L'énergie stockée dans un condensateur

Pourquoi un condensateur stocke de l'énergie

Charger un condensateur nécessite de déplacer des charges électriques contre le champ électrique qui s'installe entre les armatures : ce travail fourni par le générateur est stocké sous forme d'énergie potentielle électrique, restituable ensuite au circuit.

Formule de l'énergie

L'énergie E_C emmagasinée dans un condensateur de capacité C chargé sous une tension U s'écrit :

E_C = 1/2 * C * U^2

Elle s'exprime en joules (J) lorsque C est en farads et U en volts. On peut aussi l'écrire E_C = 1/2 * q * U ou E_C = q^2/(2C), en utilisant q = CU.

Exemple

Un condensateur de C = 2200 uF chargé sous U = 9 V stocke :

E_C = 0,5 * 2200x10^-6 * 9^2 = 0,5 * 2200x10^-6 * 81 = 0,089 J environ

Comparaison avec une pile

Contrairement à une pile qui restitue son énergie lentement par réaction chimique, un condensateur peut restituer toute son énergie stockée très rapidement (en quelques millisecondes), ce qui explique son usage dans le flash d'un appareil photo : le condensateur se charge lentement via la pile, puis se décharge quasi instantanément dans la lampe flash pour produire un éclair lumineux intense.

Piège classique

L'énergie varie comme le carré de la tension (U^2), pas proportionnellement à U : si on double la tension, l'énergie stockée est multipliée par 4, pas par 2.