Impacto da Fiação com Polaridade Reversa na Saúde da Bateria

Carregamento e Descarregamento da Bateria com Conexão Incorreta e Errada

Sabemos que uma bateria secundária (também conhecida como acumulador) é um dispositivo que converte energia química em energia elétrica e a armazena para uso posterior. As reações químicas em células secundárias são reversíveis no caso de conexão de polaridade adequada da bateria, em vez de polaridade reversa.

Em outras palavras, os componentes químicos na bateria podem ser revertidos (à forma original e anterior) mudando a direção do fluxo de corrente na bateria. O fluxo de corrente no modo de descarga (bateria fornece energia aos dispositivos conectados) é oposto no caso de carregamento (fonte externa fornece energia à) bateria de armazenamento.

Existem placas internas nas baterias (chumbo-ácido, alcalinas etc) conhecidas como cátodo (positivo "+") e ânodo (negativo "−"). Por exemplo, a placa positiva é dióxido de chumbo (PbO₂) e a placa negativa é chumbo esponjoso (Pb). Um ácido sulfúrico leve (H₂SO₄) é usado como solução eletrolítica na bateria para reação química adequada.

A reação química combinada na bateria pode ser escrita da seguinte forma durante o carregamento e descarregamento (ou célula descarregada e carregada) de bateria de chumbo-ácido:

Placa Positiva Placa Negativa Eletrolito Descarga Placa Positiva Placa Negativa Água

PbO₂ + Pb + 2H₂SO₄ ⇋ PbSO₄ + PbSO₄ + 2H₂O

Nota:

• PbO₂ + Pb + 2H₂SO₄ = Célula Carregada
• PbSO₄ + PbSO₄ + 2H₂O = Célula Descarregada
• Equação Inteira (Esquerda para Direita) = Descarga, ou seja, ação de descarregamento
• Equação Inteira (Direita para Esquerda) = Carga, ou seja, ação de carregamento

Ao usar uma bateria para carregamento e descarregamento, é necessário conectar o terminal positivo da fonte ao terminal positivo da bateria e negativo da fonte ao negativo da bateria. OK, entendido, mas o que acontece se você colocar as baterias do jeito errado? OK, vamos saber sobre polaridade e polaridade reversa nas baterias.

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O que é Polaridade e Polaridade Reversa em uma Bateria?

Polaridade da Bateria

Polaridade significa ter propriedades físicas opostas em pontos diferentes. No caso de bateria, o polo ou placa com mais elétrons é conhecido como ânodo ou terminal negativo (−). O outro com menor número de elétrons é conhecido como cátodo ou terminal positivo (+).

Se conectarmos ambos os terminais através de um condutor com resistência, a corrente começará a fluir devido à diferença de potencial em ambos os pontos. Em outras palavras, os elétrons (corrente eletrônica) começarão a fluir do terminal −Ve para o terminal +Ve. A corrente elétrica (convencional) flui na direção oposta, ou seja, do eletrodo positivo para o negativo.

Polaridade Reversa da Bateria

Polaridade reversa da bateria é o caso quando os cabos da fonte (para carregamento) ou carga são conectados incorretamente, ou seja, negativo da fonte ou carga ao positivo da bateria e positivo da fonte ou carga ao terminal negativo da bateria. Devido à conexão errada, uma corrente pode começar a fluir no circuito e pode causar ferimentos graves e danos ao equipamento.

Chega de básico, agora vamos ao ponto: o que acontece com uma bateria se você recarregá-la do jeito errado? ou o que acontece ao carregar uma bateria usando polaridade reversa com um carregador?

Existem três cenários:

• Conectar uma bateria ao carregador com polaridade reversa
• Conectar bateria à carga com polaridade reversa
• Conectar uma bateria a outra bateria com polaridade reversa

Vamos discutir um por um em detalhes.

Conectando uma Bateria ao Carregador com Polaridade Reversa

Se por acaso, acidentalmente ou intencionalmente o carregador de bateria (ou painel solar, inversor etc) for conectado do jeito errado, ou seja, o negativo e positivo do carregador conectados ao positivo e negativo da bateria respectivamente, o seguinte pode ocorrer:

• A corrente fluindo para a bateria através do carregador pode queimar os componentes eletrônicos dentro do carregador (se não houver proteção contra polaridade reversa fornecida pelo fabricante). Em resumo, pode danificar parcial ou totalmente o circuito do carregador. Se a classificação do carregador for menor que a capacidade da bateria, sobrecarregará o circuito e pode desarmar o disjuntor para terminar a operação do circuito. Se a classificação do carregador for maior que a capacidade da bateria, pode superaquecer a bateria e queimar com expulsão.
• Pode descarregar a bateria com faísca ou danificar permanentemente a bateria. Em outras palavras, na conexão de bateria com polaridade reversa, a fonte CC arrastaria elétrons do terminal negativo da bateria e os empurraria no terminal positivo. Isso descarregaria gradualmente a bateria, da mesma forma que no caso de um capacitor.
• O calor produzido pela polaridade reversa na bateria pode causar gás hidrogênio (inflamável) que pode explodir o invólucro da bateria. O invólucro rachado da bateria pode fornecer um caminho para o ácido, que pode derreter dispositivos sensíveis e causar ferimentos graves também.

Por estas razões, use luvas de borracha e óculos para proteção adequada ao trabalhar com baterias.

Além disso, existe um caso excepcional onde uma bateria pode ser conectada aos terminais errados.

A bateria pode ser conectada aos terminais errados quando foi totalmente descarregada. Como a bateria totalmente descarregada com 0 volt de diferença de potencial age como um recipiente vazio (bateria morta). Neste caso, o terminal positivo da bateria pode ser conectado ao terminal negativo da fonte e o terminal negativo da bateria pode ser conectado ao terminal positivo da fonte.

Isso nem sempre funciona e não funcionará para todas as baterias devido às diferentes pastas/materiais e técnicas usadas nas baterias. Enquanto em baterias antigas, pode funcionar por anos, mas alguns experimentos testados relataram menor eficiência e capacidade, drenagem rápida e vida curta da bateria. A bateria carregada com polaridade reversa deve ser marcada de forma intercambiável, ou seja, o (+) da bateria deve ser marcado como (−) e vice-versa. Para reverter a ação anterior, descarregue totalmente a bateria (carregada reversamente) e conecte-a aos terminais corretos (ou seja, negativo ao negativo e positivo aos terminais positivos do carregador e bateria respectivamente).

Novamente, use luvas de borracha, óculos e outras medidas de segurança para proteção adequada ao mexer com baterias.

Conectando Bateria à Carga com Polaridade Reversa

O mesmo caso, ou seja, bateria conectada do jeito errado, mas com aparelhos de carga em vez de carregador. Isso pode levar aos seguintes fenômenos:

• Algumas cargas podem não funcionar corretamente (ou seja, LED ou Diodos) que funcionam apenas em uma única direção ou precisam de uma conexão de alimentação CC adequada para serem totalmente funcionais, como ânodo (−) a ânodo (−) e cátodo (+) a cátodo (+).
• No caso de veículos e automóveis, a bateria do carro com polaridade reversa pode danificar a ECU (Unidade de Controle do Motor (placa de controle eletrônico), em veículos automáticos), sensores eletrônicos e Alternador, que são um pouco caros para substituir por novos.
• Também pode danificar outros componentes e sistemas de fiação do veículo. Se você tiver sorte, pelo menos os fusíveis e relés podem queimar devido à formação de corrente reversa.
• O relógio CC e motores analógicos como carga conectados à bateria podem começar a girar na direção inversa.

Hoje em dia, fabricantes modernos de veículos colocam proteção contra polaridade reversa no sistema, pois é fácil gerenciá-la em vez de chamadas de suporte inúteis e manutenção. Mas é OK e satisfatório tentar? De jeito nenhum.

Além disso, um fusível ou um diodo genérico (queda de tensão de até 0,7V através do diodo ocorrerá) pode ser instalado no fio positivo para alimentação em uma direção, que atua como proteção contra corrente reversa.

Conectando uma Bateria a Outra Bateria com Polaridade Reversa

Se uma bateria no primeiro carro for conectada erroneamente à bateria colocada em outro carro para carregar a segunda bateria através da primeira, pode explodir e queimar ou danificar permanentemente a(s) bateria(s). Baterias comuns como chumbo-ácido podem aquecer e derreter partes internas e externas na bateria. O gás inflamável como hidrogênio pode rachar o invólucro da bateria com explosão.

No caso de conexão errada de baterias em vez de conexão série adequada, ambas as baterias se oporão, resultando em carga equalizada em ambas, ou seja, elas se achatarão rapidamente.

Também pode derreter o cabo de ponte e isolamento conectado entre as duas baterias, pois não é projetado ou classificado para uma grande quantidade de corrente elétrica devido à conexão incorreta.

Precauções de Segurança:

• Por favor, use óculos de segurança, luvas de borracha e outras medidas de segurança ao trabalhar com baterias e equipamentos perigosos relacionados.
• Use os códigos de cores de fiação adequados de acordo com os códigos regionais para conexões de baterias.
• O autor não será responsável por quaisquer perdas, ferimentos ou danos decorrentes da exibição ou uso desta informação ou se você tentar qualquer circuito em formato errado. Por favor! Tenha cuidado porque é tudo sobre eletricidade e a eletricidade é muito perigosa.

Agora é sua vez, por favor expresse seus sentimentos e experiência real com conexão de polaridade reversa de baterias em qualquer aspecto. Realmente queremos saber sua opinião sobre este tópico.