Il existe de nombreux types de piles et la plupart ont des tensions différentes, allant des piles AA de 1,5 volt à la batterie de voiture de 12 volts courante. Beaucoup de gens, cependant, ne savent pas exactement à quoi se réfère le terme "tension".
Physique et terminologie
Le terme « tension » dans une batterie fait référence à la différence de potentiel électrique entre les bornes positive et négative d'une batterie. Une plus grande différence de potentiel entraîne une plus grande tension.
Le potentiel électrique signifie la différence de charge entre deux points - dans ce cas, les deux bornes d'une batterie. L'un est chargé positivement et l'autre est chargé négativement. Une charge négative signifie simplement qu'il y a un excès de particules chargées négativement, ou d'électrons, sur le terminal, tandis qu'un terminal chargé positivement manque de ces électrons. La séparation physique des deux bornes empêche les électrons de passer de la borne chargée négativement à celle chargée positivement. Une fois les deux bornes connectées, via un circuit par exemple, les électrons sont libres de parcourir le trajet du circuit, en passant de l'électrode négative à la positive. Ce mouvement des électrons est appelé courant électrique, qui est mesuré en ampères ou ampères.
Histoire
L'unité de potentiel électrique, le volt, est nommée en l'honneur d'Alessandro Volta, un physicien qui a inventé la première cellule électrochimique en 1800. Sa cellule se composait d'une électrode de zinc et d'une électrode de cuivre immergées dans une solution électrolytique de sel et d'eau. Il a également popularisé l'électrophore, une machine capable de produire de grandes quantités de charge statique. Il ne l'a cependant pas inventé, bien qu'il soit souvent crédité de l'avoir fait. Volta a été fait comte par Napoléon Bonaparte en 1810, et l'une des unités SI de l'électricité, le volt, a été nommé d'après lui en 1881.
Idées fausses
Parce qu'il s'agit d'une différence de potentiel électrique plutôt que d'une quantité de courant électrique, la haute tension n'est pas nécessairement dangereuse, alors qu'un courant élevé peut l'être. Lorsqu'on parle d'électricité, l'analogie d'un tuyau d'arrosage est souvent utilisée. Dans cette analogie, la tension est comparée à la différence de pression de l'eau - une différence de pression élevée entraînera un flux d'électrons plus rapide. Le courant, mesuré en ampères, décrit la vitesse à laquelle un volume donné d'électrons passe à un certain point du circuit. La plupart des batteries disponibles sur le marché peuvent avoir des tensions élevées, mais l'ampérage disponible dépend du circuit dans lequel la batterie est utilisée, et non de la batterie elle-même.
Les usages
Au fur et à mesure que la technologie des batteries a progressé, les appareils fonctionnant sur batterie sont devenus plus petits et plus puissants. L'utilisation généralisée des batteries lithium-ion (Li-ion), par exemple, a permis aux téléphones portables de devenir exponentiellement plus petits que leurs prédécesseurs, principalement en raison de leur faible rapport poids/puissance. Dans ces batteries, un ion lithium se déplace dans un sens entre l'anode et la cathode pendant la décharge, et dans l'autre sens pendant la recharge.
La Toyota Prius, une automobile hybride populaire, a fait ses débuts sur le marché en utilisant des batteries nickel-hydrure métallique (Ni-MH). Sa prochaine génération de batteries, disponible fin 2009, sera également au lithium-ion en raison de ses avantages par rapport au pack de batteries Ni-MH.
Conclusion
La tension des batteries varie de quelques centièmes de volt à plusieurs centaines de volts, selon à la fois la taille de la batterie et les matériaux dont elle est faite. Ils constituent un excellent moyen d'alimenter diverses formes d'appareils, quelles que soient les exigences de tension de ces appareils.