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Sources de courant électrique faites maison

Voici un projet de physique proposé par Anca Adriana Arbune, une étudiante en mathématiques âgée de 17 ans à l’école secondaire nationale “Vasile Alecsandri” de Galatzi, en Roumanie. Elle présente ici quelques suggestions en vue de réaliser des sources de courant électrique pour explorer et expérimenter le monde de la physique.

Vous trouverez sur ce site des informations sur le matériel à utiliser ainsi que des explications scientifiques.

Ce projet a été présenté dans la phase régionale du concours de physique "Stefan Procopiu" en Roumanie et a été récompensé par deux diplômes, le “Diplôme Edison” pour la créativité scientifique et le « Diplôme Jules Verne » pour le côté anticipatif de la créativité scientifique.

1) Comment créer une pile organique ?
Matériel utilisé : un pamplemousse, une plaque de cuivre, une plaque de zinc, un consommateur d’énergie ou un voltmètre.

Le pamplemousse est pressé fermement, sans être pelé. Les plaques doivent être polies avec du papier de verre afin d’éliminer les oxydes de la surface. Ces plaques sont alors introduites dans le pamplemousse, la plaque de cuivre d’un côté, celle de zinc de l’autre, sans être reliées, et placées à une distance de 1 à 2 centimètres l’une de l’autre. Les plaques sont ensuite connectées au consommateur d’énergie par le biais de bornes (la plaque de zinc constitue la borne négative, celle de cuivre la borne positive), ce qui vous permet de constater que le pamplemousse produit du courant électrique). Téléchargez l’activité complète sur (pdf. anglais) avec toutes les explications et les suggestions.

2) La pile électrochimique
Matériel utilisé : une plaque de cuivre, une plaque de zinc, une solution de sulfate de cuivre, une solution de chlorure de zinc, du papier de verre, du sel, 2 verres de Berzélius de la même hauteur, un tube en forme de « u », du coton, un consommateur d’énergie et un voltmètre.

Les solutions de sulfate de cuivre et de chlorure de zinc sont placées séparément dans les verres de Berzélius. Les plaques doivent être polies au moyen du papier de verre afin d’éliminer les oxydes. Le tube en forme de « u » est rempli de sel, dissous préalablement dans de l’eau, les extrémités sont ensuite bouchées au moyen de coton. La plaque de cuivre est alors introduite dans le verre contenant le sulfate de cuivre tandis que la plaque de zinc est introduite dans le verre contenant le chlorure de zinc et que les extrémités du tube en forme de « u » sont chacune introduites dans un verre. Enfin, le consommateur d’énergie ou voltmètre est relié aux deux plaques (la borne positive correspond à la plaque de cuivre, la négative à la plaque de zinc). Téléchargez l’activité complète sur (pdf. anglais) avec toutes les explications et les suggestions.

3) Comment préparer une pile solaire ?
Matériel utilisé : 4 fines couches de cuivre de 30 cm sur 30, une paire de ciseaux pour couper les couches de cuivre, un tube de gaz à haute pression, un boîtier de cd, du sel de table, de l’eau, un grand compte-gouttes, du papier de verre, de la glue siliconée, 8 fils de cuivre.

Il faut tout d’abord produire une plaque d’oxyde de cuivre. Pour ce faire, il convient de couper un morceau de plaque de cuivre ayant plus ou moins la dimension du brûleur. Bien se laver les mains pour ne pas laisser de traces d’huile. La plaque de cuivre doit être entièrement nettoyée au moyen du papier de verre ou d’un produit nettoyant afin d’éliminer toute trace de soufre ou autre substance corrosive. Ensuite, la plaque de cuivre nettoyée sera placée sur le brûleur, lequel sera allumé en position maximum. Lorsqu’il sera chaud, le cuivre sera couvert d’une couche d’oxyde de couleur noire. Il ne s’agit pas de l’oxyde dont on a besoin mais il s’exfoliera ultérieurement, recouvrant la couche d’oxyde de cuivre rouge, orange ou pourpre. Téléchargez l’activité complète sur A href="http://www.xplora.org/shared/data/pdf/solar_cell.pdf" target="_blank"> (pdf. anglais) avec toutes les explications et les suggestions.

Commentaires
Ces sources d’électricité ne sont bien évidemment pas aussi pratiques que les piles ou les accumulateurs ordinaires, mais elles peuvent s’avérer très utiles dans certaines conditions. Voici une liste des utilisations que l’on peut en faire :
- allumer une diode ;
- allumer une ampoule ;
- vérifier le fonctionnement d’un haut-parleur ;
- alimenter un réveil numérique ;
- alimenter le flash d’un appareil-photos ;
- alimenter une télécommande ;
- alimenter un laser de poche ;
- alimenter une lampe de secours ;
- détecter la lumière.



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