Fonctionnement d'une auto > Batterie de voiture au plomb : principe 28/01/2015

Batterie de voiture : comment ça fonctionne ?

Nous allons voir ici le principe de fonctionnement d'une batterie de voiture, c'est à dire d'une batterie au plomb.


Principe de base

Comme toute batterie, et quelque soit sa technologie, il s'agit de récupérer l'électricité produite par une réaction chimique. L'avantage d'une batterie (contrairement à une pile) est que la réaction chimique est réversible. En effet, une fois que la réaction a eu lieu, la batterie est à plat et il n'y a plus rien à en attendre ... Cependant, tout peut être remis à zéro en réinsérant de l'électricité (grosso modo) à l'intérieur (la réaction chimique se fait alors à l'envers, remettant tout à zéro !).

Constituants de la batterie


On distingue dans les batteries trois grands éléments :

  • L'électrolyte qui est composé d'acide sulfurique. C'est dans cette solution liquide que baignent les électrodes
  • Electrode (borne +) dite cathode qui a tendance à vouloir prendre/attirer des électrons (les grains d'électricité qui servent aussi de coquille aux atomes, les grains de la matière qui forment tout),  elle les attire naturellement car elle en maque un peu pour être stable. Car chaque atome a un noyau positif (+) et des électrons qui tournent autour négatifs (-). Quand le positif et le négatif ne sont pas égaux, il y a un déséquilibre qui va être soit négatif soit positif, d'où le fait que certains matériaux attirent les électrons et d'autres les rejettent. Sur la batterie d'une voiture, la cathode sera une "barre" de dioxyde de plomb (c'est à dire du plomb couplé à du dioxygène : deux atomes d'oxygène ensembles)
  • Electrode (borne -) dite anode qui a tendance à donner des électrons. Il s'agit simplement de plomb.

Notez que les anodes et cathodes ne doivent pas être en contact direct, car il y aurait un court circuit. Il en résulte une vraie petite usine chimique qui va pouvoir générer de l'électricité quand il y a une réaction chimique entre l'anode, la cathode et l'électrolyte. Mais pour la déclencher, il faut mettre en contact l'anode et la cathode, c'est à dire faire fonctionner des organes électriques.

Réaction chimique : la décharge


En mettant en contact les deux bornes (on utilise donc la batterie), les électrons (l'électricité donc) de l'anode (-) vont vouloir aller vers la cathode (+) du fait de la propriété des matériaux expliquée plus haut. Hélas, quand des électrons partent d'une électrode à l'autre, cela provoque un déséquilibre chimique (des "morceaux de coquilles" des atomes, les électrons, manquent à l'appel !). Et il va falloir que tout cela s'équilibre d'une manière au d'une autre ...


Résultat, le tout va retrouver l'équilibre (je ne vais pas entrer dans les détails de la mutation) par une réaction chimique :

  • La cathode (+) qui était du dioxyde de plomb va devenir du sulfate de plomb
  • L'anode (-) qui était en plomb va aussi devenir du  sulfate de plomb
  • Le bain dans lequel baigne tout ça (l'électrolyte) se transforme en grande partie en eau (H2O) mais une petite partie reste à l'état d'acide sulfurique

Quand les deux électrodes se sont transformées en sulfate de plomb, il n'y a plus de différentiel entre ces dernières. A la base, la cathode attirait les électrons et l'anode en donnait grâce aux propriétés des matériaux qui les composaient, mais maintenant on a affaire à deux matériaux similaires ... Et puis l'électrolyte est désormais constituée d'eau majoritairement.

Réaction chimique à la recharge : électrolyse*


Pour la recharge, tout va se passer dans l'autre sens. On va donc injecter des électrons dans l'anode et en reprendre à la cathode, ce qui aura pour effet de forcer la réaction inverse. Une fois fait, on peut repartir dans l'autre sens, c'est à dire utiliser la batterie.


Cellules / accumulateurs ?

Pour former une batterie de 12 v, il y a en vérité 6 cellules de 2 volts environ, ce qui fournit alors 12v car 6 X 2 = 12.

Pourquoi au plomb ?

Pourquoi utilise-t-on encore des batteries au plomb, qui paraissent archaïques par rapport à du lithium ? Et bien la batterie au plomb permet bien plus de cycles de recharge/décharge et elle fournit en plus une plus grosse intensités au niveau du courant (important pour faire fonctionner un démarreur, qui doit lutter pour entrainer le moteur doté d'une forte compression). Hélas, leur défaut est d'être plus encombrante ...

Durée de vie ?

Tant qu'elle ne subira pas de décharge dite "profonde" (quand elle est à plat), cette dernière pourra subir des milliers de cycles. Cependant, au bout d'une vingtaine de décharges profondes/totales, elle rendra l'âme.
Il faut comprendre que lorsqu'elle se vide, il y a une formation de cristaux de sulfate de plomb sur les électrodes : si on attend trop avant de la recharger, ces cristaux ne reviendront pas dans leur état initial comme vous avez pu le voir sur les schémas du haut. C'est la sulfatation.
De plus, l'eau et l'acide sulfurique qui composent l'électrolyte (le liquide dans lequel tout baigne) ne se mélangent pas très bien. Si la décantation dure trop longtemps (voiture sans aucun mouvement pendant longtemps), le mélange ne sera plus aussi facile à faire. C'est la stratification.
Avec le temps, les électrodes s'usent et se désagrègent. Ce phénomène est accéléré dans les pays chauds sachant aussi que l'acide sulfurique (de l'acide donc) reste corrosif.

Caractéristiques d'une batterie

Volt

C'est la tension électrique. Moins facile à appréhender que l'ampère, il s'agit en gros de la "grandeur d'électricité qui peut être générée".

A : ampère(s)

L'ampérage permet de connaitre l'intensité du courant qui passe dans un câble. Plus il y a d'intensité (et donc d'ampères) plus il y a d'électrons qui passent. Plus il y en a, et plus le métal va rougir car cela va provoquer de la chaleur : c'est le frottement des électrons, très nombreux, qui se compriment les uns aux autres, cela peut se comparer à la pression dans un tuyau d'arrosage, plus vous mettez fort, plus il y a de pression.
La donnée inscrite sur une batterie de voiture indique le nombre d'ampères qu'elle peut libérer pendant 30 secondes dans des conditions de température de -18°. Plus ce chiffre sera important, plus la force délivrée pendant ces 30 secondes sera importante. Donc si votre voiture a tendance à avoir du mal à démarrer, essayez de prendre du gros calibre en ce qui concerne cette donnée.

Ah : ampère(s) par heure

C'est la capacité qu'elle peut avoir en son "ventre". Plus le chiffre sera gros, plus vous aurez des "réserves d'électricité". Une batterie de 800 ah pourra délivrer 800 ampères sur une heure ... Mais aussi 400 ampères pendant 2 heures, ou même 200 pendant 4 heures.






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Dernier commentaire posté :


Par Kadir257 TOP CONTRIBUTEUR (Date : 2021-02-08 17:23:22)

Bonjour a tous,j’ai juste une question a vous poser... Des cosses mal serré,quel sont les consequences?? Car j’ai acheter une batterie le 3 fevrier,je l’ai serrer a la main,pdt 3 jours la 106 demarrait a tout les coups,et ce matin en voulant garer ma voiture,la voiture a tout simplement cessé de fonctionné,je pensais avoir juste calé,mais nan quand je tourne la clé absolument rien ne se passe,mais quand je met le contact y’a le voyant batterie,je pense pas avoir vidé la batterie car avant de sortir je verifie absolument tout(radio,essuis glaces,phares,lampe interieur) alors pensez vous que les cosses ont qlq chose a voir avec ce p’tit souci? Merci de vos reponses

Il y a 6 réaction(s) sur ce commentaire :

  • Par Kadir257 TOP CONTRIBUTEUR (2021-02-08 17:25:48) : Je pense pas que le demarreur ou l’alternateur ont qlq chose a voir car a part en mode contact,le voyant batterie ne s’affiche absolument jamais (d’ailleur en roulant y’a aucun voyant qui s’allume) donc pour moi c deja un bon signe
  • Par Divx TOP CONTRIBUTEUR (2021-02-08 18:42:59) : Les cosses mal serrées = mauvaise charge de la batterie mais ça donne des démarrages aléatoires.
    Faut desserrer, replacer et serrer au max.

    Si ce n'est pas ça, on verra après mais d'abord c'est mieux de vérifier ça.
  • Par Kadir257 TOP CONTRIBUTEUR (2021-02-09 09:34:26) : Merci beaucoup,je pense que votre conseil est effiface... Bah moi depuis hier la voiture ne redemarre pas,j’espere que la batterie n’est pas a plat..
  • Par Admin ADMINISTRATEUR DU SITE (2021-02-10 09:41:04) : Salut Kadir ;-)
    Bon faut au moins commencer par passer la batterie au multimètre.

    Donc l'auto a démarré sans souci, a calé au bout de quelques secondes et ne veut plus rien faire depuis ? Sauf le voyant batterie qui s'allume au contact ?
    Drôle d'histoire ..
  • Par Kadir257 TOP CONTRIBUTEUR (2021-02-10 20:17:50) : En fait j’ai serrer les cosses a la main(j’aurait du avec une clé a molette) et en me garant en montant un leger trottoir,le moteur a cessé de tourner subitement,comme si la batterie a ete debranchée ou desseré en montant ce leger troittoir.. Et oui le contact marche,je peux meme ecouter la radio ou fermer ouvrir la 106,mais j’vais pas le faire sinon la batterie sera a plat(si ya du contact c que la batterie n’est pas encore a plat.. Logique),mais j’vais quand meme verifier et si possible recharger la batterie mais en premier j’vais verifier les cosse avec mes potes qui s’y connaissent biiien mieux que moi.. En tout cas si la batterie a un probleme(ce qui est possible quand elle reste en rayon longtemps) j’ai la garantie
  • Par Kadir257 TOP CONTRIBUTEUR (2021-02-11 18:08:23) : Probleme resolu 😁

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Suite des 10 commentaires :

Par Kadir257 TOP CONTRIBUTEUR (Date : 2020-12-17 22:12:35)


J’ai essaye de demarrer ma 106 mais le soucis c’est que le moteur n’a pas du tout reagis.. Alors j’ai testé les phares et la radio et au bout de 5 secondes tout s’est eteint... Pensez vous que la batterie est morte ou faut juste la recharger?? Pensez vous qu’autre chose est concerné? Parce que la veille la 106 demarrait sans aucun souci,a tous les coups elle demarrait(c’est un 1.5D colorline)


Il y a 9 réaction(s) sur ce commentaire :

  • Par Admin ADMINISTRATEUR DU SITE (2020-12-18 10:26:09) : 106 1.5 D, j'ai bien connu (en version société 2 places pour ma part) ... Rustique mais immortel !
    Le moteur n'a pas réagi, c'est à dire qu'il n'a pas démarré malgré le bon fonctionnement du démarreur ?

    Il vous faut tester la batterie dans un premier temps avec multimètre.
  • Par Ray Kourgarou TOP CONTRIBUTEUR (2020-12-18 12:29:33) : Vérifiez déjà le serrage des cosses de batterie, ensuite allumez les veilleuses :
    - si les veilleuses s'éclairent du courant passe
    essayez de lancer le démarreur :
    - s'il ne se lance pas mais que vous entendez un 'bourdonnement' ou des 'clic', 'clic' le courant passe mais la batterie est trop déchargée pour le lancer probablement.

    Une recharge batterie serait alors absolument nécessaire et à faire rapidement car si la batterie reste de nombreuses heures déchargée il est probable qu'elle ne reprendra pas ses capacités et qu'il faudra la changer.
  • Par Kadir257 TOP CONTRIBUTEUR (2020-12-19 01:07:32) : Oui c’est bon je l’ai rechargée,elle a tenue 24h sans charge...
  • Par Kadir257 TOP CONTRIBUTEUR (2020-12-19 01:10:50) : Admin:je me suis mal exprimé...La toute premiere fois que j’avais tenté le démarrage le moteur voulait partir mais quelque chose l’en empechait... Ensuite plus je tentais moins le moteur avait la volonté de partir
  • Par (2020-12-19 01:14:24) : Mais j’avoue j’avais pas conduit depuis le 6 dec j’ai constaté mon erreur le 16 😬 a partir de la j’ai pigé que laisser une voiture dans le froid pendant plusieurs jours suffit largement a etre dechargée..
  • Par Ray Kourgarou TOP CONTRIBUTEUR (2020-12-19 12:35:00) : Si vous avez des périodes importantes où vous n'utilisez pas votre véhicule vous pouvez faire comme moi :
    vous achetez une cosse coupe-circuit antivol (avec une molette) qui permet de déconnecter la batterie d'un simple geste sans avoir à rien démonter.
    On en trouve sur le net pour pas cher du tout, c'est très simple à installer et parfaitement sécurisé.
  • Par Ray Kourgarou TOP CONTRIBUTEUR (2020-12-19 12:48:49) : J'ajouterai que si votre batterie s'est déchargé en une dizaine de jours c'est quand même anormal :
    ou elle était peu chargée, ou elle est 'fatiguée', ou alors il y a un petit consommateur d'énergie dans le genre maintien mémoire d'autoradio qui 'pompe' du jus.
    Si vous n'envisagez pas d'installer un coupe-circuit il suffit seulement de débrancher la cosse négative de la batterie quand vous laissez votre voiture longtemps sans tourner, ça prend pas beaucoup de temps et c'est le même principe que le coupe-circuit sauf qu'il faudra utiliser une petite clé pour desserrer/ôter puis reposer/resserrer la cosse et donc vous salir un peu les mains... ça vaut le coup d'investir une quinzaine d'euros dans le dispositif que j'ai indiqué. On en trouve chez "Normachin" et "Feutruc" pour 15 balles (ou le net). Taper "coupe batterie anti vol".
  • Par Ray Kourgarou TOP CONTRIBUTEUR (2020-12-19 13:04:41) : J'OUBLIAIS !
    Surtout ne pas prendre un dispositif antivol avec le petit fil de maintien pour les accessoires qui est monté avec un fusible (ou alors ne pas l'installer ou ne pas mettre de fusible) sinon ça ne servirait à rien dans votre cas, le courant continuerait de passer vers les accessoires et si vous avez un consommateur votre batterie continuerait de se décharger évidemment. 🙄
  • Par Kadir257 TOP CONTRIBUTEUR (2020-12-21 02:00:38) : Ray c’est tres simple le 6 au soir j’avais zoné sur un ou deux kM ensuite j’me suis garé pour ecouter la Radio,et en fumant des clopes je baissait/montait les vitres regulierement,supplement chauffage... Donc en résumé je l’avais un peu cherché surtout que quand j’etait stationné je demarrais la voiture allez 30 seconde a peine

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Par jerem85 (Date : 2020-12-13 19:15:33)


Bonjour, j'aurais une petite question sur une batterie plomb de petite capacité ( 12v 19Ah 240a de démarrage), celle-ci à 2 mois et pourtant soh a 0% malgré une première charge a 100% avec chargeur intelligent de 1Ah. cette batterie n'a servie qu'a deux démarrage et est à la dimension du constructeur de l'appareil. a quoi est-ce du? et j'ai remarqué que lors des phase de charge une cellule ne bouillonne pas comme les autres, pourquoi? merci par avance


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  • Par Admin ADMINISTRATEUR DU SITE (2020-12-14 15:28:13) : Les températures basses peuvent parfois vider les batteries. N'utiliser la voiture que 2 fois en 2 mois favorise ce genre de phénomène.
    A priori il doit en plus y avoir un petit consommateur à l'arrêt ...
  • Par Ray Kourgarou TOP CONTRIBUTEUR (2020-12-15 19:31:45) : À Admin : ce ne doit pas être une voiture, plutôt un petit engin motorisé je pense.

    Si la batterie ne se recharge pas il est probable qu'elle soit 'morte', peut-être en court-circuit.
    Une batterie non utilisée très régulièrement doit être débranchée par la cosse négative. Si vraiment rarement utilisée une petite recharge de maintien tous les 15 jours/3 semaines ou 1 mois n'est pas à négliger.
    Une batterie débranchée un fois bien chargée doit tenir plusieurs mois sans problème si elle est de qualité.

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Par jpz03 (Date : 2020-11-11 16:52:12)


Bonjour,
sur ma voiture, même sans le contact, j'ai de l'électricité. Du coup, ma batterie se décharge rapidement. est-ce normal?
comment y remédier?

merci


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  • Par Ray Kourgarou TOP CONTRIBUTEUR (2020-11-11 17:55:59) : Il faut rechercher une fuite de courant, ça se détermine avec un multimètre assez simplement mais ça peut être fastidieux ensuite de découvrir le 'consommateur' qui en est responsable.
    Il y a des tutos sur internet.
  • Par Ray Kourgarou TOP CONTRIBUTEUR (2020-11-11 18:01:22) : Qu'entendez-vous par "j'ai de l'électricité" ?
    Si vous voulez dire que vous pouvez allumer les phares, le plafonnier, le coffre même sans mettre le contact c'est tout à fait normal.
    Certains ont la batterie qui se décharge à cause de l'autoradio et il arrive parfois aussi que l'ampoule du coffre reste allumée même quand il est fermé, j'ai eu le cas personnellement (j'ai viré l'ampoule).
    Certaines alarmes rajoutées peuvent aussi créer des problèmes.
  • Par Jpz03 (2020-11-11 18:08:07) : C'est une 4L. J'ai voulu mettre le ventilateur en shuntant la sonde que je dois changer. Sauf que si je le branche directement sur le + de la batterie, il fonctionne en permanence même sans le contact. Ça me semble bizarre.
  • Par Ray Kourgarou TOP CONTRIBUTEUR (2020-11-11 18:20:24) : Ben si vous branchez un appareil se trouvant a la masse (quel qu'il soit) directement sur le plus de la batterie sans passer par un interrupteur il va évidemment être en permanence alimenté !
  • Par taurus TOP CONTRIBUTEUR (2020-11-12 08:43:53) : Il semble que vous prenais les gens pour des imbéciles, vous poser un problème puis vous dite que cela vient du ventilateur que vous avais mis en direct. Donc débrancher le au lieux de dire n'importe quoi.
  • Par Admin ADMINISTRATEUR DU SITE (2020-11-12 10:36:41) : C'est qu'il a son petit caractère le Taurus ;-)
    Avec lui on ne se fait pas marcher sur les pieds facilement !

    @Taurus : merci pour ce "kit de solutions" complet.

    Bref, on peut en effet trouver ce commentaire un peu farfelu.

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Par lynette53 (Date : 2018-10-24 13:39:23)


Bonjour je me pose une question : quelles sont les caracteristiques d'une batterie de moteur diesel par rapport à celles d'un moteur essence ? merci


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  • Par Admin ADMINISTRATEUR DU SITE (2018-10-25 12:24:27) : Les versions pour diesel sont un peu plus "musclées" car lancer un moteur diesel est un peu plus difficile (inertie des pièces plus importante). Mais au final c'est pareil ... Et une batterie pour diesel peut très bien marcher sur une essence, l'inverse n'est pas génial mais il n'y a rien de bien méchant.

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Par Jpc (Date : 2018-05-09 19:02:29)


Une question dans le cas d une surcharge sur la batterie comme celle d un alternateur quelle attitude à adopter, debrancherla,borne plus, la borne moins, qu'elles conséquences et quels risques pour la batterie
Merci


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  • Par Admin ADMINISTRATEUR DU SITE (2020-04-15 12:09:46) : Cela peut induire un dégazage avec apparition d’hydrogène très inflammable. Bref, c'est dangereux ...

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Par karim titous (Date : 2018-03-17 19:29:19)


Merci admin pour cet article intéressant, je veux connaitre comment peut-on tester capacité d'une batterie (discharge test) et quelle est l'outillage adéquat pour en tester


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  • Par Admin ADMINISTRATEUR DU SITE (2018-03-20 09:27:03) : Merci à vous.

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Par Hard (Date : 2018-01-19 09:21:59)


Salut je suis étudiant en mecanique et stagiaire. Tandis que certains préconisent le débranchement de la batterie lorsqu on dépanne une voiture pour plus de sécurité, d'autres par contre l'interdisent formellement. Pour eux celà pourrait provoquer des pannes électroniques. Entre débrancher et pas débrancher je suis totalement confondu. Vos avis svp merci.


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  • Par Admin ADMINISTRATEUR DU SITE (2018-01-20 08:26:52) : Pas de panne électronique mais une perte de mémoire (pour certaines autos, une nouvelle batterie implique parfois une reprogrammation, mais il semble que ce soit aussi fait pour remplir les poches des concessions ...). A la clé il est possible de ne plus pouvoir démarrer en raison de l'antidémarrage. Mais au final il n'y a pas de dégâts. Il faut surtout éviter de mal brancher la batterie (ordre et correspondances des cosses) ou de provoquer trop d'arcs électriques qui peuvent mener à de petites surtensions qui abiment des composants.
    Mais ne soyons pas paranos, les constructeurs prévoient bien qu'on puisse changer la batterie et il y a très peu de chance que vous soyez ennuyé.
  • Par taurus TOP CONTRIBUTEUR (2018-02-16 09:06:22) : normalement les mémoires des véhicules ne sont pas volatile donc aucune perte de mémoires sauf pour les codes de l'autoradio, bien souvent a rentre a chaque débranchement de batterie.
  • Par Hard (2018-02-28 00:54:04) : Merci pour vos réponses satisfaisantes

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Par AYISSI TSIMI (Date : 2017-04-24 13:24:42)


Bonjour chers responsables,
Je suis un garagiste pédagogue dans l'artisanat en Afrique au Cameroun et Yaoundé 7e, en parcourant vos détails ,il me permet d'édifier mes apprentis-élèves au sens propre de la maintenance de batterie;
Mais si vous pouvez nous permettre de copier vos éléments pour faire les supports modulés.
Merci, toute ma considération.


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  • Par Wanu1966 TOP CONTRIBUTEUR / MECANO (2017-04-24 20:44:44) : Cet accord appartient à notre administrateur !
  • Par eciron (2018-12-03 14:44:09) : en demarrant une automobile ou la batterie est dechargée peut on rechargée olus en laissant tourner le moteut

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Par Hondiste convaincu TOP CONTRIBUTEUR (Date : 2015-01-29 11:24:25)


Juste une petite précision (qu'on peut rajouter à l'excellent article d'Admin):
Certains peuvent se demander porquoi un diésel nécessite une batterie à la capacité (Ah) et intensité maximale (A) PLUS ELEVES qu'une essence,
c'est tout simplement dû au fait que le moteur diésel a un taux de compression double (voire plus) de celui d'un moteur essence, la remontée des cylindres est beaucoup plus difficile à effectuer pour comprimer le mélange air-gasoil, de plus il faut du courant pour les bougies de préchauffage, donc plus d'énergie fournie par la batterie.


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  • Par Wanu1966 TOP CONTRIBUTEUR / MECANO (2015-01-29 12:21:58) : Merci pour l'info, mais c'est pas bien difficile à comprendre ...
  • Par Admin ADMINISTRATEUR DU SITE (2015-01-29 15:50:18) : Remarque très intéressante, Wanu est un peu sévère sur sa remarque au passage ... Ce qui paraît évident pour un mécano l'est beaucoup moins pour une personne lambda.
    J'ai cependant déplacé votre commentaire sur un article plus approprié, celui qui explique le fonctionnement des batteries.
    Je préciserai d'ailleurs pour ceux qui sont les plus novices que Hondiste voulait dire par là que le démarreur nécessite plus de courant pour pouvoir lancer le moteur, en raison donc de sa compression supérieure (voir l'article qui indique les différences entre essence et diesel).
    Encore merci pour cette participation !
  • Par Croco de croco (2016-09-10 17:26:20) : C'est curieux,en électronique on utilise le terme "Cathode" pour la borne négative(-) et le terme "Anode" pour la borne Postive(+).
    n'y aurait il pas une petite inversion dans ce texte remarquable.
  • Par ryckee (2018-08-19 00:13:35) : il y a le sens conventionel et le sens réel.
  • Par (2020-03-05 19:32:54) : j'ai déjà fait la même remarque pour les batteries lithium, mais quelque soit le sens du courant, la cathode est et restera le pole négatif et de même l'anode est et restera le pole positif de ce générateur

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