Ou est l'erreur ? - Condensateur et Panneau Solaire

[invite55cda03c]

Bonjour,
Je suis actuellement élève de Terminale SSI et je suis en pleine révision. Je me suis proposé un petit défi, calculer le condensateur qu'il me faudrait pour obtenir 65 W pendant 1h de facon à pouvoir alimenter un appareil 65 W.

J'ai tout d'abord pour cela tenté de regarder les meilleurs condensateurs qu'on puisse trouver, j'ai tenté mes calculs avec un condensateurs de 600F sur 2,3 V.
J'ai également trouvé un panneau solaire qui fournit 2V et 800 mA au maximum. (Je précise que je ne veux pas construire ce système, juste l'étudier comme un exercice)

Le circuit qui est utilisé est une simple mise en parallèle des 3 composants.

J'ai donc commencé par poser ce que j'avais :
Puissance de Sortie demandée : 18,5 V * 3,5 A = 65 W (Je pense qu'en jouant avec des régulateurs de tensions et autre joyeusetés on peux arriver à ces paramètres mais le but n'est pas ici)

Condensateur : 600 F pour 2,3 V
Chargeur (Panneau solaire) : 2V * 200 mA = 0,4 W

J'ai donc commencé par calculer l'énergie stockable dans le condensateur :
W=(1/2)CU²=300*2²=1200 J

J'en ai déduis le "To" en considérant RTotal était d'1/600 ohm
To=R.C=(1/600)600=1 s
Donc le condensateur met 5 secondes pour se recharger.

C'est la que le bas blesse :
Si on imagine ce circuit possible, alors cela veut dire que totu appareil consommant moins de 1200 J (Avec E=Pt, E est en watt).

Mais comme mon panneau solaire ne peut délivrer que 0,4 W, cela n'est pas possible mais ou est mon erreur de calcul ou de logique ?

Merci d'avance pour vos réponses.
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[DAUDET78]

Je pense que tu fais 2 erreurs :

Technologique
La grosse différence entre un accumulateur et un condensateur, c'est la courbe de décharge. Pour récupérer la moitié de la charge disponible dans l'un des deux chargés à 2,3V (tension identique pour simplifié le calcul), il faut descendre à (au pif) 2,00V pour la batterie et 1,15V pour le condensateur. Donc la tension varie beaucoup plus pour le condensateur.

Calcul


La formule est Q=CV=IT
Pour charger une capacité de 600F de 0 à 2,3V avec un courant de 0,2A il faut un temps de 600*2,3/0,2=6900 secondes (environ 2 heures)

PS : 600F ? tu trouves ça où?

[f6bes]

J'ai tout d'abord pour cela tenté de regarder les meilleurs condensateurs qu'on puisse trouver, j'ai tenté mes calculs avec un condensateurs de 600F sur 2,3 V.


J'ai donc commencé par poser ce que j'avais :
Puissance de Sortie demandée : 18,5 V * 3,5 A = 65 W (Je pense qu'en jouant avec des régulateurs de tensions et autre joyeusetés on peux arriver à ces paramètres mais le but n'est pas ici)

Bjr à toi,
SI tu pars QUE sur la PUISSANCE, tu risques vite d'etre déçu.

Connais tu la "courbe de décharge" d'un condensateur.

Sur la TOTALITE tu peux avoir 65 w, mais entre le DEBUT et la FIN, risque d'y avoir de GROSSES DISPARITES.


Donc tes régulateurs ne serviront pas à grand chose !!

A+

[invite11b9c41d]

pareil que Daudet78 tu trouve ou le condensateur de 600F sachant que un condo de 1F prendrai une pièce entière celon mon prof d'essaie/mesure. je sias que tu veux juste te faire un truc écrit enfin essye de faire quelque chose réalisable. Tant cas faire.

[A voir en vidéo sur Futura]

[DAUDET78]

sachant que un condo de 1F prendrai une pièce entière celon mon prof d'essaie/mesure.

Faut qu'il parte à la retraite ton prof ..... et vite fait ! la preuve

[PA5CAL]

Les capas de 600F existent, et on en trouve même de valeurs bien supérieures. Par exemple par ici (3000F).

[PA5CAL]

Pour en revenir à la question, l'énergie utile emmagasinée dans un condensateur dépend de la plage de tension acceptée par l'application.

Si la tension de sortie doit être comprise entre V_min=15V et V_max=18,5V, alors un condensateur de capacité C=600F/20V ne pourra délivrer qu'une énergie utile :



soit E_u = 35 kJ, ce qui correspond à une puissance de 65W durant 9 minutes.

On est loin des 102 kJ de l'énergie totale emmagasinée, qui donnerait une autonomie trois fois supérieure.

.

[PA5CAL]

Si tu limites la tension d'entrée à l'aide d'un régulateur shunt à U_Emax=26V (correspondant à 10 condensateurs de 2,7V branchés en série et correctement équilibrés), et que tu dois produire I=3,5A sous U_S=18,5V au travers d'un régulateur ultra-low-drop (tension d'entrée supérieure à U_Emin=19,2V), alors pour obtenir 65W pendant 1 heure (t=3600s) la capacité totale à installer doit être:

C = I x t / (U_Emax–U_Emin)

soit C = 1853 F, ce qui correspond à 10 condensateurs de 18530 F / 2,7V en série !

Avec un panneau solaire délivrant au maximum 2A, il faudra 6 heures 41 minutes pour charger les condensateurs la première fois (soit en pratique une journée bien ensoleillée), et 1 heure 45 minutes pour les recharger les fois suivantes.


Pour ne pas avoir à subir ces inconvénients et pouvoir profiter pleinement de l'énergie stockée et de l'énergie solaire reçue, il faudrait avoir recours à des convertisseurs à découpage à haut rendement s'adaptant à la variation de tension, à la fois pour charger et pour décharger le condensateur.

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[invite11b9c41d]

Je pense qu'il vait raison car moi je parlait de condo de 1F 250V AC. et je pense que sa change tout.

[DAUDET78]

Je pense qu'il vait raison car moi je parlait de condo de 1F 250V AC. et je pense que sa change tout.

AC ? Un condo de 1F, c'est un court-circuit en AC. En DC 1F 250V, ce n'est que 10000 condensateurs ... Au pif, le volume d'un frigo

[invite11b9c41d]

ce n'est pas un court-circuit sinon dans mon lycée j'aurais déjà fait peter les disjoncteur. Les moteur produise u déphase arriere alors que si on met un condo a proprié il crée un avance et le compteur de l'énergie réactive de EDF arrete de tournée et l'on fait des économie. si tu veux pluqs de détails envoie moi un MP.

[invite11b9c41d]

C = I x t / (UEmax–UEmin)

soit C = 1853 F, ce qui correspond à 10 condensateurs de 18530 F / 2,7V en série !

Dans cette formule, t est en heure, en seconde

[PA5CAL]

En seconde bien sûr. Quand on utilise des unités, elles doivent appartenir au même système (SI, en l'occurrence) afin de conserver l'homogénéité des formules.

[DAUDET78]

si tu veux pluqs de détails envoie moi un MP.

Pas la peine, je sais faire .... Mais ce n'est pas un condensateur de 1F que tu mets pour rectifier le cos(phi)

Un condensateur de 1F sur du 230VAC 50 Hz.... c'est 72220A en quadrature ! Révise tes calculs ou tes fautes de frappe.

[invite11b9c41d]

Je ne mettrai jamais un condo de 1F c'était juste pour dire que cela ne provoquerai pas un court circuit la dernièere fois que j'ai redressé un cos(phi) j'ai utilisé un condo de 63µF.

[DAUDET78]

j'ai utilisé un condo de 63µF.

on n'est plus dans la même gamme de valeur ! 1F, c'est bien un court-circuit

[invite11b9c41d]

Je répete pour être sur I en Ampere; t en seconde; U en Volt.
Ou I en milliampere t en seconde et U en millivolt.

[invite11b9c41d]

Pourquoi un court-circuit.

[PA5CAL]

Pourquoi un court-circuit.

Si tu branches un condensateur de 1F sur du 250Vac à 50Hz, lorsque la variation de tension atteint son maximum au passage à zéro, le courant est de 111000 A !!!

Un élément qui appelle un tel courant sous 250V, c'est un court-circuit.

[invite11b9c41d]

sur ce circuit il y avait un moteur un tube fluo et une lape a incandescence.

[invite11b9c41d]

tu ne ma pas répondu pour choisir pour la formule.

[PA5CAL]

tu ne ma pas répondu pour choisir pour la formule.

Il est difficile de comprendre que tu poses des questions. Toutes tes phrases sont affirmatives, et tu ne mets aucun point d'interrogation. Par ailleurs l'orthographe laisse à désirer.

Ça devient pénible à déchiffrer et à comprendre. Fais un effort.

Si ta question portait sur les unités, alors j'ai répondu : utilise le système d'unités international, ou bien n'importe quel autre à ta convenance. L'important, c'est que les unités soient homogènes dans la formule.

[invite11b9c41d]

Merci et désolé pour l'écriture.

[invite11b9c41d]

Pour la formule C=I*t/(UEmax-UEmin)
C=0.05*10/(0.82-0.62)
C=2.5
Et la je me demande si c'est 2.5µF; nF ou F ?
Merci d'avance.

[inviteb53f73d6]

Pourquoi un court-circuit.

Bonjour,

Parce que l'impédance du condensateur, en supposant qu'il travaille sous 50 Hz, serait :


Le condensateur se comporterait donc comme un simple bon conducteur.

CQFD.

[invite11b9c41d]

Moi je parlais en courant continue. Est-elle valable en DC?

[Kissagogo27]

f c'est quoi dans la formule ???

[invite11b9c41d]

f comme fréquence (élémentaire mon cher Watson!!!!)

[Kissagogo27]

et donc qu'en conclus tu ? de f en DC ?

[PA5CAL]

La formule n'est pas applicable en continu. On peut toutefois lui donner une signification "à la limite".

En continu (pas de variation de la tension ni du courant), le condensateur n'a pas d'existence. Mais dans l'absolu, le continu n'existe pas non plus. Pour qu'une tension apparaisse, il faut qu'elle s'établisse à un moment en générant un courant.

L'impédance, qui est homogène à un rapport entre la tension et le courant, dépend de la vitesse d'établissement de la tension. L'établissement brutal génère théoriquement un courant infini (en pratique, il y a forcément un élément du circuit qui doit s'incliner).

Même en établissant la tension lentement, un condensateur de 1F génère un courant très élevé. À ce moment, en pratique c'est un court-circuit. Une fois la tension établie, cela fait comme s'il n'était plus là.