Situation de la batterie dans le circuit de charge et de recepteurs
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Annexe 1 : Situation de la batterie dans le circuit de charge et de récepteurs Régulateur Redresseur BATTERIE (Stocker) ALTERNATEUR (Transformer) G (Google) Commentaire : L’enseignant définira la masse (ligne équipotentielle). L’enseignant pourra utiliser d’autre récepteur que la lampe. RECEPTEUR : LAMPE (Convertir) M Annexe 2 PRODUCTION ET STOCKAGE D’UNE ENERGIE SUR UN VEHICULE Intervenants temps déroulement 5min Présentation de la séance Agro-équipement physique Introduction : 30 min Présentation de schémas (Annexe 1) Mise en forme de la chaîne énergétique correspondante (Annexe 2) Lieu et moyens Classe Véhicule La batterie : 1/ La pile : Physique Eléves 20 min Laboratoire chimie 1-1/ Observations et fonctionnement Lames de cuivre et zinc Acide sulfurique (Annexe 3) c = 0,1 mol.L-1 1-2/ Branchement en série Multimétre, fils conducteurs Les différents binômes associeront leurs piles en série. Possibilité de mesurer I. Physique 20 min 2/ Description de la batterie : 2-1/ Création d’une pile plomb Agro-équipement 5 min 2-2/ Modèle éclaté (Annexe 4) Agro-équipement 10 min 20 min 2-3/ Caractéristiques : lecture d’étiquette 2-4/ Application : Mesure U et I au niveau du circuit d’éclairage Calcul du temps de décharge d’une batterie Laboratoire chimie Document à compléter Acide sulfurique c = 2 mol.L-1 2 plaques plomb générateur 2 V ;100 mA (environ 5 min) Atelier batterie Véhicule + Multimètres Calculatrice 20 min 15 min 10 min 2-5/Branchement en série et dérivation (Annexe 5) batteries 2-6/ Entretien , Mise en charge L’enseignant demandera avec quel liquide doit-on compléter le niveau de batterie la batterie et jusqu’à quelle hauteur ? Sensibiliser les élèves sur l’intensité de mise en charge (dégagement de H2 plus ou moins important) 2-7/ Sécurité 5 min L’alternateur : Physique 5 min 1/ Production d’une tension induite Laboratoire chimie Bobines ,aimant, galvanomètre Agro-équipement 10 min 2/ Modèle éclaté et fonctionnement (Annexe 6) 3/ Transformation du courant alternatif en courant continu et régulateur Schéma à compléter 20 min 20 min Physique Agro-équipement 40 min Pinces ampéremètriques Multimètres Véhicule 4/ Mesure de tension et d’intensité sur un moteur au ralenti et sur un moteur en accéléré Application : Calculs de : - temps de charge de la batterie Calculatrice au ralenti et en accéléré, Formulaire - puissances électriques fournies par l’alternateur - puissance mécanique d’entraînement de l’alternateur à partir du rendement Annexe 3 : Expérience piles Expérience 1: pile Cu-Zn: mise en évidence d'une tension But: mettre en évidence la possibilité de fabriquer un générateur électrochimique Électrolyte: H2SO4 0,1M Lames: Cu et Zn Voltmètre Observation: E = 0,8 V env Commentaire : On peut mettre en évidence la circulation du courant avec une DEL ou un Buzzer ou un Galvanomètre. L’électrode de cuivre est une électrode inerte. Expérience 2: Accumulateur Pb But: mettre en évidence la réalisation d'un générateur électrochimique Expérience 2,1: influence de l'état des plaques But: montrer l'impossibilité identiques Électrolyte: H2SO4 2M Voltmètre Observation: E = 0V d'obtenir un générateur avec 2 plaques Lames: Pb et Pb Expérience 2,2: électrolyse Électrolyte: H2SO4 2M Lames: Pb et Pb Alimentation réglable Ampèremètre + U - Voltmètre H2: PbO2: Observation: Passage courant Si U > 2V, dégagement gazeux H2 sur plaque - (qui peut être éventuellement mis en évidence) Maintenir la charge qq min Observer les plaques: plaque + : dépôt de PbO2 (brun) Expérience 2,3 Mesure de la tension aux bornes de l'accumulateur Observation: U = 2V Commentaire : La surface des électrodes de plomb n’influe pas sur la valeur de la tension (on peut immerger plus ou moins les plaques), mais influe sur la capacité. On peut montrer le dégagement gazeux de l’hydrogène. Les équations d’oxydo-réduction seront données par l’enseignant ainsi que les valeurs des potentiels standards. Tout ceci sera développé plus tard dans le cours de chimie. Annexe 4 : Modèle éclaté de la batterie Ref : jean Massonnaud Annexe 5 : Différentes associations de batteries : Ref : jean Massonnaud Annexe 6 : Alternateur (Jean MASSONNAUD)
