Accueil > Mesures > Le chemin de l'électricité et la batterie

L'électricité avec nos appareils du quotidien (AC / DC)

Au quotidien, nous sommes quasi dépendant de l'électricité. Que ce soit pour utiliser nos appareils électroménagers ou nos appareils portatifs, l'électricité est partout. Nos petits appareils tels smartphones et tablettes fonctionnent également à l'électricité mais sont alimentés par une batterie. Découvrez dans cet article le chemin de l'électricité que ce soit sur nos appareils électroménagers ou dans nos smartphones.

Le chemin de l'électricité dans notre quotidien

Avant d'arriver dans nos maisons, l'électricité doit parcourir un chemin particulier et passer par différentes étapes de transformation afin que le signal soit adapté à nos objets électriques.

L'énergie électrique est produite par les centrales de production thermique (nucléaire, fioul, gaz, etc.) ou les productions du type renouvelables (éolien, barrage hydroélectrique, photovoltaïque, biomasse, etc.).

De la production, en passant par le transport et en se terminant par la distribution, l'énergie électrique est acheminée par un réseau triphasé, c'est à dire composé de 3 conducteurs (3 phases). La tension va subir plusieurs transformation, passant de 400000 V (HTB Haute Tension niveau B 400kV) et transformée en 63000V (63kV HTB) par l'intermédiaire de poste de transformation. Puis le passage de 63000 V (HTB) vers 20000V (20kV HTA Haute Tension niveau A) par l'intermédiaire des postes sources HTA.

L'énergie arrive enfin à proximité de chez nous et sera une dernière fois transformé de 20kV en 400V ou 230V (BT Basse Tension) pour alimenter nos maisons et l'installation électrique qui les composent. A ce stade, tous nos appareils peuvent fonctionner en monophasé (230V) ou triphasé (400V) avec un signal sinusoïdal alternatif. Mais certains de nos appareils ne supportent pas cette tension et nécessitent un signal continu désigné sous le sigle DC (Direct Current = Courant continu).

La batterie : l'électricité en courant continu dans nos appareils portatifs

Les ordinateurs portables, les téléphones, les tablettes et de nombreux autres appareils fonctionnent au moyen de batteries délivrant un courant continu (DC). Contrairement au signal délivré dans la maison, celui fournit par les batteries ou les alimentations redressées (courant continu) et abaissé à 10V, 12V (alimentation d'ordinateur, ruban LEDs ou batterie de voiture), 24V (comme pour les batteries de vélo) ou encore 48V (par exemple pour les transpalettes). Toutes ces tensions font parties du domaine TBT (Très Basse Tension).

Pour alimenter les appareils, il faut qu'un courant circule dans le circuit. Cela sera envisageable lorsqu'il sera fermé et que le déplacement des électrons soit possible. Pour rappel, les matières liquides, solides ou même gazeuses sont constituées d'atomes. L'atome est constitué d'un noyau composé de Neutrons (neutre) et de protons qui ont une charge (+) positive autour desquels va graviter des électrons qui sont chargés (-) négativement.

De ce fait, pour permettre la circulation des électrons et donc le passage du courant électrique, il ne faut pas placer un isolant dans le circuit (Interrupteur ouvert = Isolant). Pour un passage optimal du courant, il faut placer dans le circuit des éléments conducteurs et que l'interrupteur soit fermé (Interrupteur fermé = conducteur).

En fonction du type d'appareil portatif, il faut adapter la source d'alimentation à la tension supportée. Ainsi, il existe une multitude de source portative d'alimentation électriques, que ce soit des piles ou des batteries, ces sources d'énergies délivrent toutes un signal à courant continu.

Caractéristiques d'une batterie (Tension et capacité)

Les tensions sont variables, 1,5V; 5V; 12V; 24V; 48V et la quantité d'électricité (Ah) est également variables en fonction de quantité d'énergie électrique que pourra débiter la source d'énergie. Cette grandeur de charge électrique ou capacité de la batterie permet est exprimée en Ah (Ampères-heures), elle permet de quantifier la durée de fonctionnement d'un appareil en fonction de la batterie.

Ainsi, si on prend le montage ci-dessous comprenant un récepteur de type lampe, celle-ci est alimentée par une batterie de capacité de 10Ah. Pour déterminer la durée de fonctionnement de la lampe, il faut utiliser la formule :

La capacité d'une batterie peut être assimilé comme une unité d'énergie comme le Wh (Watts-heure). Pour rappel, la formule de l'énergie électrique en courant continu est :

Les différents types de batteries

Il existe de nombreux types de batteries permettant d'alimenter nos appareils électrique portables :
• Les batteries au plomb sous deux formes : ouvertes avec un électrolyte d’acide sulfurique dilué d’eau distillée nécessite un entretien régulier pour la remise à niveau ou alors fermées avec électrolyte gélifié qui sont plus chères et ont une durée de vie plus courte.
• Les batteries au nickel ou NiMH offrent une densité énergétique assez grande et peuvent supporter une décharge complète sans dégrader la durée de vie de la batterie.
• Les batteries au Lithium, sa version lithium-ions représente la batterie ayant la densité énergétique la plus grande.