La pile électrique

On la retrouve dans nos télécommandes ou nos jouets. Comment une pile électrique fonctionne-t-elle ?

Tout d’abord, une pile électrique est un générateur capable de transformer de l’énergie chimique en énergie électrique.

Qui a inventé la pile électrique ?

La première pile électrique a été inventée par un physicien italien Alessandro Volta qui publia un article à ce sujet en 1800.

Son invention s’appelle “la pile à colonne de Volta”, ou “pile voltaïque”. Il s’agit d’un empilement de disques de cuivre et de zinc, séparés par des feutres imprégnés d’un électrolyte (acide).

La pile Daniell

John Frederic Daniell a amélioré en 1836 l’invention de Volta afin de fournir de l’énergie plus longtemps. Il a remplacé le feutre acide par un pont de chlorure de potassium (KCl) et deux plaques de cuivre (Cu) et de zinc (Zn). Sa forme n’était plus un empilement, mais le nom “pile” est resté dans le vocable.

Lorsque la pile est branchée à un appareil (ex: une ampoule) : le pôle négatif (zinc) libère des électrons (e-) vers le pôle positif (cuivre). Pour assurer l’équilibre des charges électriques :  l’électrolyte permet la circulation des ions (Cu2+, SO42-, K+, Cl et Zn2+). Cela maintient la circulation du courant électrique.

Enfin, quand l’électrolyte ne peut plus absorber les ions positifs et négatifs, la pile est déchargée.

La pile électrique moderne

Aujourd’hui, les piles électriques fonctionnent comme la pile Daniell. Elles disposent toujours de deux matériaux métalliques (positif et négatif) qui font circuler le courant électrique grâce à une réaction chimique appelée oxydation-réduction.

Précisément, on retrouve dans une pile :

  • un pôle positif (ou cathode) composé d’un oxyde métallique comme du dioxyde de manganèse par exemple,
  • un électrolyte (chlorure d’ammonium) qui sert de conducteur entre les deux pôles,
  • et un pôle négatif (ou anode) composé d’un métal réducteur souvent du zinc.

À quoi sert une pile ?

Les principales applications des piles électriques sont pour les :

  • télécommandes,
  • lampes de poche,
  • jouets,
  • appareils photo numériques.

Quelle est la différence entre une pile et une batterie ?

Les piles et les batteries stockent de l’énergie chimique pour la convertir en énergie électrique. Cependant, les batteries sont rechargeables, tandis que les piles ne sont pas rechargeables.

En résumé :

  • La première pile électrique a été inventée par un physicien italien Alessandro Volta en 1800.
  • John Frederic Daniell a amélioré en 1836 l’invention de Volta. C’est la pile Daniell.
  • Une pile transforme de l’énergie chimique en énergie électrique.
  • Les piles électriques sont principalement utilisées pour les télécommandes ; les lampes de poche ; les jouets et les appareils photo numériques.
  • Les piles ne sont pas rechargeables contrairement aux batteries.

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