3 ressources - Collège Barbey d`Aurevilly
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III - Thème : Démarche de projet Quelles sont les caractéristiques d'une énergie ? RESSOURCE VOCABULAIRE L'effet mémoire L'effet mémoire entraîne une diminution de la quantité d'énergie que l'accumulateur peut restituer, avec pour conséquence une diminution de la capacité nominale de l'accumulateur. L'accumulateur ne peut plus se décharger comme à l'origine. Il donne l'impression de pouvoir stocker moins d'énergie, mais en réalité, c'est davantage la restitution qui pose problème : l'énergie n'est simplement plus accessible de la même façon en raison de l'effet mémoire. On peut faire l'analogie avec le réservoir d'un véhicule dont on ne pourrait plus pomper le carburant jusqu'au fond. Avec un tel réservoir et la même quantité de carburant, on ne pourra plus parcourir la même distance qu'avec un système de pompage en bon état. L'autonomie L'autonomie des batteries est généralement calculée selon le courant nominal en milliampères par heure, sous l'abréviation mAh. Forme de batterie Il existe un grand nombre de forme de batterie selon les applications. Batterie de voiture électrique Batterie de visseuse Batterie de mobile Piles rechargeables pour télécommande par exemple Batterie pour démarreur de voiture Tension nominal : C'est la tension (volt) de fonctionnement de l'appareil à ne pas dépasser sous peine de d'endommage l'appareil. Les accumulateurs ont une tension inférieur aux piles. Tension réelle : C'est la tension (volt) aux bornes de l'accumulateur. Capacité : C'est quantité d'énergiemaximum s'exprimant en Ah (ampère heure) que l'accumulateur peut fournir. Nom : ................................ Prénom :.......................... Classe 3ème.......... Page 1/5 III - Thème : Démarche de projet Quelles sont les caractéristiques d'une énergie ? RESSOURCE CRITERES DE CHOIX Type et usage des accumulateurs Pile rechargeable R6 (Ni-Cd) de 1,5 V Pile rechargeable R22 (Ni-MH) de 9 V Batterie pour ordinateur (Li-ion) de 14,8 V Batterie de moto (plomb-acide) de 12 V Batterie pour perceuse sans fil (Ni-MH) de 18 V Charge (en Ah) 1 0,16 4,4 10 3 Prix de Coût pour le vente (en €) 1er Ah fourni (en €) 2 2,00 6 37,50 64 14,55 39 3,90 69 23,00 Batteries Nickel-Cadmium (Ni-Cd) Avantages : ● Plus légères que le plomb ● Plutôt bon marché. Inconvénients : ● Effet mémoire (décharger complètement la batterie avant de la recharger), ● Polluantes, ● Autonomie moyenne. Batteries Nickel-Métal Hydrure (Ni-MH) Avantages : ● Elles sont proches des Ni-Cd, ● Elles souffrent moins de l’effet mémoire ● Elles bénéficient d’une meilleure autonomie. Inconvénients : ● Elles sont plus onéreuses mais sont sujettes au phénomène d’auto-décharge. Batteries Plomb (Pb / Sla) Avantages : ● Bon marché, ● Pas d’effet mémoire, ● Bonne durée de vie. Inconvénients : ● Poids élevé, ● Faible autonomie, ● Sensible au froid ● Difficilement transportable en raison d’acide liquide Batteries Lithium (li-ion ou Li-Po) Avantages : ● Légère, ● Bonne autonomie, ● Pas d’effet mémoire, ● Grande variété de formes. Inconvénients : ● Batterie très onéreuses, ● S’use dans le temps même sans utilisation. Nom : ................................ Prénom :.......................... Classe 3ème.......... Page 2/5 III - Thème : Démarche de projet Quelles sont les caractéristiques d'une énergie ? RESSOURCE EXEMPLE D'APPLICATION Montage électrique constitué de batterie Les appareils électriques ont une tension nominale qui leurs sont propres (Volts). Ils ne consomment pas tous la même quantité d'électricité (Ampère heure). TRES IMPORTANT Dans un montage électrique, il faut utiliser les mêmes types de batterie. Pour cela, elles doivent avoir la même tension nominale et la même capacité. Deux associations sont possibles : en SERIE et en DERIVATION En SERIE, les tensions s'additionnent, pas le courant. Exemple : 2 piles de 1,5V et 1Ah ---> 3V / 1Ah En DERIVATION, les courants s'additionnent, pas la tension. Exemple : 2 piles de 1,5V et 1Ah ---> 1,5V / 2Ah + 2Ah 1,5V 1,5V 2Ah 1,5V 3V / 1Ah + 2Ah 1,5V 1,5V / 2Ah - Quel type de batterie choisir pour ce poste de radio ? Ce poste de radio portable consomme un courant de 0,83Ah. Il fonctionne avec 4 piles. Elles sont montées en série. Chacune d'elle a les propriétés suivantes : Tension nominale = 1,5V Capacité = 2Ah + 1,5V 1,5V 1,5V 1,5V - Quelle est la tension nominale nécessaire pour son fonctionnement ? 1,5+1,5+1,5+1,5 = 6 volts Quelle est l'autonomie de ce poste de radio ? Ce poste de radio consomme 0,83Ah. Les batteries peuvent fournir 2Ah. Combien de fois je peux mettre 0,83 dans 2 ---> 2 ÷ 0,83 = 2,41 heures 0,41 heures correspond à 41% d'une 1 heure (60 secondes). Donc 60 x 41 ÷ 100 = 24,6 minutes Le poste de radio fonctionnera donc 2 heures et environ 25 minutes. minutes Nom : ................................ Prénom :.......................... Classe 3ème.......... Page 3/5 III - Thème : Démarche de projet Quelles sont les caractéristiques d'une énergie ? RESSOURCE CARACTERISTIQUES D'UNE TORCHE Pour connaitre l'intensité consommée, la formule est P = U x I Tension réelle = 1,5V Capacité = 2Ah Nom : ................................ Prénom :.......................... Classe 3ème.......... Page 4/5 III - Thème : Démarche de projet Quelles sont les caractéristiques d'une énergie ? RESSOURCE ECONOMIE D'ENERGIE Pour augmenter le temps de fonctionnement, les constructeurs cherchent à réduire la consommation d'énergie tout en améliorant les performances et cela dans tous les domaines. Prenons par exmple 4 types d'écrans : ● Le MEMS (Mirasol) ● Le papier électronique ● Le LCD ● L'OLED Les propriétés sont : ● La lisibilité au soleil La plupart des écrans LCD standards ne sont pas lisibles dans toutes les conditions, il existe des technologies permettant de les utiliser dans un environnement très lumineux. Les nuances de couleurs Degré d'augmentation ou de diminution que présente une même couleur ; différence ou changement des couleurs, surtout dans leur passage d'un ton à un autre. ● ● Le temps de réponse Le temps de réponse est la durée qui s’écoule après une variation brusque. Plus la valeur est petite, plus les performences sont bonnes. ● La consommation d'une page affichée La consommation d'une page affichée permet de connaitre la consommation d'énergie lors de l'affichage d'une page. La consommation doit être le plus faible possible. Tableau comparatif MEMS (Mirasol) Papier électronique LCD OLED Lisibilité au soleil Bonne Bonne Mauvaise Moyenne Nuances de couleurs Bonne Limitée Bonne Bonne Moins de 1ms 500 à 1000ms 20 ms 0,001 ms Moins de 1 mWh 0 200 mWh 200 mWh Temps de réponse en milliseconde Consommation d'une page affichée en milliwatts heure ● Mems (Système microélectromécanique) ou Mirasol L'écran utilise en partie la lumière ambiante pour générer les couleurs. Cet écran est toujours au stade de prototype. Papier électronique : Affichage utilisant la lumière ambiante. Les couleurs ne sont pas encore techniquement au point. ● ● LCD (Affichage à Cristaux Liquides) Technique utilisant des cristaux liquides sensibles à la lumière émise. ● Oled (Diode Électroluminescente Organique) Technique utilisant un film organique (composant carboné) qui produit de la lumière. Nom : ................................ Prénom :.......................... Classe 3ème.......... Page 5/5
