Vidéo: Comment fonctionne une batterie ? - C'est Pas Sorcier 2024
Avez-vous déjà mélangé du vinaigre avec du bicarbonate de soude pour créer un volcan pour un projet d'expo-sciences? Le bouillonnement que vous voyez est le résultat d'une réaction chimique. Cette réaction est très similaire à comment les batteries fonctionnent. La réaction se produit toutefois à l'intérieur d'une batterie, cachée à la vue par le boîtier de la batterie. Cette réaction est ce qui crée l'énergie électrique que la batterie fournit aux circuits.
Une batterie typique, telle qu'une batterie AA ou C, est équipée d'un boîtier ou d'un conteneur. Un mélange de cathode, moulé à l'intérieur du boîtier, est du dioxyde de manganèse broyé et des conducteurs transportant une charge électrique naturelle. Un séparateur vient ensuite. Ce papier empêche la cathode d'entrer en contact avec l'anode, qui porte la charge négative. L ' anode et l' électrolyte (hydroxyde de potassium) se trouvent dans chaque batterie. Une broche, généralement en laiton, forme le collecteur de courant négatif et se trouve au centre du boîtier de la batterie.
Chaque batterie a une cellule qui contient trois composants: deux électrodes et un électrolyte entre eux. L'électrolyte est une solution d'hydroxyde de potassium dans l'eau. L'électrolyte est le milieu pour le mouvement des ions dans la cellule et porte le courant iconique à l'intérieur de la batterie.
Les bornes positive et négative d'une batterie sont connectées à deux types différents de plaques métalliques, appelées électrodes, qui sont immergées dans des produits chimiques à l'intérieur de la batterie. Les produits chimiques réagissent avec les métaux, entraînant l'accumulation d'électrons excédentaires sur l'électrode négative (la plaque métallique connectée à la borne négative de la batterie) et produisant une pénurie d'électrons sur l'électrode positive (la plaque métallique connectée à la borne positive de la batterie).
Une lampe de poche ou des piles plus petites, généralement étiquetées A, AA, C ou D, ont des bornes intégrées aux extrémités des piles. C'est pourquoi le compartiment de la batterie de votre lampe de poche a un signe + et -, ce qui facilite l'installation de vos piles dans le bon sens. Les batteries plus grosses, comme celles d'une voiture, ont des bornes qui sortent de la batterie. (Ils ressemblent généralement à de gros écrous.)
La différence de nombre d'électrons entre les bornes positive et négative crée la force connue sous le nom de tension . Cette force veut équilibrer les équipes, pour ainsi dire, en poussant les électrons en excès de l'électrode négative vers l'électrode positive. Mais les produits chimiques à l'intérieur de la batterie agissent comme un barrage routier et empêchent les électrons de voyager entre les électrodes. S'il y a un autre chemin qui permet aux électrons de se déplacer librement de l'électrode négative à l'électrode positive, la force (tension) réussira à pousser les électrons le long de ce chemin.
Lorsque vous connectez une batterie à un circuit, vous fournissez ce chemin alternatif pour les électrons.Ainsi, les électrons excédentaires s'écoulent de la batterie via la borne négative, à travers le circuit, et de nouveau dans la batterie via la borne positive. Ce flux d'électrons est le courant électrique qui fournit de l'énergie à votre circuit.
Lorsque les électrodes sont connectées via un circuit, par exemple les bornes d'une lampe de poche ou celles de votre véhicule, les produits chimiques présents dans l'électrolyte réagissent.
Alors que les électrons circulent dans un circuit, les produits chimiques à l'intérieur de la batterie continuent de réagir avec les métaux, les électrons en excès s'accumulent sur l'électrode négative et les électrons continuent de s'écouler - tant qu'il y a un chemin complet pour le courant. Si vous maintenez la batterie dans un circuit pendant une longue période, tous les produits chimiques à l'intérieur de la batterie sont épuisés et la batterie meurt (elle ne fournit plus d'énergie électrique).
L'électrolyte oxyde le zinc alimenté par l'anode. Le mélange dioxyde de manganèse / carbone de la cathode réagit avec le zinc oxydé pour produire de l'électricité. L'interaction entre le zinc et l'électrolyte produit progressivement ralentir l'action de la cellule et abaisse sa tension.
Le collecteur est une broche en laiton au milieu de la cellule qui conduit l'électricité vers le circuit extérieur.
Notez que les deux électrodes de chaque batterie sont constituées de deux matériaux différents, qui doivent tous deux être des conducteurs électriques. L'un des matériaux donne des électrons et l'autre les reçoit, ce qui fait circuler le courant.
