por su construcción vino el nombre de pila),
es la de Volta:
ésta consistía en una serie de discos de cobre y cinc alternativamente
"apilados", separados por un cartón empapado en ácido sulfúrico
de débil concentración. Su f.e.m. era de aproximadamente
1,2 V. y podían obtenerse corrientes considerables.
Otro
tipo de pila, muy usado en los laboratorios por su alta estabilidad, es
la de Daniell,
pero poco manejable en aplicaciones prácticas, ya que el electrolito
empleado es líquido.
En
la actualidad, el tipo más usado es el de Leclanché,
muy manejable porque el electrolito es semisólido (pila seca), robusta,
de larga duración y de una tensión nominal de 1,5 V.
Ni
la fuerza electromotriz ni la resistencia interna de una pila permanecen
constantes. Cuando la pila sale de fábrica, su fuerza electromotriz
es ligeramente superior a la nominal, y su resistencia interna muy baja.
Debido al uso, o simplemente por el transcurso del tiempo, la pila "envejece".
El electrolito se polariza y pierde su capacidad de reacción química,
originando que la fuerza electromotriz disminuya y la resistencia interna
aumente, hasta que la pila es prácticamente inutilizable: se dice
que se ha "agotado"; lo que ha ocurrido es que ha utilizado toda su energía
potencial química, transformándola en energía eléctrica.
Una vez agotada no se puede recargar y se debe desechar, aunque se observa
una cierta regeneración al cabo de un tiempo de reposo.
Para
demorar el agotamiento, en el electrolito se mezclan cierta sustancias
que actúan como despolarizantes. En la pila Leclanché el
despolarizante es bióxido de manganeso.
De
unos años a esta parte y debido a la miniaturización, se
han desarrollado otros tipos de pilas, también secas, y sumamente
pequeñas. Las más típicas son llamadas de mercurio,
con forma de píldora. Sometidas a una descarga relativamente fuerte,
mantienen muy poco tiempo su fuerza electromotriz nominal, pero tienen
un alto poder de regeneración, por lo que resultan muy adecuadas
para funcionamiento en régimen intermitente durante largos periodos
de tiempo.
