8-13 Batteries et systèmes électriques (motoplaneurs)

Batteries et systèmes électriques

Généralités en électricité

Un courant électrique : C'est le déplacement des électrons dans un matériau conducteur (Acier, cuivre, aluminium, graphite, carbone...etc). Plus le nombre d'électron qui passent chaque seconde dans un fil est important, plus l'intensité du courant est important. L'unité de mesure de l'intensité du courant est l'Ampère (symbole :A).

• 1 ampère équivaut au passage de 6,24 milliards de milliards d’électrons chaque seconde...l'Ampère est d'un usage plus commode !
• ordre de grandeur : dans les planeurs, il faut un fil de cuivre d'un diamètre de 1.13mm (section de 1mm²) pour permettre le passage d'un courant d'une intensité de 3 à 5 ampères.

Une tension électrique : Vulgairement, c'est la force que possède chacun des électrons pour aller d'un endroit à un autre. L'unité de mesure de la tension est le Volt (symbole : V).

• ordre de grandeur : La tension entre les deux bornes d'une batterie automobile ou d'une batterie de planeur est de 12Volts.
• La tension d'une batterie de voiture électrique est de 400V (attention danger).
• Avec une très forte tension électrique, les électrons peuvent dépasser la "force" nécessaire pour circuler dans des matériaux normalement isolant ! On parle de tension de claquage. C'est le cas d'une étincelle de bougie d'allumage d'un moteur : une forte tension (10 000 volts) permet aux électrons de franchir un petit espace d'air, et de faire une étincelle. Les gaines isolantes des fils transportant ces tensions sont très épaisses pour pouvoir rester...isolante !

La 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 Ohm (symbole : Ω).

L'intensité, la tension et la résistance sont en relation :

• Relier les deux bornes d'une batterie 12Volts avec une résistance de 12ohms (par exemple un câble en cuivre de section 1mm² d'une longueur de 700m) : l'intensité du courant sera de 1Ampère
• Relier les deux bornes d'une batterie 12Volts avec une résistance de 6ohms (par exemple un câble en cuivre de section 2mm² d'une longueur de 700m) : l'intensité du courant sera de 2Ampères

• Tension = Résistance x Intensité
• Intensité = Tension / Résistance
• Résistance = Tension / Intensité

Champ magnétique : Un champ magnétique peut être généré par un aimant, mais la circulation d'un courant électrique génère également un champ magnétique. Inversement, un champ magnétique peut, sous certaine conditions, créer un courant dans un circuit électrique. Comme le champ magnétique se propage, cette double conversion peut être à l'origine d'une pollution mutuelle des équipements. Pour l'éviter, chaque équipement doit respecter des règles de conception pour éviter de polluer ses voisins, mais également pour se protéger de l'éventuelle pollution des autres. Le blindage électromagnétique (une enveloppe conductrice autour de l'équipement) est une des solutions possibles.

Pour se convaincre du phénomène, il suffit d'écouter les parasites permanents par le poste de radiocommunication VHF lors de l'utilisation d'un téléphone ou d'une batterie "power bank" à proximité de l'antenne de réception.

Le phénomène extrême est la foudre : même si elle frappe à plusieurs dizaines de mètre, le courant très important de la foudre créer un champ magnétique intense. Si ce champ magnétique se propage à travers des équipements mal protégé, un courant électrique trop important se créer dans l'appareil, occasionnant sa destruction.

Quesquiestdangeureux?

courant alternatif et courant continu

• Le courant continu est un courant électrique dont l'intensité est constante. C'est, par exemple, le type de courant délivré par les piles, les batteries.
• Le courant alternatif est un courant électrique qui varie de manière cyclique et change de sens deux fois par cycle. Il transporte des quantités d'électricité alternativement égales dans un sens et dans l'autre. C'est, par exemple, le type de courant délivré par un alternateur.

Pourquoi ces deux types de courant ? Parce que les équipements électriques inventés par l'homme sont adaptés à l'un ou à l'autre...c'est comme ça ! Grossièrement, le courant alternatif est très pratique pour les machines tournantes (alternateur, moteur électrique) et l'abaissement de tension (transformateur électrique), alors que le courant continu est pratique pour le stockage et l’électronique (batteries, PC, téléphones....etc). Les éléments chauffants font très bien avec les deux types de courant (chauffage électrique, résistance chauffante...). Aujourd'hui, les technologies modernes permettent de convertir efficacement de l'un à l'autre (convertisseur légers, de forte puissance...).

1. Circuits : série et parallèle
2. Champ magnétique : effets sur un circuit électrique

Batteries

1. Types, caractéristiques et limitations
2. Chargeurs de batteries, caractéristiques et limitations

Électricité statique : généralités

1. Principes de base
2. Déperditeurs de potentiel
3. Protection contre les interférences
4. Effets du foudroiement

Générateurs : production, distribution et utilisation

1. Générateurs de courant continu : types, conception, utilisation, modes de fonctionnement dégradé, indications et alarmes
2. Générateurs de courant alternatif : types, conception, utilisation, modes de fonctionnement dégradé, indications et alarmes
3. Barre bus

Composants électriques

1. Eléments de base : principes de base des commutateurs, des disjoncteurs et des relais