Bases des circuits électriques et de l'électromagnétisme

Un condensateur C non chargé est complètement chargé par une tension continue E à travers une résistance R. Quel énoncé donne correctement l'énergie dissipée dans la résistance pendant la charge ?

  1. A(1/2)CE² quelle que soit la valeur de R, soit la moitié de l'énergie CE² fournie par la source
  2. BElle diminue quand R diminue et tend vers 0 lorsque R tend vers 0
  3. CCE² quelle que soit la valeur de R
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Réponse : A. (1/2)CE² quelle que soit la valeur de R, soit la moitié de l'énergie CE² fournie par la source

Pendant la charge, la source débite une charge Q = CE ; le travail qu'elle fournit vaut donc QE = CE². Le condensateur en stocke (1/2)CE², et le reste, (1/2)CE², se transforme en chaleur dans la résistance. En intégrant la puissance dissipée dans la résistance avec i = (E/R)e^(−t/RC), on obtient ∫i²R dt = (E²/R) × RC/2 = (1/2)CE², expression dans laquelle R disparaît. Une petite valeur de R rend seulement le courant plus fort et plus bref, sans changer la perte totale. La consommation dynamique CV²f des circuits logiques CMOS provient de cette même perte de charge et de décharge.

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