Généré le: 17 juin 2026 à 17:25

Calculateur de charge et d’énergie d’un condensateur

Données

CalculerCharge Q
Capacité100 µF
Tension12 V
Charge1,2 mC

Généré avec OneCalc · https://onecalc.app/fr/physics/capacitor-energy-charge

Physique

Calculateur de charge et d’énergie d’un condensateur

Trouvez la charge, la tension, la capacité et l’énergie stockée d’un condensateur à partir de Q = C·V et E = ½·C·V². Choisissez l’inconnue à calculer, saisissez les deux valeurs connues et lisez le résultat ainsi que l’énergie emmagasinée dans le champ électrique.

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Charge et énergie d’un condensateur

Un condensateur accumule de la charge électrique sur deux armatures conductrices séparées par un isolant. La quantité de charge qu’il retient dépend de sa capacité et de la tension appliquée à ses bornes : Q=C⋅VQ = C \cdot V. La charge QQ se mesure en coulombs, la capacité CC en farads et la tension VV en volts. En réarrangeant cette même relation, on retrouve l’une des trois grandeurs à partir des deux autres.

Ce calculateur résout la charge, la tension ou la capacité, et indique toujours l’énergie emmagasinée dans le champ électrique du condensateur.

Charge, tension et capacité

L’équation de définition Q=C⋅VQ = C \cdot V indique que, pour un condensateur donné, la charge stockée est directement proportionnelle à la tension appliquée — doublez la tension et vous doublez la charge. La capacité est le coefficient de proportionnalité : une capacité plus grande retient davantage de charge à tension égale. Résolue dans l’autre sens, l’équation donne V=Q/CV = Q/C et C=Q/VC = Q/V.

GrandeurSymboleSignification
ChargeQQCharge accumulée sur les armatures, en coulombs
CapacitéCCCapacité du condensateur, en farads
TensionVVDifférence de potentiel entre les armatures
ÉnergieEEÉnergie stockée dans le champ électrique

Énergie stockée

Charger un condensateur demande un travail, car chaque accroissement de charge ajouté doit être poussé contre la tension déjà présente. La somme de ce travail donne l’énergie emmagasinée dans le champ :

E=12CV2=12QV=Q22CE = \tfrac{1}{2} C V^2 = \tfrac{1}{2} Q V = \frac{Q^2}{2C}

Les trois formes sont équivalentes — la plus commode dépend des grandeurs connues. La caractéristique essentielle est la dépendance en V2V^2 : l’énergie croît avec le carré de la tension, si bien que doubler la tension stocke quatre fois plus d’énergie.

Exemple résolu

Un condensateur de 100 μF100\ \mu\text{F} est chargé sous 12 V12\ \text{V}. Sa charge et son énergie stockées valent :

Q=C⋅V=100×10−6×12=1.2×10−3 C=1.2 mC\begin{aligned} Q &= C \cdot V \\ &= 100 \times 10^{-6} \times 12 \\ &= 1.2 \times 10^{-3}\ \text{C} = 1.2\ \text{mC} \end{aligned} E=12CV2=12×100×10−6×122=7.2×10−3 J=7.2 mJ\begin{aligned} E &= \tfrac{1}{2} C V^2 \\ &= \tfrac{1}{2} \times 100 \times 10^{-6} \times 12^2 \\ &= 7.2 \times 10^{-3}\ \text{J} = 7.2\ \text{mJ} \end{aligned}

En saisissant une capacité de 100 µF et une tension de 12 V, on retrouve les deux résultats.

Pourquoi les capacités sont si faibles

Un farad est une capacité très élevée ; les composants réels n’en représentent donc qu’une petite fraction. Les condensateurs en picofarads (10−12 F10^{-12}\ \text{F}) et en nanofarads (10−9 F10^{-9}\ \text{F}) se rencontrent dans les circuits radio et de signal, ceux en microfarads (10−6 F10^{-6}\ \text{F}) en électronique générale et dans le lissage d’alimentation, et seuls les supercondensateurs spécialisés atteignent le farad entier. Ce calculateur accepte les pF, nF, µF, mF et F, ce qui permet de travailler à l’échelle qui correspond à votre circuit.

Limites

Les relations ci-dessus supposent un condensateur idéal, doté d’une capacité unique et bien définie, sans fuite. Les condensateurs réels présentent une faible résistance série, une tension nominale maximale à ne pas dépasser, et une capacité qui peut dériver avec la température, la fréquence et la tension appliquée. Pour un travail précis, consultez la fiche technique du composant plutôt que la valeur nominale imprimée.

Questions fréquentes (FAQ)

Quelle est la formule de la charge d’un condensateur ?

La charge stockée sur un condensateur est Q = C·V, où C est la capacité en farads et V la tension à ses bornes. La charge se mesure en coulombs : un condensateur de 100 µF sous 12 V porte Q = 100×10⁻⁶ × 12 = 1,2×10⁻³ C = 1,2 mC. Réarrangée, la formule donne aussi la tension (V = Q/C) ou la capacité (C = Q/V).

Combien d’énergie stocke un condensateur ?

Un condensateur chargé emmagasine de l’énergie dans son champ électrique : E = ½·C·V², que l’on peut aussi écrire E = ½·Q·V ou E = Q²/(2C). Pour un condensateur de 100 µF sous 12 V, E = ½ × 100×10⁻⁶ × 12² = 7,2×10⁻³ J = 7,2 mJ. Comme l’énergie croît avec le carré de la tension, doubler la tension quadruple l’énergie stockée.

Pourquoi les condensateurs sont-ils notés en microfarads ou en picofarads ?

Un farad représente une capacité énorme, si bien que les condensateurs courants n’en valent qu’une infime fraction. Les valeurs usuelles vont de quelques picofarads (1 pF = 10⁻¹² F) dans les circuits radiofréquence, en passant par les nanofarads et les microfarads (1 µF = 10⁻⁶ F) en électronique générale, jusqu’à plusieurs milliers de microfarads dans le lissage d’alimentation. Les supercondensateurs font exception et atteignent le farad entier.

En quoi un condensateur diffère-t-il d’une batterie ?

Tous deux stockent de l’énergie, mais un condensateur la conserve physiquement dans un champ électrique plutôt que sous forme chimique. Cela lui permet de se charger et de se décharger en une fraction de seconde et de supporter beaucoup plus de cycles, mais il contient bien moins d’énergie qu’une batterie de même taille et sa tension chute régulièrement à mesure qu’il se décharge.

Les condensateurs servent aux décharges rapides, au filtrage et au lissage ; les batteries, à l’alimentation soutenue.

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