Bilans d'énergie dans un circuit électrique : condensateur, bobine, dipôles RC et RL

En 30 secondes

• Un condensateur stocke de l'énergie électrique proportionnelle au carré de la tension à ses bornes ; une bobine stocke de l'énergie magnétique proportionnelle au carré de l'intensité qui la traverse.
• La constante de temps d'un dipôle RC est le produit R×C ; celle d'un dipôle RL est le rapport L/R : elle mesure la durée pour atteindre le régime permanent.
• Lors d'une décharge à travers un conducteur ohmique, toute l'énergie stockée est dissipée par effet Joule, jamais amplifiée ni perdue sans transformation.

Ce que tu sauras faire

• Calculer l'énergie électrique stockée dans un condensateur chargé à partir de sa capacité et de la tension à ses bornes.
• Calculer l'énergie magnétique stockée dans une bobine à partir de son inductance et de l'intensité du courant qui la traverse.
• Identifier la constante de temps d'un dipôle RC ou RL et interpréter son rôle dans l'atteinte du régime permanent.

Les mots à connaître

Condensateur

un dipôle électrique constitué de deux plaques conductrices séparées par un isolant, capable d'accumuler de l'énergie électrique sous forme de charges stockées sur ses plaques ; sa capacité, notée C, se mesure en farads (F).

Bobine

un dipôle électrique constitué d'un enroulement de fil conducteur, capable d'accumuler de l'énergie sous forme d'un champ magnétique lorsqu'un courant le traverse ; son inductance, notée L, se mesure en henrys (H).

Dipôle RC

un circuit électrique associant un conducteur ohmique de résistance R et un condensateur de capacité C, dont l'étude porte sur la charge et la décharge du condensateur au cours du temps.

Le piège classique

Confondre l'énergie stockée dans un condensateur, proportionnelle au carré de la tension, avec celle stockée dans une bobine, proportionnelle au carré de l'intensité : les deux grandeurs et les deux formules ne se substituent jamais l'une à l'autre.

L'astuce

Retiens le carré à chaque fois : l'énergie d'un condensateur dépend du carré de la tension, celle d'une bobine du carré de l'intensité, jamais d'une proportionnalité simple.