Projet : Batterie de condensateurs pour voiture RC

Première STI2D - Enseignement de spécialité

Séance 2 : Caractérisation de la batterie d'origine

Durée : 2 heures | Travail en groupe de 3

Objectifs de la séance

Rappel des notions importantes

Caractéristiques d'une batterie

Énergie stockée dans une batterie (en joules)

E = U × Q = U × (I × t)

Avec U en volts, I en ampères et t en secondes

Conversion Wh en joules

1 Wh = 3600 J

Activités de la séance 2

Activité 1 : Mesure de la batterie à vide (30 min)

Effectuez les mesures suivantes sur la batterie Ni-MH :

  1. Relevez les caractéristiques inscrites sur la batterie (tension nominale, capacité)
  2. Mesurez la tension à vide de la batterie avec un multimètre
  3. Calculez l'énergie théorique stockée dans la batterie (en joules et en Wh)

Complétez le tableau suivant dans votre carnet de bord :

Caractéristique Valeur Unité
Tension nominale (indiquée) V
Capacité (indiquée) mAh
Tension mesurée à vide V
Énergie théorique J
Énergie théorique Wh

Activité 2 : Mesure des besoins de la voiture à l'arrêt (30 min)

Pour cette activité, la voiture doit être sur un support pour que les roues ne touchent pas le sol.

  1. Branchez la batterie à la voiture
  2. Insérez le multimètre en série pour mesurer le courant consommé :
    • Au repos (récepteur allumé, moteur à l'arrêt)
    • Lorsque le moteur tourne à vide (accélération moyenne)
    • Lorsque le moteur tourne à pleine puissance
  3. Utilisez le tachymètre pour mesurer la vitesse de rotation du moteur (ou des roues) dans chaque cas

Complétez le tableau suivant :

État Courant (A) Tension (V) Puissance (W) Vitesse (tr/min)
Repos 0
Accélération moyenne
Pleine puissance

⚠️ Attention : Ne laissez pas le moteur tourner à pleine puissance plus de 30 secondes pour éviter la surchauffe.

Activité 3 : Test d'autonomie (30 min)

Si votre voiture est fonctionnelle, réalisez un test d'autonomie :

  1. Chargez complètement la batterie Ni-MH
  2. Installez la voiture sur le banc de test avec le tachymètre
  3. Faites fonctionner la voiture à vitesse constante (accélération moyenne)
  4. Mesurez :
    • Le temps jusqu'à ce que la vitesse commence à diminuer
    • Le temps jusqu'à l'arrêt complet
    • La tension de la batterie à différents moments (début, milieu, fin)

Si votre voiture n'est pas encore fonctionnelle, utilisez les données fournies par le professeur ou collaborez avec un autre groupe.

Activité 4 : Analyse et synthèse (30 min)

À partir des mesures effectuées, répondez aux questions suivantes :

  1. Quelle est la puissance maximale consommée par la voiture ?
  2. Quelle est l'autonomie estimée de la batterie en fonctionnement normal ?
  3. Quelle quantité d'énergie est réellement consommée pendant un cycle d'utilisation ?
  4. Quelles caractéristiques devra avoir votre batterie de condensateurs pour remplacer la batterie Ni-MH ?

Rédigez une synthèse de vos observations dans votre carnet de bord.

Pour la prochaine séance

Préparez-vous pour la séance 3 en :

Ressources