Treuil Pour Remorque: Accumulateurs Au Plomb Acide - 3.1.1.10 Autonomie
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L'accumulateur au plomb L'accumulateur au plomb Retour au menu: Les alimentations - Index général Voir aussi: Force électromotrice - Les accumulateurs - Les accumulateurs au plomb Inventé en 1859 par Gaston Planté, c'est sans doute l'accumulateur le plus répandu, surtout dans les applications où sont demandés: - une forte intensité (plusieurs centaines d'ampères au démarrage d'un moteur d'automobile) - une grande capacité de stockage (alimentation électrique de secours... ) Son principal concurrent est l'accumulateur Cadmium-Nickel (ou Ni-Cd, Nicad... ). Par rapport à ce dernier les caractéristiques principales sont: - entretien plus contraignant - plus fragile - dégage de l'hydrogène inflammable - ne peut être retourné (cas des batteries à électrolyte liquide) - capacité massique plus faible (en Wh/kg) - meilleur marché (à capacité égale) - rendement plus élevé. - résistance interne plus faible (quelques centièmes à quelques millièmes d'ohms). L`accumulateur au plomb. Dans les accumulateurs au plomb sans entretien, l'électrolyte liquide est remplacé par un gel et il n'est plus nécessaire de contrôler le niveau de l'électrolyte.
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Principe Un accumulateur au plomb est constitué d'un bac isolant, étanche et résistant aux chocs contenant de l'acide sulfurique dilué dans de l'eau dans lequel trempent deux électrodes à base de plomb: la cathode et l'anode. La densité de l'électrolyte dépend de la charge et varie de 1, 1 (accu déchargé) à 1, 28 (accu chargé). La densité moyenne étant de 1, 25, elle se mesure à l'aide d'un densimètre (pèse-acide) que l'on trouve à bon marché dans les boutiques d'accessoires pour l'automobile (voir ci dessous). Pendant la charge: - Electrode négative (cathode -): la litharge (oxyde de plomb PbO) se transforme en plomb (Pb). Production d'oxygène. Accumulateur au plomb schéma. - Electrode positif (Anode +): le minium (oxyde de plomb Pb 3 O 4) s'oxyde en PbO 3. Production d'hydrogène. Théoriquement oxygène et hydrogène se recombinent tandis que le sulfate de plomb qui se forme pendant la réaction disparaît. En pratique une partie de l'eau disparaît sous forme de dégagement d'oxygène et hydrogène et du sulfate de plomb se dépose petit à petit ce qui conduit à la détérioration lente de la batterie.
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L'électrolyte est une solution aqueuse (eau distillée) d'acide sulfurique dont la densité varie en fonction de l'état de charge de la batterie. La réaction réversible mise en jeu est donnée par: Pb + 2H2So4 + pbo2 pbso4 + 2H2o + pbso4 negative electrolyte positive negative electrolyte positive Organisation: L'énergie qu'on peut emmagasiner dans un accumulateur étant proportionnelle à la surface des électrodes, on a intérêt à augmenter leurs dimensions. Pour éviter un trop grand encombrement, on constitue deux faisceaux de plaques parallèles positives et négatives intercalées. L'ensemble des plaques est immergé dans l'électrolyte contenu dans un bac en matière isolante (verre ou matière plastique) existe au moins 4 catégories d'accumulateurs au Pb. -Plomb pur de type Planté. -Plomb-Calcium. Lectrolyse d'une solution de nitrate de plomb ; accumulateur au plomb. -Plomb à fort taux d'antimoine (batteries de démarrage). -Plomb à faible taux d'antimoine (applications solaires). II. 2. Principe de fonctionnement: L'accumulateur au plomb est le siège de réactions complexes.
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NOTE TECHNIQUE Historique Volta, physicien italien du début du 19ème siècle fut le premier à générer un courant électrique grâce à un phénomène électrochimique. Quelques années plus tard, toujours au 19ème siècle, Gaston Plante mit au point la première batterie rechargeable. Les batteries que l'on trouve aujourd'hui sont basées sur le même principe. Principe de fonctionnement Une batterie au plomb est constituée de cellules appelées accumulateurs délivrant une tension de 2, 1Volts. Accumulateur au plomb. Elles comprennent 6 accumulateurs disposés en séries qui délivrent ainsi une tension totale de 12, 6 Volts. Un accumulateur est un ensemble de plaques (positives et négatives) immergées dans une substance acide appelée électrolyte (mélange eau acide sulfurique). Vue de coupe d'une batterie au plomb Lorsqu'on applique une source de tension continue aux bornes des plaques (électrodes) un courant s'établit créant une modification chimique des plaques et de l'électrolyte, cette modification produit une différence de potentiel entre les deux plaques.
En pratique, on ne descend pas en général au-dessous de 20% ou davantage de la capacité batterie. Sinon, la sulfatation entraîne une perte de capacité et une augmentation de la résistance interne d'où une baisse de tension. dement: Le rendement faradique du Pb est de l'ordre de 90%. Le rendement énergétique est de l'ordre de 70 à 80% todécharge: Elle est de l'ordre de 10% par mois à T = 20°C, pour les plaques au plomb - anti monieux (on a vu que cet alliage a pour but d'augmenter la tenue mécanique). Elle est de l'ordre de quelques% par mois pour le plomb doux (à faible teneur d'antimoine) ou le plomb - calcium mais les éléments sont plus fragiles. Accumulateur au plomb exercice. L'autodécharge varie très rapidement avec la température. Elle double de valeur tous les 10 °C. II. 4. Durée de vie: En limitant la profondeur de décharge journalière (< 15% Cn) et la profondeur de décharge saisonnière (< 60% Cn), on estime la durée de vie des accumulateurs au Pb à 6 ou 7 ans, ceux-ci étant protégés contre la surcharge. [10]