La Energía eléctrica (1899-01-01 00:00:00), página 3

En cuanto á la teoría física, ya es distinto. Es sabido que cuando se hace pasar una corriente eléctrica por un acumulador, ó lo que es lo mismo, cuando se carga éste, no se almacena en él energía ó trabajo eléctrico, ni mucho menos electricidad. Lo que se almacena es energía ó trabajo químico de posición. Sin embargo de esto, usaremos de la frase almacenar ó acumular electricidad, por ser la generalmente admitida, aunque no hay nada más erróneo que esto.

Hay muchos electricistas de innegable mérito que sientan como aforismos las siguientes proposiciones, falsas aun cuando fuera cierto que los acumuladores almacenan realmente electricidad.

1.º La cantidad de electricidad ó el número de coulombs que toma una batería de acumuladores, es la misma que devuelve en la descarga, salvo una pérdida del 10 por 100.

2.º El tiempo que dura la carga de una batería, se obtiene dividiendo la carga total de electricidad que puede almacenar la batería, por la cantidad que toma en la unidad de tiempo.

3.º El tiempo de la descarga se obtiene dividiendo la cantidad total de electricidad que tiene almacenada la batería por la que desprenden en la unidad de tiempo.

El error que existe en dichos principios y que podría conducir á conclusiones falsas, nace de admitir que un acumulador eléctrico almacena unidades de coulombs, cuando lo que realmente almacena es trabajo, ó sea unidades coulombs-volts; pero trabajo potencial, pues no tiene la forma eléctrica.

Para aclarar esta cuestión, nos valdremos de un ejemplo. Según las experiencias, un acumulador Faure de 43 quilogramos de peso, almacena 100.000 kilogrametros de energía potencial, pronta siempre á transformarse en energía eléctrica, ó sea en corriente, en cuanto se reúnan los polos del elemento Faure por un hilo metálico. Dichos 100.000 kilogrametros equivalen, como sabemos, á 1.000.000 coulombs-volts próximamente.

Supongamos que se tienen 20 elementos iguales cargados. De cualquier modo que se agrupen siempre resultará que, siendo la energía total de cada uno 1.000.000 coulombs-volts, la energía total será de \( 20 \times 1.000.000 \) coulombs-volts.

Supóngase ahora que los agrupamos en cantidad y que se descargan por el hilo metálico que une los polos; en tal caso, circulará en totalidad una energía de \( 20 \times 1.000.000 \) coulombs-volts, y como la fuerza electromotriz de uno de estos elementos es de dos volts y están agrupados los 20 elementos en cantidad, es evidente que la fuerza electromotriz será de dos volts.

Si representamos por \( x \) el numero de coulombs, que circularán en toda descarga, y sabiendo que el trabajo eléctrico se obtiene multiplicando la cantidad de electricidad, que es \( x \) coulombs, por la caída ó salto eléctrico, que es dos volts, tendremos:

\[
2\% = 20 \times 1.000.000 \text{ coulombs-volts}.
\]

De donde \( x = 10.000.000 \) coulombs.

Veamos ahora el caso de hallarse agrupados en serie ó tensión. La fuerza electromotriz de los 20 elementos será veinte veces mayor que la de uno de ellos, ó sean 40 volts. Si \( X' \) nos representa el número de coulombs, que circularán por la corriente, podremos poner:

\[
40\% = 20 \times 1.000.000 \text{ coulombs-volts},
\]
ó bien
\[
X' = 500.000 \text{ coulombs}.
\]

De lo cual se desprende el error antes mencionado, puesto que la misma batería de 10.000.000 ó 500.000 coulombs, según se halla agrupada en cantidad ó en serie, cuyo error nace, como ya hemos dicho, de confundir la unidad coulomb con la unidad coulombs-volts, lo que equivale á confundir la fuerza, que es factor, con trabajo, que es producto.

La teoría física de los acumuladores eléctricos puede sentarse prácticamente bajo la forma de ocho problemas, cuya importancia es innegable y cuyos enunciados son los siguientes:

1.º Averiguar el tiempo que durará la carga de una batería de acumuladores.—Fórmula aplicable á todos los casos.

2.º Tiempo que durará la descarga.—Fórmula aplicable á todos los casos.

3.º Número total de elementos que hay que poner en batería para producir un efecto útil determinado en un tiempo dado, y modo de agruparlos.

4.º Número total de coulombs que circularán en la carga de la batería, según la composición de ésta.

5.º Número total de coulombs que circularán en la descarga de una batería, según su composición.

6.º Rendimiento eléctrico ó efecto útil de la descarga de una batería dada.

7.º Rendimiento eléctrico de la carga de una batería.

8.º Rendimiento eléctrico absoluto (carga y descarga) de una batería.

Vamos á ocuparnos del primer problema; pero antes determinaremos las notaciones convenientes para todos ellos.

Representaremos por \( N \) el número total de elementos ó acumuladores que componen la batería; \( E \) la fuerza electromotriz de la batería; \( K \) los kilogrametros que cada elemento tiene almacenados en estado potencial; \( g \) aceleración debida á la gravedad, que para este caso es de 9,8 metros; \( r \) número de pilas parciales que componen la batería total de acumuladores; \( z \) número de elementos de que se compone cada pila parcial.

Se supone que los \( r \) elementos de cada pila parcial están agrupados en tensión ó serie y las \( r \) pilas parciales se