Bonjour à tous,
J'ai réalisé une expérience en branchant en parallèle deux piles de fem différentes (4,5 V et 1,5 V).
En connectant les bornes de même polarité ensemble, le voltmètre indique 1,5 V. En reliant les bornes de polarité différente ensemble, il indique - 1,5 V (sans changer les points de mesure).
Je n'arrive pas à comprendre ce qui se passe physiquement, j'attends donc un maximum d'idées.
Association de piles en parallèle
Modérateur : Modérateurs
Je comprend pas tres bien ou tu a mis ton voltmetre. 
Un voltmetre doit se mettre en parallele avec la charge. Elle vaut combien et elle est placee ou cette charge?
Si tu as mis ton voltmetre en parallele avec ta fem de 1.5V, c est normal qu il indique 1.5 V ou -1.5V.
Dans le cas ideal (Rfil =0), tu ne peux pas mettre deux fem en parallele puisque Kirchoff n est pas respecté. Mais dans la realite c est possible grace a la resistance de ton fil et la resistance interne de chaque fem. Dans ton experience tu connais la resistance de ton fil?
Si ta resistance interne est nulle (pas possible), tu devrait observer 4.5-1.5 = 3 V (ou 1.5-4.5 = -3 V) sur la resistance du fil (en parallele sur le fil), mais comme chaque fem a une resistance interne, tu observeras une tension <3 V (>-3V)... 1.5 V, pourquoi pas?
Donc essaye de determiner les resistances, le shema du circuit est tres simple et tu pourra verifier ta valeur mesurée.
Un voltmetre doit se mettre en parallele avec la charge. Elle vaut combien et elle est placee ou cette charge?
Si tu as mis ton voltmetre en parallele avec ta fem de 1.5V, c est normal qu il indique 1.5 V ou -1.5V.
Dans le cas ideal (Rfil =0), tu ne peux pas mettre deux fem en parallele puisque Kirchoff n est pas respecté. Mais dans la realite c est possible grace a la resistance de ton fil et la resistance interne de chaque fem. Dans ton experience tu connais la resistance de ton fil?
Si ta resistance interne est nulle (pas possible), tu devrait observer 4.5-1.5 = 3 V (ou 1.5-4.5 = -3 V) sur la resistance du fil (en parallele sur le fil), mais comme chaque fem a une resistance interne, tu observeras une tension <3 V (>-3V)... 1.5 V, pourquoi pas?
Donc essaye de determiner les resistances, le shema du circuit est tres simple et tu pourra verifier ta valeur mesurée.
Alex -
La vérité est comme le soleil. Elle fait tout voir et ne se laisse pas regarder. [Victor Hugo]
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il est possible que ce soit une question de cinétique : la réaction de la pile 1.5V est favorisée (plus rapide). Je me souviens plus de l'explication exacte, mais on peut montrer que l'autre réaction ne se produise presque pas il me semble.
je suis certain que vous croyez avoir compris ce que j'essayais de vous dire, mais êtes-vous sûr que ce que j'ai dit correspondait vraiment à ce que je voulais dire ?
Dans le cas des 2 piles mise en paralléles la plus faible se comporte comme un recepteur et la plus forte donne le sens du courant dans ce cas il serait intéressant de connaitre les résistance internes des piles et l'on pourrait les traiter comme des générateur de courant dans ce cas le courant I = 4.5-1.5/ R+R' R et R' les résistances internes mais j'espére que tu n'as pas fait cela sans précaution le courant pouvant être très fort entre 1 et 2 ampéres pour des R et R' asssez faible de l'ordre de l'ohm... un générateur de courant parfait possède une résistance infinie tandis qu'un générateur de tension parfait devrait avoir une Conductance en siemens nuelle d'ou résitance infine 1/r = g en parralélle avec le générateur de courant parfait... Dans tout les cas tu risques de faire sauter tes piles ou d'avoir des coulées d'électrolytes...Ton expérience n'est pas à recommander car elle peut produire des dégagements d'hydrogène et une explosion ou des flammes P= UI= 3 Volts X2 Ampéres= 6 Joules ou P=(R+R') I²= (1+1)X2²= 8 joules çà commence à compter les valeurs sont approximatives mais peuvent créer des dégats dans la pile de Fem plus petite soit une puissance de 50 watts en 8 secondes qui peut être suffisante pour échauffer ta pile
Dernière modification par Victor le 05/09/2006 - 22:43:04, modifié 1 fois.
Contrairement à ce que dit victor, il est totalement impossible de faire circuler beaucoup de courant avec de telles piles. Tu ne risques de faire des dégagements d'hydrogène qu'avec un gros générateur à coté. Ton expérience n'est pas dangereuse.
Pour ce qui est de l'explication des résistances internes, cela ne tient pas la route, ca on n'observerait pas le même comportement dans un sens ou dans l'autre (+1.5 et -1.5) : dans un sens cela s'ajouterait, et dans l'autre cela se soustrairait.
Je pense que l'explication vient réellement de la cinétique (au niveau chimique). Je m'explique : il y a deux sens possibles. Prenons le cas où les bornes + sont reliées aux bornes -. Dans ce cas, il peut y avoir un courant qui circule : les électrons délivrés par une pile sont acceptés par l'autre, et vice-versa. Donc en théorie, ces piles se déchargeraient éternellement l'une dans l'autre. Mais ce qui se passe à mon avis, c'est qu'une réaction est plus rapide que l'autre : elle se produit à 1.5 V. Mais avec un tel potentiel, l'autre réaction ne peut pas se produire : elle est bloquée, et la réaction chimique correspondante n'a pas lieu => ce n'est plus une vraie pile. Donc la seule réaction chimique qui peut se produire est celle de la pile à 1.5 V (tout cela peut probablement s'expliquer avec ce qu'on appelle les courbes intensité-potentiel en chimie).
Dans l'autre cas (si les bornes + sont reliées entre elles, idem pour les bornes -), les deux piles ne sont capables d'envoyer des électrons que du même côté. Il ne peut donc pas y avoir de courant qui circule. A ce moment là je ne vois pas trop pourquoi on verrait un potentiel de 1.5 V. C'est peut-être la même explication que le cas précédent, mais ce n'est pas très clair dans ma tête. Je vais y réfléchir.
Pour ce qui est de l'explication des résistances internes, cela ne tient pas la route, ca on n'observerait pas le même comportement dans un sens ou dans l'autre (+1.5 et -1.5) : dans un sens cela s'ajouterait, et dans l'autre cela se soustrairait.
Je pense que l'explication vient réellement de la cinétique (au niveau chimique). Je m'explique : il y a deux sens possibles. Prenons le cas où les bornes + sont reliées aux bornes -. Dans ce cas, il peut y avoir un courant qui circule : les électrons délivrés par une pile sont acceptés par l'autre, et vice-versa. Donc en théorie, ces piles se déchargeraient éternellement l'une dans l'autre. Mais ce qui se passe à mon avis, c'est qu'une réaction est plus rapide que l'autre : elle se produit à 1.5 V. Mais avec un tel potentiel, l'autre réaction ne peut pas se produire : elle est bloquée, et la réaction chimique correspondante n'a pas lieu => ce n'est plus une vraie pile. Donc la seule réaction chimique qui peut se produire est celle de la pile à 1.5 V (tout cela peut probablement s'expliquer avec ce qu'on appelle les courbes intensité-potentiel en chimie).
Dans l'autre cas (si les bornes + sont reliées entre elles, idem pour les bornes -), les deux piles ne sont capables d'envoyer des électrons que du même côté. Il ne peut donc pas y avoir de courant qui circule. A ce moment là je ne vois pas trop pourquoi on verrait un potentiel de 1.5 V. C'est peut-être la même explication que le cas précédent, mais ce n'est pas très clair dans ma tête. Je vais y réfléchir.
je suis certain que vous croyez avoir compris ce que j'essayais de vous dire, mais êtes-vous sûr que ce que j'ai dit correspondait vraiment à ce que je voulais dire ?
Pour l'image, tu en fait une, tu l'as upload sur le net (si tu n'as pas de site, tu peux utiliser www.imagehack.com ), ensuite tu mets le lien entre 
J'ai le regret de te dire qu'une pile c'est non rechargeable car ce n'est pas une battteries rechargeable et que les fuites d'electrolytes ça existe on a amélioré la sécurité en les rendant étanches mais dans mes années 70 j'ai vu des piles 1.5V se déformer et gonfler leur gaine sous le volume d'hydrogène si la sécurité a été améliorée, le phénomène existe bien, les grosses piles de diamètres 6 cm de 1,5 volt peuvent avoir des intensités de 2 à 3 ampéres sur un court circuit fait l'expérience avec un ampéremètre calibre 10 ampères
oui d'accord pour les grosses piles, mais on a pas tous ca chez soi.
pour ce qui est de "recharger", je me suis tromper en effet. elles se déchargent c'est tout, et elles s'arrêtent lorsqu'il n'y a plus de réactifs.
Mais quelqu'un est-t-il d'accord sur la possibilité que ce soit un problème de cinétique ?
pour ce qui est de "recharger", je me suis tromper en effet. elles se déchargent c'est tout, et elles s'arrêtent lorsqu'il n'y a plus de réactifs.
Mais quelqu'un est-t-il d'accord sur la possibilité que ce soit un problème de cinétique ?
je suis certain que vous croyez avoir compris ce que j'essayais de vous dire, mais êtes-vous sûr que ce que j'ai dit correspondait vraiment à ce que je voulais dire ?
Benh,d'apres ton dessin, je crois que j'ai raison. Ton voltmetre est en parallele directement sur la pile de 1.5 V. Quand tu retournes la pile tu mesures -1.5V.
Sinon, je ne suis pas d'accord qu'une des deux piles peux devenir receptrice. Une pile n'est pas non plus une source de courant, elle délivre un potentiel constant (dans le cas idéal) et pas un courant constant.
De plus un génerateur de courant parfait possede une résistance série nulle et pas infinie.
Et je maintiens que tu ne peux pas mettre deux fem (idéales) en parallele.
Pour le probleme de cinétique, je ne sais pas trop, faudrait qu j aille revoir. Mais je crois que Nernst ne dépend que des concentrations (ou plutot affinités) et de la temperature et pas des conditions exterieures.
Sinon, je n' arrive pas a inserer des images...
Euh oui, je crois bien que tes deux fem sont en serie et pas en parallele. Tes deux piles peuvent etre consideree comme en parallele (ca depend du point de vue), mais dans le circuit equivalent tu n as bien qu une maille, donc tout est en série (grace au restances internes).
Sinon, je ne suis pas d'accord qu'une des deux piles peux devenir receptrice. Une pile n'est pas non plus une source de courant, elle délivre un potentiel constant (dans le cas idéal) et pas un courant constant.
De plus un génerateur de courant parfait possede une résistance série nulle et pas infinie.
Et je maintiens que tu ne peux pas mettre deux fem (idéales) en parallele.
Pour le probleme de cinétique, je ne sais pas trop, faudrait qu j aille revoir. Mais je crois que Nernst ne dépend que des concentrations (ou plutot affinités) et de la temperature et pas des conditions exterieures.
Sinon, je n' arrive pas a inserer des images...
Euh oui, je crois bien que tes deux fem sont en serie et pas en parallele. Tes deux piles peuvent etre consideree comme en parallele (ca depend du point de vue), mais dans le circuit equivalent tu n as bien qu une maille, donc tout est en série (grace au restances internes).
Dernière modification par aLEX_Be le 04/09/2006 - 14:37:29, modifié 1 fois.
Alex -
La vérité est comme le soleil. Elle fait tout voir et ne se laisse pas regarder. [Victor Hugo]
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Yakamonéyé
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Je ne dis pas qu'une pile devient réceptrice, mais qu'elle ne se comporte plus comme une pile, et en tous cas pas comme une fém idéale. C'est pour ca que les explications d'électricité usuelles ne marchent plus.aLEX_Be a écrit :Sinon, je ne suis pas d'accord qu'une des deux piles peux devenir receptrice. Une pile n'est pas non plus une source de courant, elle délivre un potentiel constant (dans le cas idéal) et pas un courant constant.
Nernst n'est pas d'ordre cinétique, c'est d'ordre thermodynamique. Et ce n'est valable qu'à l'équilibreaLEX_Be a écrit :Pour le probleme de cinétique, je ne sais pas trop, faudrait qu j aille revoir. Mais je crois que Nernst ne dépend que des concentrations (ou plutot affinités) et de la temperature et pas des conditions exterieures.
je suis certain que vous croyez avoir compris ce que j'essayais de vous dire, mais êtes-vous sûr que ce que j'ai dit correspondait vraiment à ce que je voulais dire ?
Victor a écrit :Dans le cas des 2 piles mise en paralléles la plus faible se comporte comme un recepteur et la plus forte donne le sens du courant dans ce cas il serait intéressant de connaitre les résistance internes des piles et l'on pourrait les traiter comme des ...
fffred est hors de cause! La seconde pile ne se comporte pas comme un recepteur. La solution du circuit se fait simplement par la loi des mailles de Kirchoff (avec ou sans superposition).
Sinon pour la cinetique ... je ne sais pas du tout.
Je reste persuadé que seuls sont en cause les résistances internes et la résistance du fil.
Alex -
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J'ai réfléchi et je suis plutot d'accord pour la résistance interne, mais l'explication est incomplète.
Sans voltmètre, aucun courant ne passe, car justement les piles ne peuvent pas être rechargées.
Avec voltmètre, un très faible courant passe (pour mesurer la tension justement), et il passe dans la boucle de plus faible résistance interne, probablement celle de la pile 1.5V. Donc l'autre pile n'intervient pas.
Y a-t-il des erreurs dans ce petit raisonnement ?
Sans voltmètre, aucun courant ne passe, car justement les piles ne peuvent pas être rechargées.
Avec voltmètre, un très faible courant passe (pour mesurer la tension justement), et il passe dans la boucle de plus faible résistance interne, probablement celle de la pile 1.5V. Donc l'autre pile n'intervient pas.
Y a-t-il des erreurs dans ce petit raisonnement ?
je suis certain que vous croyez avoir compris ce que j'essayais de vous dire, mais êtes-vous sûr que ce que j'ai dit correspondait vraiment à ce que je voulais dire ?
Pour voir, il faudrait p-e reprendre le schema 1 proposé par pasmac et mesurer la difference de potentiel entre les deux bornes positives.
1. Si la deuxieme pile intervient, le votmetre devrait mesurer une tension (proche de 3 volts puisque les resistances internes sont faibles).
2. Si la deuxieme pile n intervient pas, le voltmetre n indiquera aucune tension puisqu'il sera court-circuité. En effet si aucun ne courant ne traverse la deuxieme pile, il n y a aucun courant non plus dans le 'fil' et le votmetre sera referme sur lui meme.
3. Vous voyez un autre cas de figure?
Je crois qu il y aura trois volts et un courant. Que la tension mesuree sera
Rfil/(Rint1.5 + Rfil + Rint4.5)*(4.5-1.5) [V]
avec Rfil = resistance des contacts
Rint1.5 = resistance interne pile 1.5V
Rint4.5 = resistance interne pile 4.5V
Il est vrai que ces equations induisent le fait que le courant doit traverser une des piles dans le mauvais sens. Que se passe-t-il dans la pile alors ... aucune idée, j espere rien (cette pile est en convention recepteur, ca ne fait d elle un recepteur).
Mais d apres le principe de superposition, chaque pile injecte dans le systeme I = Upile/Requ, le courant apparent est la somme des deux mais chaque pile se comporte comme si l autre n etait pas la. Ce principe du superposition n est p-e maintenant qu'un outil mathematique ne traduisant aucune réalité physique.
Pour rejoidndre fffred, la question revient a se demander ce qu il se passe lorsqu une pile est plongée dans un champ électrique, la cinétique chimique est-elle perturbée? Le deplacement des ions est il empeché ... j en ai aucune idée ... sauf si on compare a la repulsion entre charge ...
A partir d ici, je m avance un peu mais j aimerais l avis de qqn:
deux electrons se repoussent avec la force
F = kqq/r2 (r au carré)
deux electrons dans un champ electrique se repoussent avec la force
F = kqq/r2 (r au carré) ... soit la meme
En extrapolant a la pile, les phenomenes se passent comme ca aussi (c est cette extrapolation que j aime pas trop). Plongé ou pas, dans un champ électrique, la cinetique serait la meme ... ? (c est plus une question qu une affirmation).
1. Si la deuxieme pile intervient, le votmetre devrait mesurer une tension (proche de 3 volts puisque les resistances internes sont faibles).
2. Si la deuxieme pile n intervient pas, le voltmetre n indiquera aucune tension puisqu'il sera court-circuité. En effet si aucun ne courant ne traverse la deuxieme pile, il n y a aucun courant non plus dans le 'fil' et le votmetre sera referme sur lui meme.
3. Vous voyez un autre cas de figure?
Je crois qu il y aura trois volts et un courant. Que la tension mesuree sera
Rfil/(Rint1.5 + Rfil + Rint4.5)*(4.5-1.5) [V]
avec Rfil = resistance des contacts
Rint1.5 = resistance interne pile 1.5V
Rint4.5 = resistance interne pile 4.5V
Il est vrai que ces equations induisent le fait que le courant doit traverser une des piles dans le mauvais sens. Que se passe-t-il dans la pile alors ... aucune idée, j espere rien (cette pile est en convention recepteur, ca ne fait d elle un recepteur).
Mais d apres le principe de superposition, chaque pile injecte dans le systeme I = Upile/Requ, le courant apparent est la somme des deux mais chaque pile se comporte comme si l autre n etait pas la. Ce principe du superposition n est p-e maintenant qu'un outil mathematique ne traduisant aucune réalité physique.
Pour rejoidndre fffred, la question revient a se demander ce qu il se passe lorsqu une pile est plongée dans un champ électrique, la cinétique chimique est-elle perturbée? Le deplacement des ions est il empeché ... j en ai aucune idée ... sauf si on compare a la repulsion entre charge ...
A partir d ici, je m avance un peu mais j aimerais l avis de qqn:
deux electrons se repoussent avec la force
F = kqq/r2 (r au carré)
deux electrons dans un champ electrique se repoussent avec la force
F = kqq/r2 (r au carré) ... soit la meme
En extrapolant a la pile, les phenomenes se passent comme ca aussi (c est cette extrapolation que j aime pas trop). Plongé ou pas, dans un champ électrique, la cinetique serait la meme ... ? (c est plus une question qu une affirmation).
Alex -
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Pour répondre à la question que se passe t il dans la pile de plus petite Fem ben elle est receptrice... Comme receptice le courant rentre dans la pile et électolyse la pile, l'ectrolyte étant liquide sous forme de gel ce gel dégaze les composant éléctolysé... Bien sûr il y a dans le couple zinc/carbone des pile Leclanché (NB c'est pas une marque mais le type de pile) pas d'attaque du carbone mais le zinc morfle en hydrogène, il ya du bioxyde de manganèse pour adsorbé cet hydrogène...
Victor >> il me semblait qu'une telle pile ne pouvait pas marcher en réceptrice, mais je ne sais plus pourquoi.
Alex >> Si tu mesures comme tu le dis la tension entre les deux bornes positives, alors j'imagine que tu les sépares d'abord ! Dans ce cas, le fonctionnement n'est plus le même que dans l'expérience proposée au départ, et on devrait effectivement mesurer environ 3V. Mais ca n'avance à rien.
La première chose à vérifier serait de mettre un microampèremètre dans chacune des deux branches du circuit pour voir où passe le courant donné par la mesure avec le voltmètre.
Alex >> Si tu mesures comme tu le dis la tension entre les deux bornes positives, alors j'imagine que tu les sépares d'abord ! Dans ce cas, le fonctionnement n'est plus le même que dans l'expérience proposée au départ, et on devrait effectivement mesurer environ 3V. Mais ca n'avance à rien.
La première chose à vérifier serait de mettre un microampèremètre dans chacune des deux branches du circuit pour voir où passe le courant donné par la mesure avec le voltmètre.
je suis certain que vous croyez avoir compris ce que j'essayais de vous dire, mais êtes-vous sûr que ce que j'ai dit correspondait vraiment à ce que je voulais dire ?
J ai pas tres bien compris pourquoi il faudrait separer les piles. Je compte simplement changer le voltmetre de place. Je suis d accord que ca change le circuit equivalent, mais la resistance du voltmetre etant 'tres grande' par rapport au resistance du circuit, je ne crois pas que ca change grand chose.
Enfin, voila quoi, je vais pas m eterniser non plus sur ce sujet ... j essayerai des que j aurai un voltmetre sous la main (ca risque pas d arriver bientot).
C etait chouette d avoir differents avis, a bientot sur un autre sujet du forum
Enfin, voila quoi, je vais pas m eterniser non plus sur ce sujet ... j essayerai des que j aurai un voltmetre sous la main (ca risque pas d arriver bientot).
C etait chouette d avoir differents avis, a bientot sur un autre sujet du forum
Alex -
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