PILE



Piles Leclanché.  Ces piles sont remplies d'un gel électrolyte.
 L'enveloppe et le culot en zinc joue le rôle d'électrode négative et un baton de graphite situé au centre de la pile joue le rôle d'électrode positive.

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principe d'une pile Leclanché
 



La pile est un générateur de courant continu.  Elle transforme l'énergie chimique en énergie électrique.  une pile simple est constituée de deux métaux différents, comme du cuivre et du zinc (rouge et vert sur le dessin)  plongés dans un milieu conducteur (en bleu) comme une solution ionique ou un gel.  Quand on relie les 2 métaux par un fil conducteur des réactions d'oxydoréduction provoquent la circulation d'électrons: le courant circule du métal qui cède ses électrons ( anode ou électrode négative) vers le métal qui  les consomme (cathode ou électrode positive).  Dans le cas des piles Leclanché c'est le zinc (anode) qui cède ses électrons.  Le graphite (cathode) les conduit à l'intérieur de la pile où ils sont consommés par du manganèse.
Voir ce site pour en savoir plus sur les piles.





pile de Volta

C'est en 1800 qu'un savant italien, Alessandro Volta, mit au point une source d'électricité produisant du courant contenu qu'on appela pile. Pour créer son générateur d'électricité il empila successivement des disques de cuivre, des disques de carton imbibés d'eau salée ou d'acide faible  et des disques de zinc. 
La solution qui imbibait les disques de carton est appellee electrolyte. Elle contient des ions. C'est a dire des   composes qui ont perdus des electrons et sont charges positivement ou des composes qui ont un exces d'electrons et sont charges negativement. Par exemple, l'eau salee contient les ions sodium (Na+ ion positif. le sodium a perdu un electron) et les ions chlore (Cl- ion negatif. Le chlore a gagne un electron.)

Chaque unité (zinc, électrolyte, cuivre) fournit une tension de 1 volt. Il faut former une pile de plusieurs de ces unités pour augmenter la tension (10 empilements=10 volts).  Il présenta son invention à Napoléon Bonaparte. Le courant (circulation d'electrons) est genere parceque le zinc cède ses électrons et se réduit. (cette reaction s'appelle une reduction). Le zinc forme donc la borne negative de la pile ou anode. Les électrons fournis par l'anode (zinc) circulent dans un circuit et sont captés par le cuivre.  (borne positive). Les electrons peuvent ensuite se combiner avec des composes positifs (ions) a l'interieur de la solution.  Le Français Leclanché inventa par la suite la pile sèche mais le principe reste le même. (un gel remplace le liquide).
Cette réaction électrochimique s'appelle une reaction d'oxydoréduction.
On peut fabriquer une pile avec 2 differents metaux plonges dans une solution (ou gel) ionique. Par example, on peut faire une pile avec une patate, un citron, une tomate. La tension cree depend des metaux en presence et aussi de l'acidite de la solution. Un citron marche tres bien.
Ici on a utilise du cuivre et du fer.
source de l'image : Un site tres interessant qui propose de nombreuses experiences a realiser chez sois. (en anglais).
Clique ici pour voir un film sur l'electricite et pour savoir constuire une pile a la maison. en anglais.
Une pile transforme une energie chimique (La reaction chimique produit les electrons) en energie electrique.
On peut imaginer que les electrons sont "pousses" dans le circuit par la borne negative et sont attires par la borne
positive. Quand il n'y a plus d'energie chimique la pile est morte. Avec une pile au citron tu peux creer une tension peut etre de .5V. TU peux augmenter la tension en utilisant plusieurs citrons connectes en serie. De meme dans une torche electrique si tu utilises 2 piles en serie la tension est de 3V = 1.5V + 1.5V. Tu additionne les tensions. 


Le savant Alessandro Volta

Le savant italien conte  Alessandro Volta (1745-1827) est connu pour ses travaux sur l'électricité.  Pour lui rendre hommage on nomma l'unité de mesure de la différence de potentiel électrique ou tension le volt.  Ce savant est né  à Como et a été à l'école publique dans cette ville.  En 1774 il devient professseur de physique à l'université de Como et l'année suivante invente un générateur d'électricité statique.  Il s'intéresse ensuite à la chimie, étudie l'électricité statique de l'atmosphère, la combustion de gaz en utilisant des étincelles électriques.  En 1779 il devient professeur de physique à l'université de Pavia, un poste qu'il occupera pendant 25 ans. En 1800 il inventa un générateur de courant continu.  Napoléon, pour le récompenser, le fit comte en 1801.
 

Un site sur le savant italien Volta
 








C'est l'italien Galvani et ses experiences sur les grenouilles qui donna l'idee a Volta de mettre en presence 2 metaux pour creer sa pile. Galvani dissequait des grenouilles et les pendait sur des fils de fer par les pattes. Il faisait ensuite diverses experiences avec ses etudiants. Un jour, par hasard, il toucha la grenouille pendue avec un autre metal (du zinc). La grenouille reagit en se contractant. Sans le savoir, il avait cree une pile. L'electrolyte etant le fluide a l'interieur de la grenouille.
Il se trompa et pensa avoir decouvert une sorte d'electricite animale. D'autres savants a l'epoque pensaient meme qu'on allait decouvrir le secret de la vie. Frankestein fut ecrit en 1816 par Marie Shelley et on y  retrouve la meme idee.  Il suffirait d'une decharge electrique pour donner la vie a un corps mort.
Volta demontra en 1800 que l'electricite n'etait pas animale. 

 



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