grand oral physique supercondensateur

« A l’heure actuelle , il y a une inflation importante en France .

Vous avez pu sûrement l’en attester avec le pétrole qui est passé à environ 2 euros par litre .

De plus, le pétrole est un problème majeur au point de vue écologique .

En effet , il participe au réchauffement climatique mondiale et contamine de plus en plus l’air présent dans les villes .

C’est pourquoi de plus en plus de transport électriques se développent.

On utilise principalement des batteries cependant celles-ci n’assurent pas la meilleur efficacité possible comparés ,par exemple, aux supercondensateurs Ainsi , une entreprise française, nommée PVI - Power Vehicule Innovation , spécialisée dans la recherche de solutions de transports électriques est à l’origine d’une solution innovante qui consiste à remplacer les batteries des bus électriques par des supercondensateurs.

Les arrêts de bus sont composés d’une unité,appelée totem,qui contient également des supercondensateurs pour pouvoir recharger les bus .Nous pouvons dés lors nous poser la question suivante: Comment les supercondensateurs permet-il de recharger des bus électriques ? Dans un premier temps nous allons voir le fonctionnement d ‘un supercondensateur en générale, puis nous allons étudier les supercondensateurs présents dans les bus et pour finir nous allons réaliser l’étude des totems permettant de recharger les bus Mais qu’est ce qu’un supercondensateur ?Le superconsateur admet le même fonctionnement qu ‘un condensateur .

C’est est un composant électronique élémentaire, constitué de deux armatures conductrices en influence totale et séparées par un isolant polarisable.

Afin de mieux visualiser , vous pouvez obtenir un condensateur en prenant deux bout d’aluminium et en y glissant à l’intérieur juste une feuille de plastique ! Sa propriété principale est de pouvoir stocker des charges électriques opposées sur ses armatures, et la différence entre ces deux c’est que le supercondensateurs a une capacité a stocker l’énergie beaucoup plus élevé.

Cependant tous les supercondensateurs n’ont pas les même caractéristique.

C est pourquoi nous allons étudier ceux présents dans les bus Le principe de l’innovation de l’entreprise est le suivant: à chaque arrêt, le bus se connecte de manière automatique et rapide au totem afin de se recharger.

Nous allons donc essayer de déterminer la capacité a stocker des supercondensateurs présents dans les bus .

Après avoir chargé complètement un supercondensateur sous sa tension idéale E,on le place dans le circuit schématisé sur la figure dans l’encadré rose .Et à l’instant t= 0, on bascule l’interrupteur K en position fermé ce qui va nous permettre d’étudier la décharge du supercondensateur présent dans le bus .

Nous pouvons modéliser la tension en fonction du temps avec le graphique présenté dans l’ecadrer orange.

Cela va nous permettre de déterminer le temps caractéristique , noté to .De plus vous pouvez voir que cette fonction est bien une fonction exponentielle.

En effet le supercondensateur se décharge et se charge relativement vite comme vous pouvez le voir sur le graphique .

On a donc au temps caractéristique Uc=1 V et t=350s .

En suite , nous pouvons voir que le supercondensateur à une capacité de 3500 et qu’il sera complétement déchargé au bout de 30 min .C’est pourquoi à chaque arrêt le bus doit se connecter rapidement afin de se recharger rapidement .

Cela semble relativement satisfaisant puisqu ‘en temps normal un condensateur à une capacité d’environ 10-11 F et se décharge relativement vite . Ensuite ,pour pouvoir charger les bus, ceux ci doivent se connecter au totem ,cette phase doit être parfaitement sécurisée et la plus performante , c’est à dire que le totem doit assurer une charge complète du bus Il faut donc attendre une certaines durées entre deux charges de bus Nous allons donc essayer de déterminer cette durée.

Le totem contient une association d’un grand nombre de supercondensateurs.

Cette association se comporte comme un unique condensateur, appelé condensateur totem .

.Tout d ‘abord , nous pouvons modéliser l’energie emmagasiné du totem par la formule noté dans l’encadré violet .

Ainsi nous pouvons donc admettre grâce aux données que l’energie emmagasiné est de 5,78*10⁶ J.

De plus ,pour recharger le condensateur totem, on utilise le réseau électrique fournissant une puissance supposée constante .

Afin de calculée la durée nécessaire nous pouvons diviser l’energie emmagasiné par la puissance fournie comme vous pouvez. »