Terminale S 2016-2017
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Terminale S 2016-2017

Etudier une pile à combustible

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 Δt, 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 Ee

On rappelle l'expression de l'énergie électrique Ee (en J) en fonction de la tension à vide de la pile E, le courant débité I et la durée de fonctionnement Δt.

On sait que :

Ee=E×I×Δt

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 Δt

On relève la durée de fonctionnement de la pile à combustible Δt. 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 :

Δt=2,0 h

Soit :

Δt=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 :

Ee=6,0×1,5×7 200

Ee=64 800 J

Etape 6

Exprimer le résultat avec le bon nombre de chiffres significatifs

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

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

Ee=6,5×104 J

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