Décharge d'un condensateur et énergie

Bilan énergétique du condensateur

Énergie stockée

L'énergie emmagasinée dans un condensateur chargé sous une tension uc est : Ec = (1/2)Cuc^2

Cette énergie est nulle quand uc=0 et maximale, égale à (1/2)CE^2, quand le condensateur est complètement chargé sous E.

Bilan lors de la charge

Pendant la charge complète (de 0 à l'infini), l'énergie totale fournie par le générateur est W_gen = EQ_finale = E(CE) = CE^2 (le générateur fournit une charge Q=C*E sous une tension constante E).

Or l'énergie stockée dans le condensateur n'est que (1/2)CE^2. La différence, soit également (1/2)CE^2, est dissipée par effet Joule dans la résistance R, quelle que soit la valeur de R !

Bilan lors de la décharge

Toute l'énergie initialement stockée, (1/2)CU0^2, est intégralement dissipée par effet Joule dans R au cours de la décharge (il n'y a plus de générateur pour en fournir davantage).

Tableau récapitulatif

Phase Énergie fournie Énergie stockée (finale) Énergie dissipée dans R
Charge (0 -> E) C*E^2 (1/2)CE^2 (1/2)CE^2
Décharge (U0 -> 0) 0 0 (1/2)CU0^2

Piège classique

Une erreur classique est de croire que l'énergie dissipée par effet Joule pendant la charge dépend de R. C'est faux : elle vaut toujours (1/2)CE^2, indépendamment de R. En revanche, R influence la DURÉE (via tau=R*C) pendant laquelle cette dissipation a lieu, mais pas son montant total.