Les batteries sont souvent considérées à tort comme un objet monolithique, mais il s’agit en réalité d’un ensemble de petites cellules électrochimiques fonctionnant en tandem. Ces appareils effectuent essentiellement une certaine alchimie. Ils récupèrent l’énergie chimique stockée et la convertissent en courant électrique. Bien que le terme « batterie » fasse techniquement référence à un ensemble de cellules, il est généralement utilisé pour décrire une seule unité, comme la pile AA d’une télécommande ou le module qui alimente une grosse voiture électrique.
Comment fonctionne le flux
Des choses magiques se produisent à l’intérieur des cellules. Les deux électrodes (négative et positive) sont séparées par un électrolyte. Cet électrolyte est le milieu qui permet aux ions de se déplacer entre les électrodes. Il peut s’agir d’un liquide à écoulement libre appelé cellule humide, ou d’une pâte contenue dans un matériau absorbant, et d’une cellule sèche.
La connexion de l’appareil à la batterie complète le circuit. Une réaction chimique se produit. Les électrons sont libérés de la borne négative et voyagent à travers des circuits externes (fils et composants de l’appareil) avant d’atteindre la borne positive. Ce flux d’électrons est appelé courant électrique.
La tension que vous obtenez d’une batterie est déterminée par deux choses : la chimie spéciale utilisée dans les électrodes et le nombre de cellules en série. L’empilement des cellules augmente la tension. Cependant, le courant réel circulant est déterminé par la résistance totale du circuit, y compris la résistance interne de la batterie elle-même et la taille des électrodes.
Humide et sec : où réside le pouvoir
En général, les batteries peuvent être classées en fonction de l’état de l’électrolyte. Les cellules humides contiennent de l’électrolyte liquide libre. Ils sont très durables et sont souvent utilisés dans des applications où un courant élevé et une durabilité élevée sont requis. Pensez aux batteries au plomb sous le capot de votre voiture ou aux batteries spécialisées utilisées dans les environnements marins, miniers et militaires.
Les piles sèches, quant à elles, utilisent des matériaux absorbants pour maintenir l’électrolyte en place. Cela le rend plus sûr à transporter et plus facile à utiliser avec des appareils portables. Des exemples typiques sont les piles zinc-carbone et alcalines utilisées dans les lampes de poche et les montres.
Rechargeable et jetable
Toutes les batteries ne sont pas identiques en termes de longévité. Certains sont conçus pour une seule vie. Les piles sèches ordinaires (comme les packs de 4 achetés à l’épicerie) ne peuvent pas être rechargées. Lorsque la réaction chimique est terminée et que les matières premières sont épuisées, la batterie est déchargée. On les trouve souvent dans les appareils à faible consommation, pour lesquels le prix d’une option rechargeable n’a pas de sens.
D’autres batteries sont conçues pour être chargées. Cette réversibilité est la clé de la technologie portable moderne. L’exemple le plus évident est celui d’une batterie de voiture. Il fournit le courant de démarrage élevé nécessaire au démarrage du moteur et est chargé par l’alternateur pendant la conduite. De plus, plusieurs batteries rechargeables fonctionnent dans les appareils sans fil, des perceuses aux aspirateurs. Des modèles spéciaux sont également utilisés dans les équipements militaires et aéronautiques, où la fiabilité et les performances ne peuvent être compromises.
Questions de câblage
La façon dont vous connectez plusieurs batteries affecte leurs performances. Les connecter en série (connecter une borne positive à la borne négative de la suivante) augmente la tension totale. Ceci est utile lorsqu’une plus grande « poussée » est nécessaire pour faire passer le courant à travers un circuit à haute résistance.
Si vous les connectez
