Le vocabulaire de l’electrique

Tout d’abord qu’est ce que l’electricité ?

Vient du terme greque ELEKTRON (ambre jaune), qui se sont rendus compte qu’en frottant de l’ambre sur un tissu, celui ci se mettait a attirer certains objets leger...

c’est une forme d’énergie produite par le déplacement de particules élémentaires de la matière (les electrons).

(ça c’est pour se la raconter un peu dans les diners de famille :-) )

Elle se caracterise par 2 points important :

– la tension ou Difference De Potentiel (DDP) (et non pas le voltage) [unité : le Volts (V)] :

il s’agit d’une difference de potentiel entre 2 points donnés, (clair comme explication... :-))

Par convention, on admet que la terre est au potentiel zéro (la masse), ainsi, lorsque dans le secteur on parle du 230V, c’est une tension alternative (nous y reviendront) par rapport a la masse.

Pour nous modelistes, la tension nominale de nos accus est de 1.2V pour les elements NiMh et NiCd, 2V pour un elements Pb (plomb) car une batterie 12V est en realité constituée de 6 elements au plomb, et 3.7V (environ) pour les accus Li/Ion et LiPoly.

– Le courant ou Intensité (et non l’amperage), [unité : l’ampere (A)] :

Le courant est lié au nombre d’electron cirulant dans un portion du circuit pendant un temps donné..

On peut facilement faire une analogie entre l’electricité et l’eau, ainsi, la tension correspondrait a la pression dans un circuit et le courant a la vitesse de deplacement de l’eau dans ce circuit.

Il existe 2 type de tension, les tension alternatives et les tension continues :

– Tension continue : sa valeur est fixe au cours du temps, c’est la tension que fourni un accu ou une alimentation stabilisée.

– Tension alternative : sa valeur evolue au cours du temps, celle ci peut etre de forme sinusoïdale (le secteur), carré (les impulsions de commandes de nos servos), en dents de scie (peu utilisé directement en modelisme), ou aleatoire (pour les signaux numeriques surtout...).

Quelques formules :
la loi d’ohm :
Prenons une resistance de valeur R (en Ohm), appliquons a ses bornes une tension U, le courant dans la resistance sera de I=U/R mais cette formule permet aussi de determiner la resistance d’un circuit a partir du courant et de la tension : R=U/I ou encore de determiner la tension sur une resistance connaissant sa valeur et le courant la traversant : U=R*I.
La loi d’additivité des tensions :
Prenons 2 elements Nicd de 1.2V chacun, relions le pole - d’un des elements au pole + de l’autre et mesurons la tension sur les bornes opposée -> 2.4V car les tension series s’ajoutent : 1.2V+1.2V = 2.4V.En revanche, la capacité totale reste la meme.

Montage serie/paralelle

 

Comme vous pouvez le voir, il existe 2 type de montage pour nos accus, en serie ou en paralelle. Dans le 1er cas, le montage en parallele permet de diviser par 2 le courant consommé dans chaque accu donc cela revient en quelque sorte a doubler la capacité du pack d’accus, ce montage est essentiellement utilisé pour les LiPo. Le 2eme montage correspond au montage classique de nos packs d’accus, chaque elements fait 1.2V (enfinn 1.5V sur mon schema) donc les tensions s’aditionnent. Ainsi, un pack de 10 elements de 1.2V montés en serie a une tension totale de 12V.

Apres cette petite explication théorique, venons en a la pratique.

Une grosse erreur que je voit souvent et auquel je tient a repondre tout de suite :

LA CAPACITE D’UNE BATTERIE S’EXPRIME EN Ah tandis que le courant s’exprime en A tout court !!!!!!!!!!

Une batterie de 0.7Ah (ou 700mAh) signife que celle ci peut debiter 0.7 A pendant une heure avant d’etre dechargée, ou bien 1.4A pendant 1/2 heure, 2.8A durant 1/4 d’heure...

Ainsi, une batterie de 700mAh peut sans probleme alimenter un moteur qui consommera 10A... Le seul moyen pour savoir si une batterie conviendra pour tel ou tel moteur c’est le courant maximum que la batterie pourra debiter en continu (voir les docs constructeurs de l’accu)

Autre chose, les moteurs sont caractérisés par une tension nominale de fonctionnement (6V, 7.2V, 8.4V...) cela ne veut pas forcement dire que l’oin doit la respecter a la lettre, au contraire...

Prenons un SPEED 400 7.2V,

7.2V / 1.2V = 6 elements pour fonctionner, et bien pour ce moteur, on prendra plutot 7 elements, le moteur s’usera un peu plus vite mais il tournera beaucoup plus vite... (et en plus, en fonctionnement, on considere que lorsqu’un accu debite de 10A à20A, sa tension n’est plus que de 1.1V et au dela de 20A, on considere que sa tension n’est plus que de 1V (voir 0.8V en tirant vraiement dessus...))

Ainsi, 7*1.1V = 7.7V donc on se retrouve a nouveau a la tension de fonctionnement ideale du moteur...

Pour la charge des accus, je ne m’avancerait pas dessus car n’etant pas un expert, je vous conseillerai plutot de lire l’excellent site : http://www.ni-cd.net

Revenons a nos montages serie/paralelle
Prenons 2 elements LiPo de meme type (meme capacité/meme tension), exemple, Lipo 1200mAh/3.7V.

Relions cette fois les pattes + ensemble et les pattes - ensemble, ainsi, la tension reste la meme et chaque elements fait toujours 1200mAh, vous allez me dire quel interet ?, et bien maintenant, le courant est divisé entre les deux elements donc ils debitent chcun 2 fois moins de courant ainsi, l’autonomie est doublée et les accus souffrent moins.

application concrete :

Il n’est pas courant de mettre des accus NiCd en parallere car ceux ci peuvent fournir un courant tres important sans probleme mais il en est autrement des packs LiPo, la on arrive a des packs du genre 2S1P, 2S3P,4S5P, je vais donc vous expliquer ces abreviations

2S1P signifie 2 Serie 1 Parallele, donc, l’assemblage du pack s’est fait en mettant les packs en series (afin d’aumgenter la tension) et 1 parallele signifie en fait qu’il n’y a aucun pack en parallele... donc la si le pack fait 1200mAh avec un courant max de 5C, ce pack ne devra pas debiter un courant de plus de 6A.

2S3P signifie 2 Serie 3 parallele soit un total de 6 accus.

On souhaite alimenter un speed 400 par exemple qui consomme une dizaine d’ampere avec une autonomie correct et un pack d’accu d’environ 100gr. Nous choisiront donc un pack de1200mAh en 2 elements serie mais ceux ci n’ont qu’un debit maxi de 5C.

Comme montré plus haut 5*1200mAh = 6000mA=6A max en continu.Pour atteindre sans soucis les 10A demandé par le moteur, il suffira de cablé des accus en parallele de nos accus.

Le pack sera donc composé de 2 elements en parallele monté en serie avec 2 autres elements en paralelle...

C’est pas tres clair mais c’est pourtant pas dur a comprendre, pour mieux comprendre regarder le schema ci dessous.

Le montage est consitué de 2*2 elements en parallele reliés ensuite en serie.

Enfin, 4S5P signifie 4 Serie 5 Parallele. soit 20 accus

La encore la methode est la meme, d’abord les elements en paralelle, puis on mets les packs en serie de la maniere suivante :

patte - du pack 1 -> fil moins de l’accu complet, patte + du pack 1-> patte - du pack 2, patte + du pack 2 -> patte - du pack 3, patte + du pack 3 -> patte - du pack 4 et patte + du pack 4 -> fil plus de l’accu complet.

Cette fois, le courant max sera (tjrs pour les 1200mAh) de 6A*2 elements en // =12A avec une tension de 2*3.7V = 7.4V