Stockage de l'énergie : batteries et supercondensateurs en 1ère
Stockage de l'énergie : batteries et supercondensateurs, c'est une notion de sciences de l'ingénieur du chapitre « Chaînes d'énergie et d'information », au programme de 1ère. Voici le cours, un exemple et de quoi t'entraîner.
Stockage de l'énergie : batteries et supercondensateurs : le cours
Une batterie d'accumulateurs stocke l'énergie sous forme chimique : elle contient beaucoup d'énergie par kilogramme (énergie massique élevée) mais se charge et se décharge relativement lentement. Un supercondensateur stocke l'énergie sous forme électrostatique : il en stocke beaucoup moins, mais peut la fournir ou l'absorber très vite (puissance massique élevée) et supporte un très grand nombre de cycles. La capacité d'une batterie s'exprime en ampères-heures (Ah) ; l'énergie stockée vaut $E = U \times Q$ (en Wh si $U$ est en V et $Q$ en Ah).
Exemple
Une batterie de 36 V et 10 Ah stocke 36 × 10 = 360 Wh. Des supercondensateurs équipent certains tramways et bus pour récupérer l'énergie de freinage et la restituer au démarrage suivant.
À retenir
Batterie : beaucoup d'énergie, restituée assez lentement ; supercondensateur : peu d'énergie, restituée ou absorbée très vite.
S'entraîner sur stockage de l'énergie : batteries et supercondensateurs
Fais l'exercice, puis demande au tuteur de te corriger pas à pas.
Exercice 1
Un moteur électrique alimenté sous 24 V absorbe un courant de 5 A et fournit une puissance mécanique utile de 96 W. 1) Calcule la puissance absorbée et le rendement du moteur. 2) Calcule l'énergie absorbée, l'énergie utile et l'énergie perdue en 10 minutes de fonctionnement (en joules). Sous quelle forme l'énergie est-elle perdue ?
Corrige cet exercice avec le tuteur →Exercice 2
La chaîne de puissance d'un robot comprend une batterie (rendement 0,95), un variateur (rendement 0,97) et un moteur (rendement 0,85). 1) Calcule le rendement global. 2) La batterie stocke 500 Wh : quelle énergie mécanique est disponible ? 3) Propose deux améliorations d'éco-conception.
Corrige cet exercice avec le tuteur →Cette notion fait partie du chapitre Chaînes d'énergie et d'information (Sciences de l'ingénieur 1ère).