Pile redox (voltaïque) et lecture de l'intensité au multimètre

Portrait de Gizmil

Salut, tout le monde,

je viens vous voir car je fabrique actuellement des cellules électrolytiques dans le but d'un projet et si vous le voulez bien, j'aimerais que vous m'aidiez à interpréter les données que j'en obtiens.

Actuellement, j'aimerais savoir quelle intensité ces piles peuvent délivrer. Avant toute chose, j'ai un petit souci de lecture de mon multimètre au niveau des ampères que j'aimerais éclaircir avec vous parce qu'en me renseignant sur le net, j'ai du mal à trouver l'info que je recherche.

Voilà, sur mon multimètre, dans la plage des ampères, il est indiqué :

200µ - 2000µ - 20m - 200m - 5

Pourriez-vous simplement me dire à quoi ces valeurs correspondent ? J'imagine que, 5, c'est pour les ampères, que 200m et 2000m, c'est pour les milli-ampères et que 200µ et 2000µ, c'est pour les micro-ampères ?

Lorsque je place mon curseur sur 20m et que j'obtiens une valeur de 0.4, ça signifie donc que j'ai 0.4 mA ?

Est-ce que vous pourriez me le confirmer ?

A côté de ça, je tente de déterminer l'ampérage d'une pile redox (oxydo-réduction) que j'ai fabriqué. Pour info, ma cellule contient un bain de vinaigre (pour l'acidité) comme électrolyte et possède une électrode de cuivre et une électrode d'aluminium.

Lorsque je place les pointes de mon multimètre sur les pôles de ma pile, j'obtiens 0,40... Mais très vite, l'intensité baisse en chute libre et plafonne à environ 0,07. J'ai l'impression que si je laissais les pointes de mon multimètre plus longtemps sur les pôles de la pile, ça continuerait de chuter lentement. Qu'est-ce que ça signifie ? Que l'intensité n'est pas stable ? Ai-je des chances d'alimenter quelque chose avec ma pile dans ces conditions ?

PS : je précise que le voltage, quand à lui, se maintient à 0,5v sans sourciller.

Merci !

Portrait de wolfram69

Pour la première partie de la question c'est bien 0.4 mA

Pour la seconde il faut savoir que l'ampèremètre se comporte comme un court-circuit, je te déconseille de mettre les pointes dans une prise 220/240 volts si tu veux rester sans blessures et garder ton multimètre en état de fonctionner.

Comme ce dernier se comporte comme un court-circuit et bien tu décharges tes cellules à la vitesse grand V ce qui fait que si tu le laisses connecté tu vas arrivé à 0.0 mA !

Un Ampèremètre ne doit jamais être mis entre les deux pôles d'une source de courant !

Tu as de la chance que les cellules que tu fabriquent soient de faibles puissance mais le ne fait jamais avec d'autres sources de courant !!

L'utilisation normale d'un ampèmetre est à mettre en série entre un consommateur de courant et une source d'énergie, il te donnera alors la consommation de ton appareil en amprères !

Portrait de Jetfuzz

Un Ampèremètre ne doit jamais être mis entre les deux pôles d'une source de courant !

Ah bon !!!
moi j'aurais dit une source de tension.
théorème de norton il me semble, courant de court circuit et compagnie.
c'est pour t'occuper pendant cette période de confinement, a essayé de prouver que j'ai tort.
 

Portrait de wolfram69

Jetfuzz , je ne savais pas que chez toi il y avait des prises de tension, chez moi ceux sont des prises de courant, les prises de tension ceux sont, en général, les médecins qui les pratiques !

Portrait de Jetfuzz

Jetfuzz , je ne savais pas que chez toi il y avait des prises de tension, chez moi ceux sont des prises de courant, les prises de tension ceux sont, en général, les médecins qui les pratiques !

Mais tu es un génie toi !!!

Pour info 1er année de BEP électronique:

générateur de courant = courant fixe et tension variable
exemple lm317 monté en générateur de courant.
 

Générateur de tension = tension fixe et courant variable
exemple 7805 tout bêtement.

alors tes prises de courant elle font moi le malin la !!!

Cordialement

Jetfuzz

Portrait de wolfram69

Mon Jetfuzz tu confonds le langage de monsieur tout le monde et le langage technique ! Donc tu as raison le courant est associé à l'ampèrage en langage technique mais cela ne change rien une source de tension est par la même une source de courant car sans l'un tu n'aura pas l'autre su ce tu t'amuses sur des détails mais ce que j'ai dit à Gizmil est parfaitement exacte, tu peux déblatérer autant que tu voudras, maintenant je ne te répondrais plus ! Bon confinement ! Je vais piquer une tête dans la piscine si tu n'y vois pas d'inconvénient.

Portrait de Jetfuzz

Wolfram le grand gourou de l'électronique. je m'incline face à autant de savoir....
je suis vraiment impressionné.

le courant est associé à l'ampèrage en langage technique

ca c'est une vérité vrai. je suis scié !!!

C'est comme

Wolfram et insulte

Cordialement

Jetfuzz
 

Portrait de Gizmil

Ok, les gars, ne vous battez pas, c'est pas le moment de finir à l'hosto, en ce moment ! *se gratte la tête en jetant les yeux au ciel*

Merci, Wolfram ! ;-)

Du coup, j'aimerais en savoir un peu plus sur la manière de déterminer les ampères qui sortent de ma pile ! Est-ce qu'il suffit de lire le multimètre pendant qu'un élément consommateur de courant est sur le circuit ? Ou bien est-ce que le consommateur de courant dont tu parles est l'élément qui va permettre de déterminer l'intensité de la pile, ceci en fonction de la résistance du consommateur de courant ?

Portrait de wolfram69

Il y a deux valeurs pour l'intensité, la première est l'intensité maxi en ampères la secondes est la capacité en Ah (ampère heure) c'est à dire le nombre d'ampère que tu peux utiliser pendant une heure. Les ampères comme tu dis qui sortent de ta pile ce n'est pas facile à calculer car ce ne sont pas des piles très performantes que tu réalises donc des tensions faibles ( chères à notre ami Jetfuzz) et des intensités très faibles aussi. Si tu espères réaliser des piles performantes, je ne voudrais pas te décevoir, mais c'est très difficile. Tu peux essayer de planter un morceau de zinc dans un citron et un autre morceau de cuivre cette fois et tu obtiendras une pile mais juste assez pour faire légèrement scintiller une petite LED !

Le terme de pile vient du fait que les premières expérience venaient  d'un empilement de rondelles de deux métaux différents, séparés par des feutres imprégnés d'un électrolyte (un acide en général) . 

Portrait de hercule124

Bonjour,

pour mesurer un courant , il te faut une charge que tu places en série avec avec ton ampermetre .

le mieux s'est d'avoir une charge fictive mais on va faire sans.

ta pile délivre une tension de 0.5V

après tu utilises la loi d'ohm   r=u/i 

exemple pour un courant de 5 ma    R= 0.5/0.005=100 ohm

donc tu places une résistance  de 100 ohm en série avec ton amperemetre, si tu veux tirer plus de courant tu diminues la valeur de la résistance .

ne pas oublier la puissance pour 1 ampere tu auras une puissance de 0.5w ect.....

Portrait de Gizmil

Merci, Wolfram et Hercule !

Disons que j'ai trouvé un moyen de créer facilement des mini cellules électrolytiques et de les associer ensemble. Actuellement, avec 8 cellules de 27mm³, j'obtiens +/- 3V ! En les associant en série ou en parallèle, je peux augmenter leur voltage ou leur intensité et probablement obtenir une puissance correcte sur un espace de stockage restreint. Mais justement, je n'en suis pas certain car il me reste à déterminer l'ampérage qu'elle fournissent.

Eh oui, je connais l'historique, Wolfram ! ;-) Je peux même te dire qu'il s'agit d'une pile voltaïque (Alessandro Volta a découvert son principe en 1800) qu'on nomme aussi, de façon plus moderne, pile redox ou pile flow (à cause du couple d'oxydoréduction actif au sain du bain électrolytique et du flux d'ions généré entre les électrodes).
Mais merci d'avoir souligné cet aspect ! A l'origine, ce n'était pas de l'acide mais de l'eau salée qui a été utilisée par Volta pour créer sa pile !

Mais revenons aux choses mathématiques...

Hercule, merci pour cette formule, je trouve ça intéressant car, comme vous l'aurez compris, je ne possède malheureusement pas ces bases en électronique. Je pense que le calcul que tu proposes consiste à placer une résistance d'un certain nombre d'ohm sur le circuit et en fonction du nombre de volts constatés dans le circuit et sur mon multimètre, je n'ai qu'à placer ces deux valeurs (R et U) dans la formule afin d'obtenir l'ampérage (I) ?

Ensuite, je teste des résistances de plus en plus faibles pour voir jusqu'où mon ampérage peut monter ?

 

Portrait de hercule124

re,

exact tu as tout compris lorsque la tension sur la résistance va diminuer tu auras le courant max.

ne pas oublier la puissance dissipée par la resistance   p=u*i ( dans ton cas sa risque pas grand chose).

Portrait de Gizmil

Mmm, ok ! Tu peux m'en parler un peu, de cette puissance dissipée ? Je dois l'intégrer dans mes calculs ?

Je vais avoir besoin de savoir des résistances de combien d'ohms je dois commander. En sachant que j'ai un jeu de 8 piles en série qui offre une tension nominale d'environ 3,2v (0,40v chacune), est-ce qu'on peut prédire une gamme de résistances à tester ?

Portrait de wolfram69

Gizmil: hercule124 t'a donné toutes les formules pour que tu puisses réaliser tes mesures

P= UI , U=RI --> P=UI² donc tu dois être capable de faire des multiplications et divisions par toi même non ?

U en volt, I en Ampère et P en Watt ! ah j'oubliais, les résistances en série s'additionnent et en parallèle :

Rt = 1/ (1/R1) + (1/R2) + (1/R3) + (1/R4) + etc...

Par contre  pour la puissance il faut mesurer la tension et l'intensité en même temps car lorsque tu fais débiter des ampères à ta pile, la tension s'écroule !!!!

Pour faire des calculs vraiment exactes, il faut calculer le FCM (force contre électromotrice) avec laquelle tu peux connaître la résistance interne de ta cellule ou de tes cellules et en déterminer la tension d'utilisation optimum ainsi de la capacité totale !

Portrait de Jetfuzz

Pour faire des calculs vraiment exactes, il faut calculer le FCM (force contre électromotrice) avec laquelle tu peux connaître la résistance interne de ta cellule ou de tes cellules et en déterminer la tension d'utilisation optimum ainsi de la capacité totale !

De pire en pire !!
 

Portrait de hercule124

Bonjour,

si tu veux augmenter la tension tu mets tes piles en série mais le courant sera toujours le même, pour augmenter le courant tu mets tes piles en parallèle mais la tension sera toujours la même.

pour le calcul en serie  si tu tires un courant de 5ma  R= 3.2/0.005= 640 ohm

pour un calcul en parallele si tu tires un courant de 15ma R= 0.5/0.015= 33 ohm

pour la puissance vu le courant en jeu ca n'a pas trop d'importance 

en serie P = 3.2*0.005= 16 mw

en parallele P = 0.5* 0.015= 7.5 mw

tu peux utiliser une résistance variable (préférence multitour​ pour plus de précision) pour faire le test. 

exemple 1k pour serie et 100 ohm pour parallèle si ca tire trop tu augmentes les valeurs.

juste une précision  l'amperemetre n'est pas obligatoire ,il est la a titre indicatif ce qui nous intéresse c'est la chute de tension sur R .

Portrait de Jetfuzz

Hello.
en fait, il te faut modéliser ta pile, en modèle équivalent de Thevenin.
petite lecture intéressante

Theoreme de thevenin

de la tu pourras déterminer la tension à vide ainsi que la résistance interne de ta pile.

tu peux également regarder sur cette page

Celui la par contre est super intéressant pour toi.

Cordialement

Jetfuzz

 

Portrait de Gizmil

Mouais... Bon, en toute honnêteté, je crois que vous me surestimez... Autant je peux interpréter une équation, autant, là, avec mes maigres connaissances, je ne peux pas jongler avec ça si je n'ai pas l'habitude de la pratique. Tout ce que vous me montrez n'est pas complètement abstrait mais j'ai du mal à tout lier ensemble. Bref, c'est probablement simple dans votre esprit mais, moi, je suis un peu largué... 

Non, j'espérais juste qu'il existe un moyen pas trop complexe pour déterminer l'ampérage de ma pile. Est-ce que le simple test des résistance ne suffit pas ? Je n'ai pas besoin d'estimer mon ampérage avec une haute précision, j'essaye surtout de connaître le potentiel de ma pile.
S'il n'y a pas moyen de rester simple, je crois que je vais laisser tomber... Parce que plus vous m'en parlez, plus ça me semble chinois ! Je ne veux pas baisser les bras mais je connais mes limites, il faudrait en tous cas que je bûche un moment pour m'y retrouver !

Portrait de Jetfuzz

Hello,

essaye ici

surtout le passage

La caractéristique courant-tension d'un générateur

et

Les générateurs de Thévenin

cela te permettra de calculer la résistance interne de ta pile.

en gros
tension a vide (Uv) = tension d'un générateur parfait.
courant de court circuit (Icc) = courant max de ton générateur.
de la tu déduit ta résistance interne R=Uv/ Icc
dans ce que tu a décrit plus tot uv= 0.5V

Icc = 0.4mA

donc la résistance interne serait de 1.25 Kohms. (c'est énorme)
de la sous excel ou autre tu peux tracer la caractéristique de ta pile

Cordialement

Jetfuzz

 

Portrait de Jetfuzz

Attention la mesure du courant de court circuit est vrai pour les piles citées plus haut, parce qu'elle débitent très peu de courant.
et uniquement des piles
Avec un accu lipo ou autre ni-mh, ca-ni, attention les courant de court circuit dépassent souvent une dizaine d'ampères, et pas sur que l'ampèremetre apprécie, il est donc préférable de faire la mesure avec une résistance en série.
Je pense qu'il est utile de préciser ce point.

Cordialement Jetfuzz.