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seance 13
Séance 13 – Développement durable : chargeur d’énergies
Fiche de travail : Choisir et réaliser une solution technique permettant de répondre à une fonction de l’objet technique
Compétences socle commun
C1 : maitrise de la langue (A1)
C4 : maitrise des techniques usuelles de l’information et la communication (A22, A23, A24)
Le problème
Problème à résoudre : Comment charger une batterie à partir d’un kit solaire ?
Le cahier des charges fonctionnel impose qu’il devra pouvoir charger les appareils nomades de jour comme de nuit. En conséquence, il devra charger une batterie intermédiaire afin de stocker l’énergie et de la restituer aux appareils nomades à n’importe quel moment de la journée. Vous allez aujourd’hui déterminer le nombre de cellules nécessaires pour charger cette batterie intermédiaire.
SOMMAIRE DU TRAVAIL A REALISER
Suivre la fiche de travail et répondre aux différents exercices
Documents ressources sur Technolo : rappels des tensions et documents ressources énergie solaire
Mettre en ligne le tableau sur votre blog
CE QUE JE DOIS AVOIR COMME MATERIEL
Le classeur, la fiche avant propos et la grille d’évaluation du classeur, un ordinateur équipé du logiciel « Word » et d’un accès Internet, un protège-document.
LES MOTS NOUVEAUX
Compétence(s) du B2i
9
1.2, 1.3, 1.5, 3.1. ; 2.2 ; 2.5 ; 2.6 ; 2.7
Activités à réaliser :
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A partir de la photo suivante déterminer la tension de charge de la batterie : 5V au moins
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Tension obtenue à partir de cellule solaire :
Tension maximale obtenue avec une seule cellule : 2V (2.3V en plein soleil)
Nombre de cellules pour obtenir la tension de la batterie :il faut 3 cellules
Tension maximale obtenue avec les cellules câblées en série :avec 3 cellules la tension maximale est de 15 V
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Dessin du schéma structurel : (voir la fiche ressource)
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Rôle du régulateur de tension : La tension de charge de la batterie devra être constante (5 volts) pour ne pas être soumise aux variations de luminosité donc de tension, elle devra être fixée par un composant électronique appelé régulateur de tension. Le régulateur de tension utilisé pour le chargeur de randonnée est le 7805, sa consommation est de 1,5 volt. Si sa tension d'entrée est inférieure à 5 V, sa tension de sortie est nulle
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La tension maximale obtenue avec les cellules câblées en série est-elle suffisante pour compenser la consommation du régulateur de tension ?
Il faut rajouter une cellule pour que la tension soit supérieure à 6,5 V ( 1,5V pour la consommation en énergie du régulateur et 5V au moins pour alimenter la batterie )
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Faire l’exercice suivant
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Pourquoi cette solution est partiellement intéressante à partir du schéma suivant :
Quand la tension délivrée par les cellules est de 7V, la batterie se recharge car le régulateur laisse passer 5V et quand il ne fait pas beau, la batterie ne peut pas se recharger car le régulateur ne laisse rien passer car la tension délivrée par les cellules est inférieure à 5V et ne cela sert à rien et cela est peut rentable car le temps peut changer.
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Chercher une solution possible sur internet :
Il existe des chaussures, qui lorsque que l'on marche, produisent de l’électricité et cela permet de pouvoir recharger son téléphone peu importe les facteurs environnementaux.
De plus, le matériel pour recharger n'est pas lourd
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A Toulouse un panneau photovoltaïque de 1 m2 pourra produire de l’électricité aux différents objets pendant combien de temps. (s’aider du document ressource sur Technolo)
Portable
P = 1 Wh
6000 H
PC portable
P = 30Wh
200 H
Lampe
P = 100Wh
60 H
Moteur électrique d’une pompe à eau
P= 300Wh
20 H
Radiateur électrique
P = 2000Wh
3 H
Recopier et compléter le tableau. Le mettre en ligne sur votre Blog
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