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Niveau seconde
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Stockage énergie électrique

Posté par
julieminveau
06-04-22 à 13:34

Bonjour à toutes et à tous ! Voila je me permet de vous écrire ce message car je rencontre quelques difficultés concernant un exercice de physique dont voici la consigne :

2.5 GW de la puissance électrique fournie par une centrale est redirigée vers une batterie électrochimique destinée au stockage de l'énergie électrique. Le courant délivré par l'alternateur de la centrale électrique est de 1240 A. 20 câbles électriques, de rayon 140 mm et de longueur 3.8 km ayant une résistance interne de ρ = 1.132 Ω mm2/m, amènent le courant à une batterie dont la résistance interne est de l'ordre de 234 Ω. Une durée de recharge de 6 h est nécessaire pour complètement recharger la batterie électrique.

1) Déterminez la résistance équivalente Req de ce circuit, la puissance perdue par effet Joule, ainsi que la puissance utile pour la recharge de la batterie. On rappelle que lorsque la batterie est en charge, celle-ci fonctionne en convention récepteur.

2) Estimez l'énergie E et la charge Qe que peut stocker cette pile électrochimique.

Pour la première question, je pars du principe qu'étant donné que le circuit est en parallèle, la résistance équivalente se détermine par la somme des inverses des résistances internes du circuit. Mais c'est au niveau des dimensions des câbles que je bloque.  Si pour chaque câble j'ai un rayon de 140 mm et une longueur de 3.8 km, j'ai donc à chaque fois x 0.1402 x 3800 = 234 m3 de câble. Mais je ne parviens pas à déterminer comment associer ça à la résistance interne de chaque câble.
Peut être qu'il suffit simplement de multiplier mon résultat par 1.132 x 10-3 puis par 20, je ne suis vraiment pas sûr... Mon résultat devrait correspondre à  Rtot = 20 / resistance équivalente d'un cable + 1 /234 mais ca ne me parait pas juste du tout.

En tout cas je sais que pour la puissance perdue par l'effet Joule je dois utiliser la formule P= RxI2 avec la résistance totale du circuit.  

Pour la puissance de recharge, j'imagine que comme l'énoncé l'indique, la convention récepteur qui décrit le fonctionnement de la batterie en charge montre que la puissance est reçue ou absorbée, donc il suffit de prendre l'opposé du résultat précédant.

Et enfin pour l'énergie E je pense peut être utiliser la formule de l'énergie en fonction de la puissance et du temps avec E =P x t et pour la charge Q = I x t.

Je vous remercie d'avance pour votre aide

Posté par
odbugt1
re : Stockage énergie électrique 06-04-22 à 14:53

Bonjour,

Résistance "R" d'un câble :
R = ρ*L / S
avec  "ρ" la résistivité ( et non la résistance interne )  ,  "L"  la longueur du câble,  "S" la section du câble.
Si on exprime  ρ en Ω.mm²/m il faudra exprimer "S" en mm² et L en m pour obtenir la résistance en Ω

Posté par
julieminveau
re : Stockage énergie électrique 06-04-22 à 15:43

Merci pour cette réponse.

Donc si j'ai bien compris, je suis censée trouver une résistance R=1.132 x 3800 / (x1402) c'est bien ca ?

D'où R = 0.070 et donc Rtot= 1.397 pour les 20 cables ?

Posté par
odbugt1
re : Stockage énergie électrique 06-04-22 à 16:41

A mon avis :
ρ = 1132 Ω.mm²/m et non 1,132 Ω.mm²/m
On trouve alors R ≈ 70Ω

Si les câbles sont en parallèle :
1 / Rtot = 20 * ( 1/ R ) = 20 /R
Rtot = R / 20 ≈ 3,5Ω

Posté par
julieminveau
re : Stockage énergie électrique 07-04-22 à 20:19

Merci pour cette réponse, et désolée pour le délai de la mienne… J'imagine donc que la résistance équivalente du circuit demandée en 1) est bien 3,5Ω ? Ou il faut aussi prendre en compte celle de la batterie ? De plus, pour le calcul de la puissance perdue par effet Joule, suis-je censée utiliser la résistance qui vient d'être calculée, ou celle de la batterie ? Peut être que pour la puissance perdue par effet Joule il faut utiliser la résistance calculée des câbles et pour celle nécessaire à la recharge de la batterie il faut logiquement utiliser celle de la batterie ? J'avoue être un peu indécise…

Posté par
odbugt1
re : Stockage énergie électrique 07-04-22 à 23:18

La résistance équivalente Req doit intégrer en plus de la résistance totale des câbles celle de la batterie.

La puissance perdue par effet Joule s'obtient à partir de la résistance équivalente.

La puissance utile pour la recharge de la batterie est la différence entre la puissance fournie par la centrale et la puissance perdue par effet Joule



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