Chaque élément du couple oxydant/réducteur est relié à une électrode. Ces électrodes, lorsqu'elles sont reliées à un circuit consommateur d'électricité, provoquent la circulation d'un courant électrique ; la réaction chimique provoque une circulation de charges (électrons, ions). Une pile fournit du courant continu.
Comment ça marche ? La pile est composée de deux électrodes – un pôle positif (ou cathode) et un pôle négatif (ou anode) – plongées dans une solution faisant office de conducteur. Lorsque ces électrodes sont reliées par un fil conducteur à un consommateur électrique, une ampoule par exemple, cela ferme le circuit.
Le fonctionnement d'une batterie
Une batterie (ou accumulateur) peut stocker et accumuler l'énergie électrique pour la restituer. Elle peut donc se charger et se décharger, selon des opérations réversibles. Une pile électrique fournit l'électricité à un circuit extérieur jusqu'à l'épuisement de son potentiel1.
Une pile électrochimique convertit de l'énergie chimique, provenant d'une réaction, en énergie électrique. Elle est constituée de métaux et leurs ions séparés par un pont conducteur.
Une pile alcaline produit de l'électricité lorsque la cathode de dioxyde de manganèse subit une réduction et que l'anode de zinc s'oxyde. En appliquant cette chimie de la pile à notre quotidien, les électrons (e) générés lors de la réaction sont utilisés pour alimenter les appareils.
La pile Leclanché utilise un métal, le zinc et un oxyde métallique, le dioxyde de manganèse. Le pôle négatif (boîtier de la pile) est en zinc, le pôle positif est en dioxyde de manganèse. Un cylindre de carbone destiné uniquement à conduire le courant est noyé dans la cathode.
Définition. Une pile électrochimique est un générateur qui transforme une partie de l'énergie chimique venant d'une réaction d'oxydoréduction spontanée en énergie électrique.
Les piles alcalines contiennent un électrolyte (liquide conducteur) alcalin. En cas de fuite, le contact avec ce liquide (ou avec la poudre si le liquide a séché) peut causer des brûlures de la peau, des yeux et/ou des muqueuses.
Les ions zinc formés pendant le fonctionnement de la pile passent dans l'électrolyte et ne sont plus transformés en atomes de zinc et la pile s'épuise.
La caractéristique intensité-tension d'une pile est un segment de droite décroissant sur un certain domaine de fonctionnement. Cette caractéristique ne passe pas par l'origine du repère ; on dit que la pile est un dipôle linéaire actif. L'équation de la caractéristique s'écrit : U PN = E - rI.
Une pile est constituée de deux électrodes, l'anode et la cathode qui baignent dans l'électrolyte.
Les inconvénients majeurs des piles jetables
Même si elles sont moins chères à l'achat, les piles jetables doivent, par définition, être jetées à la fin de leur cycle. Le renouvellement des piles a un coût qui peut poser la question de l'investissement dans des piles rechargeables.
Le principe de la batterie lithium consiste à faire circuler des électrons en créant une différence de potentiel entre deux électrodes, une négative et l'autre positive, plongées dans un liquide conducteur ionique qu'on appelle l'électrolyte.
Les piles au lithium bénéficient d'une durée de vie plus longue que les piles alcalines. En effet, elles durent jusqu'à 7 fois plus longtemps que les alcalines classiques. Les piles lithium sont parfaites pour les appareils nécessitant une longue durée de vie de la pile pour ne pas être changée trop souvent.
Une pile n'est utilisable qu'une seule fois, elle n'est pas rechargeable car elle ne permet pas de transformer l'énergie électrique en énergie chimique.
Les piles possèdent deux bornes : une borne positive (+) et une borne négative (-).
Une pile fournit l'énergie électrique au circuit électrique, c'est donc un générateur. Une photopile convertit l'énergie lumineuse en énergie électrique.
Les électrodes sont constituées de plomb (anode) et de de dioxyde de plomb. Pendant la décharge, le plomb réagit avec l'acide (oxydation) pour former du sulfate de plomb et libérer des électrons qui sont ensuite captés par la réaction qui se produit à l'autre électrode entre le dioxyde de plomb et l'acide.
Comment fonctionne une pile bouton ? Les piles boutons sont les seules piles qui libèrent un courant faible mais sur une longue durée. Tout en générant une tension allant de 1.5 à 3 volts, elles sont capables d'alimenter un appareil électronique sur plusieurs années.
Le sens du courant électrique
Dans un circuit, le courant (sens conventionnel) sort de la pile par la borne positive et se dirige vers sa borne négative.
Si un circuit électrique est relié à la pile, les électrons libres du circuit sont attirés par la borne positive, repoussés par la borne négative de la pile. Ils circulent de la borne moins vers la borne plus à l'extérieur du générateur.
En général, la durée de vie d'une pile atteint entre deux et cinq ans. Sa longévité dépend du type de montre, de ses dimensions et de la quantité d'énergie requise par les différentes fonctions.
Les piles Lithium durent jusqu'à 7 fois plus longtemps que des piles alcalines classiques. Les piles au Lithium sont 33% plus légères que les piles alcalines standards et fonctionnent même sous des températures extrêmes allant de -40°C à +60°C.
En effet, une pile vide, donc déchargée, rebondira beaucoup plus qu'une pile pleine, qui elle tombera d'une façon beaucoup plus nette en rebondissant très peu ! Cette dernière produira également un bruit sourd lorsqu'elle touchera la surface dure, alors que la pile vide fera un bruit beaucoup plus creux.