Objetivo del tema: Explicar el funcionamiento elemental de una celda electroquímica, distinguir celdas primarias de secundarias y resolver circuitos con pilas reales agrupadas en serie, en paralelo o en arreglo mixto usando la fem y la resistencia interna.
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Qué es una celda electroquímica y cómo funciona

Una celda electroquímica convierte energía química en energía eléctrica mediante una reacción de oxidación-reducción. Tiene tres partes: dos electrodos (ánodo y cátodo) y un electrolito que los separa. Una pila es una celda; una batería o acumulador es un conjunto de celdas conectadas entre sí.

ElementoQué ocurre ahíSigno en descarga
ÁnodoOxidación: el material pierde electrones y los manda al circuito externoTerminal negativa (−)
CátodoReducción: recibe los electrones que regresan del circuitoTerminal positiva (+)
ElectrolitoConduce IONES (no electrones) entre los electrodos y cierra el circuito por dentro

Ojo con el sentido de la corriente, porque el examen juega con eso: los ELECTRONES salen por la terminal negativa (el ánodo) y regresan por la positiva, pero la corriente convencional I I , la que usas en todas las fórmulas, se dibuja al revés: sale del (+) y entra al (−). Son la misma corriente descrita de dos maneras. Si el reactivo pregunta por el movimiento de las cargas, contesta con electrones; si pide calcular, usa la convencional.

La fuerza electromotriz (fem) ε \varepsilon es el trabajo que la celda realiza por cada unidad de carga que impulsa. Se mide en volts y NO es una fuerza, es energía por unidad de carga:

ε=Wq\varepsilon = \frac{W}{q}

Toda pila real tiene una resistencia interna r r , debida al electrolito y a los electrodos. Por eso el voltaje que mides en las terminales cuando la pila entrega corriente es MENOR que su fem:

Vterm=εIrI=εR+rV_{\text{term}} = \varepsilon - I r \qquad \Rightarrow \qquad I = \frac{\varepsilon}{R + r}

Ejemplo resuelto mínimo. Una pila de ε=9.0 V \varepsilon = 9.0 \text{ V} con r=0.50 Ω r = 0.50\ \Omega alimenta un resistor de 4.0 Ω 4.0\ \Omega .

Paso 1 — corriente, sumando SIEMPRE r al resistor externo: I = 9.0 / (4.0 + 0.50) = 2.0 A.
Paso 2 — voltaje en terminales: V = 9.0 − (2.0)(0.50) = 8.0 V.
Paso 3 — comprobación: ese voltaje debe caer completo en el resistor externo, I·R = (2.0)(4.0) = 8.0 V. Coincide.

Ese orden es tu método fijo: primero la corriente con R + r, después el voltaje en terminales, y al final compara con I·R. Si no coinciden, te equivocaste en algún paso.

Error clásico del examen: usar I=ε/R I = \varepsilon / R y olvidar la resistencia interna. Solo una pila IDEAL (r = 0) mantiene su voltaje al conectarle carga. Cuando el reactivo te da un valor de r, tiene que aparecer sumado a R.

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