Ampères

[invite27cdc9c2]

Bonjour à tous,
J'aimerais savoir comment, à l'aide de pile(s) LR6 de 1.5 Volt ou de pile(s) de 9 Volts, obtenir une intensité de plus de 1.5 Ampère.
Quelqu'un pourrait-il m'éclairer sur le sujet ?

RocketCopilot
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[invitee05a3fcc]

En court-circuit, une pile LR6 neuve te donne plus de 2A. C'est quoi le but de l'opération?

[ibtihel]

bonjour

C'est quoi le but de l'opération?

tuer la pauvre pile ..........
a+

[invite92d4510f]

bonjour,

oui en court-circuit tu peux les atteindre... Mais sachant que le courant d'une pile 9V délivre entre 500maH et 750maH elle ne durera pas longtemps lol après ca dépend de l'application

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite27cdc9c2]

Merci de vos réponses, en fait, c'est pour faire rougir un fil de nichrome assez épais.
Mais j'ai déjà essayé de le brancher aux bornes d'une pile LR6, mais ça ne marche pas ! Et avec une pile pile de 9 Volts non plus !
Faut-il mettre les LR6 en dérivation ou en série ?
Que faire ?

[ibtihel]

bonsoir
que donne la mesure de sa résistance avec l'ohmetre ??
A+

[invite936c567e]

Bonsoir

La résistance des piles est loin de pouvoir être négligée lorsqu'on veut leur faire débiter des courants importants comme ici.

Pour information, voici quelques résistances internes de piles alcalines, neuves et à température ambiante :
- Duracell MN1500 "CopperTop" - AA 1,5V : 0,12 Ω
- Energizer E91 ou X91 - AA 1,5V : 0,15 à 0,3 Ω
- Duracell PC1604 - 6LR61 9V : 1,7 Ω

Les piles rondes AA (ou LR6) de 1,5V ont une résistance interne beaucoup plus faible (et donc bien meilleure) que les petites piles de 9V (ou 6LR61) de 9V. En mettant 6 piles AA en série (pour obtenir 9V), on obtient généralement encore une résistance interne globale plus faible que celle des piles de 9V.

Quant aux piles plates de 4,5V, comme elles sont en fait constituées de 3 piles AA mises en série, leur résistance interne est égale à trois fois celle des piles AA.


Pour des applications nécessitant de débiter un fort courant dans une charge présentant une faible résistance, on est amené à brancher les piles en série.

[invite936c567e]

La résistivité du nichrome (80% Ni + 20% Cr) à 20°C est :
¨¨ ρ_20°C = 1,08 × 10^-61 Ω.m

La résistance (en Ω) d'un fil de longueur L et de diamètre d (en m) à 20°C est :
¨¨ R = (4/π).ρ_20°C.L/D²

Si l'on utilise N piles de tension U_bat et de résistance interne R_bat branchées en série pour alimenter le fil, le courant (en A) débité sera proche de :
¨¨ I = U_bat/(R_20°C + R_bat/N)
et la puissance (en W) dissipée par le fil sera proche de :
¨¨ P = R.U_bat²/(R_20°C + R_bat/N)²
Ces valeurs varient lorsque la température augmente, car les caractéristiques des éléments s'éloignent de celles données à 20°C.

Pour savoir à quelle température du fil correspond la puissance, il faut connaître les conditions de dissipation (rayonnement, convection et conduction thermiques).

[invite936c567e]

Oups... une faute de frappe :

La résistivité du nichrome (80% Ni + 20% Cr) à 20°C est :
¨¨ ρ_20°C = 1,08 × 10^-6 Ω.m


Ça nous donne, pour une longueur L exprimée en cm et un diamètre D exprimé en mm, un résistance en Ω :
¨¨ R_20°C = 0,01375.L/D²

Par exemple pour L=20cm et D=0,1mm, on obtient R_20°C=27,5Ω

[invite936c567e]

On remarquera que, d'après la formule donnée plus haut, il est impossible d'obtenir un courant supérieur à :
¨¨ I_max = U_bat/R_20°C

Par exemple, pour un fil de longueur L=50cm et de diamètre D=0,8mm, soit R_20°C=1,07Ω , le courant maximum qu'on peut obtenir avec des piles de 1,5V en série est de I_max=1,4A . Avec des piles présentant une résistance interne R_bat=0,3Ω, on obtient un courant I=1,09A avec 1 pile, I=1,28A avec 3 piles, et I=1,37A avec 15 piles.

[invite936c567e]

Re-oups... Nouvelle faute (j'ai inversé les indices) :

Si l'on utilise N piles de tension U_bat et de résistance interne R_bat branchées en série pour alimenter le fil, le courant (en A) débité sera proche de :
¨¨ I = U_bat/(R_bat + R_20°C/N)
et la puissance (en W) dissipée par le fil sera proche de :
¨¨ P = R.U_bat²/(R_bat + R_20°C/N)²

Et donc on remarquera que, d'après la formule, il est impossible d'obtenir un courant supérieur à :
¨¨ I_max = U_bat/R_bat
Ce courant correspond au courant de court-circuit.

Dans l'exemple du fil de longueur L=50cm et de diamètre D=0,8mm, soit R_20°C=1,07Ω , le courant maximum qu'on peut obtenir avec des piles de 1,5V présentant une résistance interne R_bat=0,3Ω est de I_max=1,4A . Avec ces piles montées en série, on obtient un courant I=1,09A avec 1 pile, I=2,28A avec 3 piles, et I=4,04A avec 15 piles.

(Voilà, c'est mieux)

Ces valeurs ne sont qu'indicatives, car en pratique les caractéristiques physiques des éléments évoluent (les piles se déchargent, leur résistance varie dans le temps, la résistance du fil change en chauffant).

[invite936c567e]

Ce sont les situations proches du court-circuit qui provoquent les courants les plus élevés. Mais comme le but est de transférer le maximum d'énergie au fil, ces situations sont en fait défavorables du point de vue de la consommation car la majorité de la puissance consommée est dissipée à l'intérieur des piles.

Dans l'exemple précédent (R_20°C=1,07Ω, U_bat=1,5V, R_bat=0,3Ω) les puissances dissipées sont données par le tableau suivant :

N	U	I	Pf	Pb1	PbN	Ptot
1	1,5	1,09	1,28	0,36	0,36	1,64
2	3	1,80	3,45	0,97	1,94	5,39
3	4,5	2,28	5,58	1,57	4,70	10,3
4	6	2,64	7,48	2,10	8,38	15,9
6	9	3,14	10,5	2,95	17,7	28,2
8	12	3,46	12,8	3,59	28,7	41,5
10	15	3,69	14,5	4,07	40,7	55,3
15	22,5	4,04	17,5	4,90	73,4	90,9

¨¨ N = nombre de piles,
¨¨ U = tension totale à vide,
¨¨ I = courant débité (A)
¨¨ Pf = puissance transmise au fil (W)
¨¨ Pb1 = puissance dissipée par pile (W)
¨¨ PbN = puissance totale dissipée dans les piles (W)
¨¨ Ptot = puissance totale produite par les piles (W)

On observe dans le tableau que la puissance dissipée dans les piles devient à un moment plus important que la puissance communiquée au fil. C'est à ce point (ici entre 3 et 4 piles) que le transfert d'énergie est le plus rentable (voir graphique en pièce jointe).

[invite936c567e]

Re-re-oups... Nouvelle faute de frappe :

la puissance (en W) dissipée par le fil sera proche de :
¨¨ P = R_20°C.U_bat²/(R_bat + R_20°C/N)²

[invite936c567e]

D'après la formule ci-dessus, le meilleur rendement est obtenu pour :
¨¨ R_20°C = N.R_bat
soit :
¨¨ P = N.U_bat²/(4.R_bat)

La meilleure méthode consiste donc à :
- déterminer la puissance P nécessaire au dispositif,
- mesurer la résistance interne R_bat du modèle de pile qu'on souhaite utiliser,
- déterminer le nombre de piles nécessaire par la formule :
¨¨ N = 4.R_bat.P/U_bat²
- d'adapter les caractéristiques du fil (forme, dimensions, matériau) de manière à obtenir pour lui, à la température de fonctionnement prévue, une résistance :
¨¨ R = N.R_bat


Pour un matériau et une forme donnés, il existe généralement une relation entre P, R et les dimensions du fil (le diamètre notamment). Une formule adaptée peut être donnée selon qu'on souhaite faire un fil chauffant (quelques centaines de °C) ou un filament éclairant (quelques milliers de °C).


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[invite27cdc9c2]

Merci bien pour toutes ces informations, même, si je n'ai compris qu'à peine la moitié !