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 Mesure du I=f(V) de la cellule

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JCV
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MessageSujet: Re: Mesure du I=f(V) de la cellule   Mesure du I=f(V) de la cellule EmptyMar 13 Mai 2008 - 19:15

Bonsoir ASL,

Mon schéma équivalent de la cellule (WFC), est un peu simpliste:

- pour la capa, pas de problème, elle correspond à la réalisation physique des électrodes.

- mais la partie que j'assimile à une résistance est en fait beaucoup plus complexe.

Pour essayer de mieux définir cet élément "résistif" (qui ne l'est pas vraiment), il serait intéressant de faire une manip sur la cellule de Francis:

Tracer en courant continu la courbe du courant de cellule en fonction de la tension aux bornes de la cellule. Soit I = f(V)

Normalement, il n'y a pas (ou peu) de courant au dessous d'un certain seuil, puis celui ci va croître après le seuil. (Cette courbe ressemble un peu à celle d'une diode dans le sens passant.)

Commencer avec la tension la plus basse possible 1 volt ou moins, utiliser un pas de 0.25V jusqu'à 3 volts, puis de 0.5V jusqu'à 5V, puis de 1V jusqu'à 10V (je pense que ce n'est pas necessaire d'aller plus haut)

faire la manip avec la même cellule et deux types d'eau différentes (sans additifs) (ex: eau du robinet, eau de pluie), pour voir si la tension de seuil change.

A chaque mesure laisser stabiliser quelques secondes.

le seuil devrait être entre 1.5V et 2V

(Cette manip a peut être déjà été faîte.)
(Peut-être faire un "post" différent pour la manip.)

A bientôt

JCV
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Asl
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MessageSujet: Re: Mesure du I=f(V) de la cellule   Mesure du I=f(V) de la cellule EmptyMar 13 Mai 2008 - 21:29

Bonsoir JCV,

Non, nous ne l'avons pas fait et nous allons le faire.
Mieux nous connaitrons cette "fout.e" cellule, mieux ça sera.

@++

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Tout le monde savait que c'était impossible.
Il est venu un imbécile qui ne le savait pas... et qui l'a fait.
(X-Wing)
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fc89
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MessageSujet: Re: Mesure du I=f(V) de la cellule   Mesure du I=f(V) de la cellule EmptyMer 14 Mai 2008 - 10:35

Bonjour,

Les mesures avec la cellule, ne sont pas des plus faciles!
Surtout avec des tensions aussi bassent.
Il ne faut surtout pas oublier que la cellule est presque vivante! Je veux dire par là que dès qu'il y a bullage, les paramètres bougent (valeurs).
La cellule possède en permanence 60 à 90mV.
Et oui c'est une pile!
Il y a donc un seuil mini avant toutes réactions sur la conso, il est pour ma cellule de 2.5v.
Les mesures ont été éffectué à l'oscillo et avec 4 diodes en serie avant la cellule pour abaisser la tension de l'alim.
Les valeurs:
0.95V = 0mA.
2.50V = 5mA.
2.75V = 30mA.
3.00V = 50mA.
3.25V = 80mA.
3.50V = 100mA.
4.00V = 160mA.
4.50V = 215mA.
5.00V = 280mA.
J'éspère que cela vous sera utile!
A+
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JCV
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MessageSujet: Re: Mesure du I=f(V) de la cellule   Mesure du I=f(V) de la cellule EmptyMer 14 Mai 2008 - 18:13

Bonjour et merci à fc89,

Je comprends tout à fait que c'est une mesure difficile. Pour faire varier la tension, on peut utiliser un LM317 ou un LM350. Pour s'affranchir au maximum des bulles, déconnecter la cellule entre deux mesures pour quelle passe au "repos".

Oui c'est déjà des valeurs utiles, je voulais surtout voir la courbe au voisinage du seuil. Voir aussi si le seuil change avec le type d'eau (toujours sans additif).

Un point important: on a bien un courant nul au dessous du seuil.

A bientôt

JCV
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JCV
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MessageSujet: Re: Mesure du I=f(V) de la cellule   Mesure du I=f(V) de la cellule EmptyMer 14 Mai 2008 - 18:47

Re,

Je viens de tracer la courbe, on a quelque chose de remarquable:

En faisant abstraction des erreurs de mesures, tous les points (entre 2.5 et 5V) sont alignés sur une droite. On coupe l'axe des tensions à 2.4V.

Pour V > 2.5 V on a :

I = ( V - 2.4 ) / 10.6

En courant continu :

La cellule est assimilable à une tension de seuil de 2.4 Volts en série avec une résistance de 10.6 ohms.

La valeur de ce seuil et de la résistance va changer avec le type d'eau, les additifs, la température, et certainement aussi le nombre de bulles. Mais cela donne déjà une idée.

Bravo fc89.

A+

JCV
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JCV
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MessageSujet: Re: Mesure du I=f(V) de la cellule   Mesure du I=f(V) de la cellule EmptyMer 14 Mai 2008 - 20:20

Ce qui donne le schéma équivalent:

Mesure du I=f(V) de la cellule Wfc-schema-02

Les bulles seront produites par le courant qui circule dans Rwfc.

A+

JCV
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fc89
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MessageSujet: Re: Mesure du I=f(V) de la cellule   Mesure du I=f(V) de la cellule EmptyMer 14 Mai 2008 - 21:14

Bonsoir JCV,

Bien, l'analyse!

Il faut que tu saches que les valeurs mini ne se stabilisent qu'à 2.5V, en dessous, ça accroche, ça n'accroche pas.
Les 2.5V mini sont dù, je pense à l'écart entre les tubes, 1mm.
Ah! j'oubliais, c'est de l'eau de pluie, avec l'eau du robinet tout ce gâte, + de conso et moins de bulles.

A+
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iaorana
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MessageSujet: Re: Mesure du I=f(V) de la cellule   Mesure du I=f(V) de la cellule EmptyMer 25 Mar 2009 - 20:59

Premières tentatives de mesure de la relation courant / tension sur cellules miri

1. Montage de mesure

Pour éviter les difficultés de génération d'une basse tension rencontrées par fc89 et obtenir une meilleure sensibilité, nous avons utilisé un générateur de courant selon le schéma

http://www.4shared.com/file/94952252/6fe1ea79/Source_courant.html

2. Mesures

Effectuées sur une cellule miri conditionnée (V3) et une non conditionnée (V2). Eau de dessalinisateur à 30°C sans additif.

http://www.4shared.com/file/94953876/ef91ae51/Cell_courant_tension_3.html

NB 1 : les points "chahutés" sont probablement dûs au fait que nous n'avons pas suivi le conseil d'Asl, à savoir de débrancher et de mettre la cellule en court-circuit entre chaque mesure Embarassed . Car ça drunken dès le coude de la courbe et la cellule a une mémoire d'🐘 ! On tâchera de faire mieux la prochaine fois Rolling Eyes

NB 2 : Nous ne sommes pas allés au delà de 150 mA à cause d'un bullage trop important.

NB 3 : sur V3, conditionnée il y a 15 j, nous avons à nouveau un (léger) dégagement de particules marron, alors qu'il n'y en avait plus en fin de conditionnement.

3. Analyse

En dessous de 20 mA, la tension n'est pas nulle.

Au dessus de 50 mA, on peut approximativement modéliser la relation tension/courant de V3 par une pile de 1,65 V en série avec une résistance de 5,5 Ohm.

NB : cette valeur de résistance correspond à celle que nous avions (très approximativement) évaluée en alternatif Smile


Dernière édition par iaorana le Mer 25 Mar 2009 - 21:04, édité 1 fois (Raison : corr.)
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MessageSujet: Re: Mesure du I=f(V) de la cellule   Mesure du I=f(V) de la cellule EmptyJeu 26 Mar 2009 - 19:31

Bonjour Iaorana,

D'après ton graphe sur les consos, cela confirme le seuil des 2.5V.
On peut également voir que la conso diminue après conditionnement.
Je pense que cela est normal puisque qu'il y a une certaine barrière mécanique à franchir, moins d'écoulement de coulombs.
Continuez, cela nous permettra peut être de comprendre quelque chose encore inconnue.

A+

****************************
Demain n'est pas à découvrir, il est à inventer dès aujourd'hui... Jacques Salomé
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iaorana
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MessageSujet: Re: Mesure du I=f(V) de la cellule   Mesure du I=f(V) de la cellule EmptyJeu 26 Mar 2009 - 19:56

Ia ora na Francis,
fc89 a écrit:
D'après ton graphe sur les consos, cela confirme le seuil des 2.5V.
Pour une cellule non conditionnée, oui. Avec conditionnement, c'est moindre (autour de 1,7 V).

On va essayer de préciser ça avec des mesures plus soignées et une autre cellule.
Citation :
Continuez, cela nous permettra peut être de comprendre quelque chose encore inconnue.
Espérons Rolling Eyes
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iaorana
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iaorana

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MessageSujet: Re: Mesure du I=f(V) de la cellule   Mesure du I=f(V) de la cellule EmptyVen 27 Mar 2009 - 18:17

Ia ora na,
fc89 a écrit:
Bonjour Iaorana,

(..) cela est normal puisque qu'il y a une certaine barrière mécanique à franchir, moins d'écoulement de coulombs.
Si les cellules font de la résistance et empêchent les coulombs de couler... que faire Rolling Eyes ? Laughing
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fc89
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MessageSujet: Re: Mesure du I=f(V) de la cellule   Mesure du I=f(V) de la cellule EmptySam 28 Mar 2009 - 8:30

Bonjour,

Citation :
Si les cellules font de la résistance et empêchent les coulombs de couler... que faire ?

Si seulement on le savait Laughing
Continuons à chercher ;)

A+

****************************
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iaorana
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MessageSujet: Re: Mesure du I=f(V) de la cellule   Mesure du I=f(V) de la cellule EmptyMar 14 Avr 2009 - 2:33

Ia ora na,

Effet de pile

Pour décrire la caractéristique courant -tension I = f(V) d'une WFC (Water Fuel Cell), on parle couramment d'un "effet de pile" qui correspond grosso modo à la tension du coude de la courbe. Les guillemets sont de rigueur : la cellule n'est pas une pile, car elle n'est pas capable de fournir d'énergie électrique.

NB : elle a bien une faible force électromotrice (fem), de quelques centaines de mV, dans le "mauvais" sens (la cathode est positive par rapport à l'anode) mais c'est une autre histoire, déjà évoquée dans d'autres fils.

La dénomination correcte de l'effet dit "de pile" est force contre-électromotrice (fcem), objet sans matérialisation physique, simple façon de modéliser des objets dont la caractéristique I = f(V) n'est pas une demi-droite qui passe par zéro, mais, plus ou moins grossièrement, un segment de droite qui couperait l'axe des tensions à une certaine valeur, mais est précédé dune décroissance rapide à zéro.

Donc, la fcem n'est pas un générateur duquel on pourrait obtenir de la puissance, mais une tension fictive qui décale la droite I = f(V) à laquelle on est habituée depuis ce cher Ohm Rolling Eyes . C'est un peu comme s'il y avait une diode Zener en série avec la résistance interne. Sauf que la polarité de la fcem est toujours telle qu'elle s'oppose au passage du courant - c'est pour cela qu'on l'appelle "contre".

Quand on inverse le sens du courant, on inverse la fcem, alors que la tension d'une pile reste toujours dans le même sens. Il faut donc faire attention quand on utilise la "loi des mailles" du Père Kirchhoff pour calculer un circuit qui contient des fcem : il faut d'abord déterminer leur sens !


Dernière édition par iaorana le Mer 27 Mai 2009 - 19:46, édité 2 fois (Raison : corr.)
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Asl
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MessageSujet: Re: Mesure du I=f(V) de la cellule   Mesure du I=f(V) de la cellule EmptyMar 14 Avr 2009 - 13:44

Bonjour,

Alain a écrit:
Sauf que la polarité de la fcem est toujours telle qu'elle s'oppose au passage du courant
Il ne reste plus qu'à trouver comment augmenter de façon très significative cette "fcem" pour quelle s'oppose à toute circulation de courant et.... Miracle ! Nous aurons (enfin) trouvé le Graal !!! drunken drunken drunken

Mais trêve de plaisanterie, c'est peut-être justement la piste...

@++

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iaorana
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MessageSujet: Re: Mesure du I=f(V) de la cellule   Mesure du I=f(V) de la cellule EmptyMer 15 Avr 2009 - 0:51

Ia ora na,
Asl a écrit:
Il ne reste plus qu'à trouver comment augmenter de façon très significative cette "fcem" pour quelle s'oppose à toute circulation de courant et.... Miracle ! Nous aurons (enfin) trouvé le Graal !!! drunken drunken drunken

Mais trêve de plaisanterie, c'est peut-être justement la piste...
Oui, mais cela ne suffirait pas pour obtenir de l'OU (Over Unity) :

Soit E la tension du générateur, de résistance interne nulle pour simplifier ; E' la fcem du récepteur, R sa résistance interne.
Si I est le courant dans le circuit, la loi des mailles donne
E = E' + R * I
d'où I = (E - E') / R
Puissance fournie par le générateur : P = E * I
Puissance convertie par le récepteur : P' = E' * I
Rendement électrique : P' / P = E' / E

Cela confirme que plus la fcem est proche de la tension d'alimentation, plus le rendement électrique est voisin de 1.

Encore faut-il que la puissance P' soit suffisante pour une utilisation pratique : I ne doit pas être trop faible, donc R doit être la plus faible possible.

Cela, c'est le raisonnement que l'on fait pour un moteur ou une électrolyse.

Mais pour de l'OU, il faut que P' (ou E' si I est nul ou voisin de zéro) extraie suffisamment d'énergie au ZPE, plus que (P - P') au moins.

Les lois d'Ohm, de Kirchoff et les raisonnements énergétiques ci-dessus (fcem etc.) deviennent secondaires devant la vraie question : comment déclencher la dissociation de l'eau (ou l'ouverture du robinet de la ZPE pour ceux qui parlent d'énergie radiante ou de courant froid) ?

Une fois la réponse trouvée, il sera alors temps, pour calculer le rendement net, de retrancher l'effet Joule
P - P' = R * I^2
de la puissance récoltée.

Donc AMHA, il est inutile pour le moment de se préoccuper de rendement d'électrolyse, de fcem, d'adaptation de la fem à la fcem, de minimiser R et tralala : on verra après avoir trouvé... le Graal Rolling Eyes


Dernière édition par iaorana le Lun 25 Mai 2009 - 20:10, édité 1 fois (Raison : corr.)
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MessageSujet: Re: Mesure du I=f(V) de la cellule   Mesure du I=f(V) de la cellule Empty

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