Accumulateurs définition
Les accumulateurs électriques sont finalement ce que l’on appelle, dans le langage courant, les piles. Leur fonctionnement repose sur l’utilisation d’un couple oxydo-réducteur (redox). Ce dernier est constitué deux deux entités chimiques. L’une est disposée à facilement céder des électrons, c’est le réducteur. L’autre, appelée oxydant, tend au contraire à capter les électrons.
Ces deux substances sont reliées de deux façons. Elles le sont premièrement par un circuit électrique. Dans chaque substance, est placée une électrode. Au niveau de l’oxydant, on va retrouver l’anode ; au niveau du réducteur, ce sera la cathode.
Lorsque ces deux électrodes seront reliées à un élément consommateur d’énergie (une lampe par exemple), un courant électrique va s’établir, aboutissant à une libération d’énergie. L’énergie chimique est alors convertie en énergie électrique, qui sera utilisable.
Pour que cette réaction puisse avoir lieu, il faut assurer l’équilibre des charges entre les deux substances ; pour cela un pont salin est mis en place. Ce dernier fait donc un lien entre les deux solutions, et permet le passage des ions d’une solution à l’autre, sans pour autant qu’elles ne se mélangent.
Pour avoir une idée de la quantité d’énergie que peut libérer une pile, il faut introduire les notions de tension et de charge. La tension va directement dépendre des éléments chimiques utilisés. On parle alors du potentiel d’oxydoréduction, qui est propre à chaque couple redox.
Typiquement, ce potentiel est de l’ordre d’un ou deux Volts. Or, au quotidien, on a souvent besoin de batteries capables de délivrer des tensions plus élevées (par exemple 12V). On va donc mettre tout simplement plusieurs éléments de pile en série. Les tensions vont ainsi s’ajouter.
Pour les accumulateurs, la seconde grandeur caractéristique d’une pile est la charge. C’est l’intensité qu’elle sera capable d’assurer, à sa tension nominale, pendant un temps donné. Elle se mesure fréquemment en Ampère heure (Ah, ou milli-Ampère heure, mAh). Un pile de 1.5V, ayant une « capacité » (le terme n’est pas tout à fait correct) de 2000mAh, sera en mesure d’alimenter un appareil de 3W pendant une heure. Pourquoi 3W ?
Car la puissance se calcule ainsi :
Puissance (en Watt) = Tension (en Volt) x Intensité (en Ampère)
Puissance (en Watt) = 1.5 x 2 = 3W
Et étant donné que ceci peut être assuré pendant une heure, notre pile permet un stockage de 3W x 1h x 60min x 60sec = 10800J, ou encore, et on le comprend bien, 3W.h.
Exemples Accumulateurs: Les téléphones mobiles comportent des accumulateurs, afin d’offrir plusieurs jours d’autonomie.
Les voitures ont besoin de batteries, pour fournir au moteur l’énergie requise au démarrage.
Les piles permettent de fournir à différents dispositifs des quantités d’énergie pour une durée variable.
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