« 8-13 Batteries et systèmes électriques (motoplaneurs) » : différence entre les versions
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== Batteries et systèmes électriques == | == Batteries et systèmes électriques == | ||
Les planeurs purs et motoplaneurs utilisent des batteries pour s'approvisionner en électricité lors du vol. Le pilote peut être amené à manipuler une batterie, à la mettre en charge, ou utiliser des connexions pour permettre un démarrage avec une batterie externe. | Les planeurs purs et motoplaneurs utilisent des batteries pour s'approvisionner en électricité lors du vol. Le pilote peut être amené à manipuler une batterie, à la mettre en charge, ou utiliser des connexions pour permettre un démarrage avec une batterie externe. | ||
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La [[wikipedia:Résistance_(électricité)|'''Résistance électrique''']] d'un matériau : les matériaux s'oppose plus ou moins au passage d'un courant électrique. Le cuivre et l'aluminium s'y oppose très peu (résistance faible), le graphite s'y oppose fortement (résistance moyenne), le plastique s'y oppose complètement (résistance infini - isolant). La résistance électrique se mesure en [[wikipedia:Ohm_(unité)|'''Ohm''']] (symbole : '''Ω'''). | La [[wikipedia:Résistance_(électricité)|'''Résistance électrique''']] d'un matériau : les matériaux s'oppose plus ou moins au passage d'un courant électrique. Le cuivre et l'aluminium s'y oppose très peu (résistance faible), le graphite s'y oppose fortement (résistance moyenne), le plastique s'y oppose complètement (résistance infini - isolant). La résistance électrique se mesure en [[wikipedia:Ohm_(unité)|'''Ohm''']] (symbole : '''Ω'''). | ||
<gallery mode="packed" widths=300px heights=200px> | <gallery mode="packed" widths="300px" heights="200px"> | ||
File:ElectricCurrent.gif|Représentation du courant électrique positif (en haut) et négatif (en bas) | File:ElectricCurrent.gif|Représentation du courant électrique positif (en haut) et négatif (en bas) | ||
File:Volts ohms amps.png|thumb|L'interaction en la tension (volts), la résistance (ohms), et le courant (amps) | File:Volts ohms amps.png|thumb|L'interaction en la tension (volts), la résistance (ohms), et le courant (amps) | ||
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'''courant alternatif et courant continu ''' | '''courant alternatif et courant continu ''' | ||
*Le [[wikipedia:courant_continu|courant continu]] est type d'alimentation sont le sens est constant. C'est, par exemple, le type de courant délivré par les piles, les batteries. | *Le [[wikipedia:courant_continu|courant continu]] est un type d'alimentation sont le sens est constant. C'est, par exemple, le type de courant délivré par les piles, les batteries. | ||
*Le [[wikipedia:Courant_alternatif|courant alternatif]] est un type d'alimentation électrique qui change de sens de manière cyclique | *Le [[wikipedia:Courant_alternatif|courant alternatif]] est un type d'alimentation électrique qui change de sens de manière cyclique. C'est, par exemple, le type de courant délivré par un alternateur. | ||
'''Pourquoi ces deux types de courant ?''' Parce que certains équipements électriques préfèrent l'un ou à l'autre! Grossièrement, l'alternatif est très pratique pour les machines tournantes (alternateur, moteur électrique) et l'abaissement ou l'élévation de tension (transformateur électrique), alors que le continu est pratique pour le stockage et l’électronique (batteries, PC, téléphones....etc). Les éléments chauffants s’accommodent très bien des deux types (chauffage électrique, résistance chauffante...). | '''Pourquoi ces deux types de courant ?''' Parce que certains équipements électriques préfèrent l'un ou à l'autre! Grossièrement, l'alternatif est très pratique pour les machines tournantes (alternateur, moteur électrique) et l'abaissement ou l'élévation de tension (transformateur électrique), alors que le continu est pratique pour le stockage et l’électronique (batteries, PC, téléphones....etc). Les éléments chauffants s’accommodent très bien des deux types (chauffage électrique, résistance chauffante...). | ||
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*Le courant alternatif d'un alternateur doit être converti avant de pouvoir recharger la batterie d'un motoplaneur | *Le courant alternatif d'un alternateur doit être converti avant de pouvoir recharger la batterie d'un motoplaneur | ||
Pour associer deux éléments en parallèle, il faut | Pour associer deux éléments en parallèle, parmi tous les éléments à vérifier préalablement, il faut vérifier que le type (continue ou alternatif) et la valeur de la tension (en Volts). | ||
*Par exemple, pour démarrer un motoplaneur avec une source d'énergie extérieure, il faut vérifier que la source extérieur est compatible avec le circuit de l'aéronef ! | *Par exemple, pour démarrer un motoplaneur avec une source d'énergie extérieure (groupe de parc, batterie externe...), il faut vérifier que la source extérieur est compatible avec le circuit de l'aéronef ! | ||
[[File:Cat demonstrating static cling with styrofoam peanuts upscayled 4x.jpg|thumb|Après de longs frottements du chat dans les chips de polystyrènes, ils sont chargés d’électricité statique et s'attirent!]] | [[File:Cat demonstrating static cling with styrofoam peanuts upscayled 4x.jpg|thumb|Après de longs frottements du chat dans les chips de polystyrènes, ils sont chargés d’électricité statique et s'attirent!]] | ||
===Électricité statique=== | ===Électricité statique=== | ||
L'[[wikipedia:Décharge_électrostatique#Les_décharges_électrostatiques_dans_l'aviation|'''électricité statique''']] est une charge électrique, de très forte tension mais de très faible capacité (faible danger pour l'homme). L'électricité statique est souvent le résultat de frottements entre deux éléments plutôt isolant, l'un arrache des électrons à l'autre et le caractère isolant fait que les charges ne circulent pas et s'accumulent. Ces charges s'évacueront dès qu'elles trouvent un chemin plus ou moins conducteur, en créant un petit arc électrique le cas échéant (la "joutte" lorsqu'une personne touche un élément chargé). La présence d'électricité statique n'est pas une bonne chose et tout est fait pour qu'un chemin conducteur de "décharge" existe en permanence afin qu'aucune accumulation ne puisse se produire : | L'[[wikipedia:Décharge_électrostatique#Les_décharges_électrostatiques_dans_l'aviation|'''électricité statique''']] est une charge électrique, de très forte tension mais de très faible capacité (faible danger pour l'homme). L'électricité statique est souvent le résultat de frottements entre deux éléments plutôt isolant, l'un arrache des électrons à l'autre et le caractère isolant fait que les charges ne circulent pas et s'accumulent. Ces charges s'évacueront dès qu'elles trouvent un chemin plus ou moins conducteur, en créant un petit arc électrique le cas échéant (la "joutte" lorsqu'une personne touche un élément chargé). La présence d'électricité statique n'est pas une bonne chose et sur un aéronef, tout est fait pour qu'un chemin conducteur de "décharge" existe en permanence afin qu'aucune accumulation ne puisse se produire : | ||
*Sur | *Sur les aéronefs, toutes les pièces métalliques sont généralement reliés entre elles par des "tresses de masses". | ||
*Sur les aéronefs métalliques, il existe des déperditeurs d'électricité statique pour évacuer les charges durant le vol. | *Sur les aéronefs métalliques, il existe des déperditeurs d'électricité statique pour évacuer les charges durant le vol. | ||
*Lors de l'avitaillement, l’aéronef est connecté au sol via un câble pour décharger toute l'électricité statique avant d'approcher le pistolet à carburant. | *Lors de l'avitaillement, l’aéronef est connecté au sol via un câble pour décharger toute l'électricité statique avant d'approcher le pistolet à carburant. | ||
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En l'absence de ces dispositifs l'électricité statique se déchargera de manière aléatoire à travers un chemin non maitrisé, en créant potentiellement de petits arcs. Ces décharges spontanées peuvent à l'origine de perturbation des systèmes électriques et radios, et à l'origine d'incendie en présence de combustible. | En l'absence de ces dispositifs l'électricité statique se déchargera de manière aléatoire à travers un chemin non maitrisé, en créant potentiellement de petits arcs. Ces décharges spontanées peuvent à l'origine de perturbation des systèmes électriques et radios, et à l'origine d'incendie en présence de combustible. | ||
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File:Static discharger.JPG|Déperditeurs électrostatiques utilisés en aviation générale | File:Static discharger.JPG|Déperditeurs électrostatiques utilisés en aviation générale | ||
File:Static discharger with plastic guards.jpg|Déperditeur électrostatique moderne pour aviation commerciale | File:Static discharger with plastic guards.jpg|Déperditeur électrostatique moderne pour aviation commerciale | ||
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[[File:Lightning over Hudson River from Cold Spring.jpg|thumb|La foudre. Entre deux nuages (à gauche), entre un nuage et le sol (a droite)]] | [[File:Lightning over Hudson River from Cold Spring.jpg|thumb|La foudre. Entre deux nuages (à gauche), entre un nuage et le sol (a droite)]] | ||
=== la foudre === | === la foudre === | ||
La [[wikipedia:Foudre#Pour_l'aviation|'''foudre''']] est le déchargement soudain | La [[wikipedia:Foudre#Pour_l'aviation|'''foudre''']] est le déchargement soudain de l'énergie électrique accumulée dans un nuage (vu l'épaisseur d'air traversé, il est facile de conclure à la tension colossale qui règne juste avant la décharge). Mais c'est le très fort courant circulant très brièvement dans la foudre qui occasionne des dégâts : Destruction des éléments trop petit là où passe la foudre au sol (fondus ou brulés), et génération d'un champ magnétique important à proximité du passage de la foudre qui peuvent détruire les équipements mal protégés. | ||
Parmi les stratégies de protection contre la foudre : | Parmi les stratégies de protection contre la foudre : | ||
*créer un chemin d’éléments conducteurs suffisamment important pour permettre la circulation du courant sans dommage | *créer un chemin d’éléments conducteurs suffisamment important pour permettre la circulation du courant sans dommage (tresses de masses sur un aéronef, paratonnerre au sol...) | ||
*Blinder les équipements fragiles | *Blinder les équipements fragiles pour les protéger des champs magnétiques, mais aussi ajouter des protections contre les surtensions créées par ces champs magnétiques. | ||
=== Les batteries === | === Les batteries === | ||
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*'''la tension de la batterie''' : généralement 12Volts de tension nominale pour les planeurs. Attention à ne pas installer ou connecter une batterie 24volts ! | *'''la tension de la batterie''' : généralement 12Volts de tension nominale pour les planeurs. Attention à ne pas installer ou connecter une batterie 24volts ! | ||
*'''la capacité''' : elle | *'''la capacité''' : elle s’exprime en "Ampère x Heure" (symbole Ah). Une batterie de 12Ah est capable de fournir 12Ampères durant 1 heure, ou 6ampères pendant 2 heures, ou 0.5 ampères pendant 24heures...etc | ||
*'''le courant maximum''' : caractéristique souvent oubliée, c'est ce qui fait la différence entre batterie de planeur (décharge lente, alimenter quelques instruments plusieurs heures) et une batterie pour motoplaneur (pic de décharge | *'''le courant maximum''' : caractéristique souvent oubliée, c'est ce qui fait la différence entre batterie de planeur (décharge lente, alimenter quelques instruments plusieurs heures : courant max de l'ordre de 10 à 50 ampères) et une batterie pour motoplaneur (pic de décharge pour alimenter un démarreur durant 10s : courant max de l'ordre 100 à 500 ampères). | ||
Suivant les technologies une batterie sera apte supporter un certain nombre de '''cycle de charges'''. En atteignant ce nombre, la capacité de la batterie diminue. | Suivant les technologies une batterie sera apte supporter un certain nombre de '''cycle de charges'''. En atteignant ce nombre, la capacité de la batterie diminue. | ||
La '''température''' est un élément qui impacte fortement le fonctionnement d'une batterie. Une température basse "engourdie" la batterie (les réactions chimiques qui génèrent le courant sont ralenties) qui semblera alors déchargée plus tôt que prévue. Une température trop élevée peut détruire la batterie, et pour certaines occasionner un incendie. | La '''température''' est un élément qui impacte fortement le fonctionnement d'une batterie. Une température basse "engourdie" la batterie (les réactions chimiques qui génèrent le courant sont ralenties) qui semblera alors déchargée plus tôt que prévue. Une température trop élevée peut détruire la batterie, et pour certaines occasionner un incendie. | ||
Toutes ces caractéristiques doivent être scrutées par le pilote afin d'utiliser correctement la batterie. Notamment pour utiliser le chargeur adapté, et connaitre les | Toutes ces caractéristiques doivent être scrutées par le pilote afin d'utiliser correctement la batterie. Notamment pour utiliser le chargeur adapté, et connaitre les risques et actions à mener en cas de surchauffe ou d'incendie. | ||
<gallery mode="packed" widths=300px heights=200px> | <gallery mode="packed" widths="300px" heights="200px"> | ||
File:Lead-acid battery for motorcycle.jpg|Batterie de démarrage pour motoplaneur : technologie plomb, 12volts, capacité 14Ah, courant max 190A. | File:Lead-acid battery for motorcycle.jpg|Batterie de démarrage pour motoplaneur : technologie plomb, 12volts, capacité 14Ah, courant max 190A. | ||
Fichier:Batterie-lithium-12ah-12v.jpg|Batterie classique de planeur : technologie lithium, 12Volts, capacité 12Ah, prévue pour décharge profonde. | Fichier:Batterie-lithium-12ah-12v.jpg|Batterie classique de planeur : technologie lithium, 12Volts, capacité 12Ah, prévue pour décharge profonde. | ||
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===Composants électriques=== | ===Composants électriques=== | ||
''' | [[wikipedia:Interrupteur|'''Interrupteur''']] : Équipement actionné à la main pour relier un équipement à un autre. Allumer ou éteindre un équipement. | ||
''' | [[wikipedia:Relais_électromécanique|'''Relais''']] : C'est un interrupteur actionné par un dispositif électrique. Souvent utilisé pour commuter des puissances importantes (fort courant, gros câbles...). Dans le cas d'un aéronef, il permet par exemple d'utiliser un petit interrupteur au tableau de bord, connecté via des petits fils jusqu'au relais de forte puissance, qui est installé loin des équipements sensibles et plus proches des servitudes qu'il doit alimenter. | ||
[[wikipedia:Fusible_(électricité)|'''Fusible''']] : Équipement de protection. Un fil de taille calibré fond lorsqu'un courant trop important le traverse, ce qui déconnecte d'alimentation électrique avant qu'une surchauffe ne survienne ailleurs. Il faut alors remplacer le fusible par un neuf. | |||
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[[wikipedia:Disjoncteur|'''Disjoncteur''' ou '''''Breaker''''' en Anglais]] : Équipement de protection. C'est un interrupteur qui déconnecte l'alimentation automatiquement si le courant dépasse la valeur nominale du breaker. Il a le même rôle qu'un fusible mais le breaker peut se réenclencher quasi-immédiatement par le pilote sans besoin d'un consommable de remplacement. |