Fiche de révision : Piles et accumulateurs

📋 Plan du Cours

1. Définitions et familles de générateurs
2. Caractéristiques électriques instantanées
3. Capacités et énergies stockées
4. Densités énergétiques
5. Calculs sur les batteries
6. Cycles et durée de vie

📖 1. Définitions et familles de générateurs

🔑 Notions clés & Définitions

• Pile : Dispositif permettant de convertir de l’énergie chimique en énergie électrique.
• Batterie : Ensemble d’accumulateurs branchés en série.

★ À maîtriser

📌 Une pile primaire, appelée couramment pile, n’est pas rechargeable, tandis qu’une pile secondaire, appelée accumulateur, est rechargeable.

Compléments

• Une pile est un générateur de tension continue et son symbole électrique est celui d’un générateur.

💡 Astuce mémo

Pile primaire non rechargeable, accumulateur secondaire rechargeable, batterie composée d’accumulateurs.

📖 2. Caractéristiques électriques instantanées

🔑 Notions clés & Définitions

• Tension nominale : Tension normale de fonctionnement, exprimée en volts (V).
• Intensité nominale : Intensité normale de fonctionnement, exprimée en ampères (A).

📝 Points essentiels

📐 Formule - La puissance électrique fournie vérifie $P = U \cdot I$, avec P en watts (W), U en volts (V) et I en ampères (A).

💡 Astuce mémo

U-I-P : tension, intensité, puissance.

📖 3. Capacités et énergies stockées

★ À maîtriser

📐 Formule - La capacité électrique vérifie $Q = I \cdot t$, avec Q en coulombs (C), I en ampères (A) et t en secondes (s).

📐 Formule - La capacité énergétique vérifie $E = Q \cdot U$, avec E en joules (J), Q en coulombs (C) et U en volts (V), ou E en wattheures (W·h), Q en ampères-heures (A·h) et U en volts (V).

Compléments

• Un ampère-heure vaut 3600 coulombs : 1 A·h = 3600 C.

• Un wattheure vaut 3600 joules : 1 W·h = 3600 J.

💡 Astuce mémo

Charge et tension → énergie stockée.

📖 4. Densités énergétiques

📝 Points essentiels

• L’énergie massique correspond au quotient de l’énergie stockée par la masse, en joules par kilogramme (J·kg⁻¹).

• L’énergie volumique correspond au quotient de l’énergie stockée par le volume, en joules par mètre cube (J·m⁻³).

💡 Astuce mémo

Énergie massique par kilogramme, énergie volumique par mètre cube.

📖 5. Calculs sur les batteries

★ À maîtriser

📌 Quand la décharge est plus rapide, l’intensité et la puissance délivrées sont plus élevées.

• Une batterie de 40 V et 40 A·h peut fonctionner 20 h sous 2,00 A ou 10 h sous 4,00 A.

• La capacité énergétique d’une batterie de 40 V et 40 A·h vaut 1600 W·h, soit 1,60 kW·h ou 5,76 MJ.

Compléments

• Cette batterie fournit en moyenne 160 W pendant 10 h ou 80 W pendant 20 h.

• Une batterie de 3,7 V et 3,5 A·h stocke 12,95 W·h, soit environ 13,0 W·h, et peut délivrer 10 A pendant 0,35 h, soit 21 min.

💡 Astuce mémo

Capacité → durée → énergie → puissance.

📖 6. Cycles et durée de vie

🔑 Notions clés & Définitions

• Cycle : Décharge complète suivie d’une charge complète de l’accumulateur.

★ À maîtriser

• Le nombre total de cycles dépend de :
  • la technologie
  • la température d’utilisation
  • la vitesse de charge
  • l’amplitude de la charge et de la décharge

Compléments

📌 La température idéale d’utilisation est d’environ 25 °C.

📌 Il est préférable d’utiliser une charge lente et d’éviter les amplitudes extrêmes de charge et de décharge.

💡 Astuce mémo

Technologie, température et mode de charge → nombre de cycles.

📊 Tableaux de synthèse

Piles, accumulateurs et batteries