Optimiser la performance des piles : configurations parallèle et série-parallèle pour lampes de forte charge

Pièces et Matériaux

• Quatre piles 6 volts
• Lampe 12 volts (25 W ou 50 W)
• Douille de lampe (type domestique 120 V standard)

Les lampes 12 V haute puissance peuvent être sourcées chez les revendeurs de véhicules récréatifs (VR) et nautiques. Tailles courantes 25 W et 50 W, et elles servent de charge exigeante tirant un courant significatif de la banque de piles.

Une douille de lampe 120 V conventionnelle fonctionne parfaitement pour ces lampes « VR » basse tension.

Références Croisées

• Lessons In Electric Circuits, Volume 1, Chapitre 5 : « Series and Parallel Circuits »
• Lessons In Electric Circuits, Volume 1, Chapitre 11 : « Batteries and Power Systems »

Objectifs d'Apprentissage

• Démontrer la régulation de source de tension sous charge
• Montrer comment les connexions parallèles augmentent la capacité de courant

Schéma

Illustration

Instructions

Commencez en connectant une seule pile 6 V à la lampe. La lampe, conçue pour 12 V, brillera faiblement alimentée par la pile unique. Utilisez un voltmètre pour lire la tension aux bornes de la lampe :

La lecture sera notablement plus basse que la tension nominale de la pile. Cette chute de tension survient parce que la forte demande de courant de la lampe cause la résistance interne de la pile à faire chuter la tension.

Pour atténuer ceci, connectez les piles en parallèle. En reliant tous les terminaux positifs (+) ensemble et tous les terminaux négatifs (−) ensemble, chaque pile partage la charge, réduisant le tirage de courant individuel et la chute de tension.

Ajoutez les piles en parallèle incrémentalement, notant la tension de la lampe après chaque ajout :

Vous observerez une hausse de la luminosité de la lampe alors que la chute de tension diminue.

Mesurez le courant d'une pile unique en insérant un ampèremètre en série avec le circuit d'une pile, et comparez-le au courant total tiré par la lampe :

Remarquez que le courant d'une pile unique est significativement plus bas que le courant total, confirmant le bénéfice de la parallélisation.

Pour une luminosité maximale, un arrangement série-parallèle est idéal. D'abord, connectez deux piles 6 V en série pour atteindre les 12 V requis. Puis, connectez deux telles paires série en parallèle pour améliorer la livraison de courant et réduire davantage la chute de tension :

Feuilles de travail connexes

• Feuille de travail Piles

En suivant ces étapes, vous verrez comment une configuration de piles réfléchie améliore la performance pour applications à fort courant.