Le condensateur en électricité : charge et énergie — Physique-Chimie Première C

Première Physique-Chimie Électricité (champ électrique, générateurs, condensateurs)

Le condensateur en électricité — Première C

Le thème de l'électricité en Première C couvre le champ électrique, les générateurs et les condensateurs. Ici, nous nous concentrons sur une notion clé : le condensateur, un composant capable de stocker des charges électriques. On le retrouve partout, des flashs d'appareils photo aux circuits des téléphones que l'on charge à Antananarivo.

Condensateur : composant formé de deux armatures conductrices séparées par un isolant, qui emmagasine une charge Q proportionnelle à la tension U appliquée. On écrit Q = C × U, où C est la capacité, exprimée en farads (F).

Exemple

À Antsirabe, Ravo branche un condensateur de capacité C = 100 µF (soit 100 × 10-6 F) sous une tension U = 12 V. La charge stockée vaut Q = C × U = 100 × 10-6 × 12 = 1,2 × 10-3 C, c'est-à-dire 1,2 mC.

À retenir

  1. Un condensateur stocke une charge Q proportionnelle à la tension : Q = C × U.
  2. La capacité C se mesure en farads (F) ; on utilise souvent le microfarad (1 µF = 10-6 F).
  3. L'énergie emmagasinée vaut E = (1/2) × C × U2, en joules (J).

Exercice d'exemple

Exercice : Soa charge un condensateur de capacité C = 50 µF sous une tension U = 20 V. Calcule la charge Q stockée, puis l'énergie E emmagasinée.
Voir la correction

Charge : Q = C × U = 50 × 10-6 × 20 = 1,0 × 10-3 C, soit 1 mC.
Énergie : E = (1/2) × C × U2 = 0,5 × 50 × 10-6 × 202 = 0,5 × 50 × 10-6 × 400 = 1,0 × 10-2 J, soit 0,01 J.

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