Etudier une pile à combustibleMéthode

Les piles à combustible sont de plus en plus utilisées pour alimenter en électricité des équipements électroniques mobiles, des relais téléphoniques ou certains bâtiments. Connaissant la tension à vide délivrée par cette pile à combustible et l'intensité qu'elle débite pendant une durée \Delta t, on peut déterminer l'énergie électrique disponible.

Une pile à combustible dont la tension à vide est de 6,0 V délivre un courant de 1,5 A pendant 2,0 h. Déterminer l'énergie électrique fournie.

Etape 1

Rappeler l'expression de l'énergie électrique E_e

On rappelle l'expression de l'énergie électrique E_e (en J) en fonction de la tension à vide de la pile E, le courant débité I et la durée de fonctionnement \Delta t.

On sait que :

E_e=E \times I \times \Delta t

Etape 2

Relever la tension à vide de la pile à combustible

On relève la tension à vide E de la pile à combustible. Elle doit être exprimée en volts.

La tension à vide de la pile à combustible est :

E=6,0 V

Etape 3

Relever le courant I

On relève le courant I engagé dans la pile à combustible lorsque celle-ci débite. Il doit être exprimé en ampères.

Le courant engagé dans la pile est :

I=1,5 A

Etape 4

Relever la durée de fonctionnement de la pile à combustible \Delta t

On relève la durée de fonctionnement de la pile à combustible \Delta t. Elle doit être exprimée en secondes. Si ce n'est pas le cas, on effectue la conversion nécessaire.

La durée de fonctionnement de la pile à combustible est :

\Delta t=2,0 h

Soit :

\Delta t= 7\ 200 s

Etape 5

Effectuer l'application numérique

On effectue l'application numérique pour calculer la valeur de l'énergie électrique fournie par la pile à combustible.

On a donc :

E_e=6,0 \times 1,5 \times 7\ 200

E_e= 64\ 800 J

Etape 6

Exprimer le résultat avec le bon nombre de chiffres significatifs

On écrit l'énergie électrique E_e avec le même nombre de chiffres significatifs que le paramètre possédant le plus petit nombre de chiffres significatifs.

L'énergie électrique E_e doit être écrite avec deux chiffres significatifs, soit :

E_e= 6,5\times10^4 J