Conservation de l’énergie ou conservation de la charge ?

[skedo]

Bonjour,

Une capa de 100pF est chargée à 5000V
On lui ajoute en parallèle une capa de 100nF , préalablement déchargée.
Quelle est la tension finale aux bornes de l’ensemble ?

La conservation d’énergie (E = ½ C U² ) donne 158V
La conservation de la charge (Q= CU ) donne 5V

Mon cœur balance pour la conservation de l’énergie MAIS le logiciel de simulation électronique (LT spice) me donne autour de 5V et non 158V.

Alors il est vrai que dans la simulation j’adjoins une résistance physique de faible valeur entre les 2 condensateurs pour que le courant ne soit pas infini lors du transfert de charge.

Que la résistance soit égale a 1 Ohm ou 1m Ohm, le résultat est le même.

Toute l’énergie part-elle en chaleur dans le résistance ?


Pouvez vous me dépatouiller svp.
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[gts2]

Pour avoir conservation de la charge, il faut, en effet, que des charges circulent entre les deux et donc U2-U1=RI. Si R diminue I augmente, et l'énergie perdue est toujours la même.
On a la même chose pour la charge d'un condensateur à partir d'un générateur, quelque soit R et C, l'énergie du générateur part moitié-moitié dans le condensateur et la résistance.

[skedo]

Parfait, merci de la réponse.
Donc en pratique , vu qu'il y a toujours des résistances parasites dans tout circuit, on obtiendra jamais les 158V théoriques. C'est fâcheux

[gts2]

C'est fâcheux, mais cohérent : d'un point de vue thermodynamique, vous reliez deux systèmes hors équilibre, c'est obligatoirement irréversible.

[A voir en vidéo sur Futura]

[phys4]

Toute l’énergie part-elle en chaleur dans le résistance ?
Pouvez vous me dépatouiller svp.

Bonjour,
Le problème peut être poser sans résistance, il existera toujours une inductance : vous obtenez alors un circuit oscillant qui finit par rayonner toute l'énergie excédentaire.

[skedo]

Je n'ai pas de chance...
J'ai également pensé à une inductance entre les 2 condensateurs, pour réaliser le transfert d’énergie "tranquillement".
Effectivement le résultat est le même qu'une résistance seule.
C'est quelque part logique, on à un courant moins fort mais bien plus longtemps.

Les 158V théoriques sont vraiment une vue de l'esprit, à priori irréalisable en pratique ?

[skedo]

C'est fâcheux, mais cohérent : d'un point de vue thermodynamique, vous reliez deux systèmes hors équilibre, c'est obligatoirement irréversible.

Je ne suis pas très fort en thermodynamique, j'avoue avoir du mal à suivre.

Je ne comprends pas "deux systèmes hors équilibre", les 2 capas sont a l’équilibre avant d'être reliées.

et du coup je ne comprends pas pourquoi le manque d'équilibre implique l’irréversibilité ?

[gts2]

J'ai également pensé à une inductance entre les 2 condensateurs, pour réaliser le transfert d’énergie "tranquillement".
Les 158V théoriques sont vraiment une vue de l'esprit, à priori irréalisable en pratique ?

C'est bien faisable mais en disposant l'inductance en parallèle



Je n'ai pas fait exactement ce que vous voulez, mais on doit pouvoir y arriver avec une commande plus évoluée des inter.
J'ai réalisé (sur le papier !, en théorie !) le transfert de l'énergie de C1 vers C2 :

Initialement C1 est chargé, iL=0, on ferme l'interrupteur T1, il n'y a aucune discontinuité, on a un circuit LC qui oscille. On ouvre T1 lorsque U(C1)=0, D2 s'ouvre, et le courant de la bobine charge C2. On ferme de nouveau T1 lorsque le courant s'annule, à droite tout est à zéro, il ne se passe rien. A gauche le condensateur est chargé de telle sorte que 1/2 C2 U2^2=1/2 C1 U1^2.

[skedo]

Merci beaucoup gts2 !
Oui cela fonctionne sur simulateur aussi.

j'ai du baisser la tension de C1 d'un rapport 100, pour une raison de tenue en tension de la diode (fuites énormes).
Je n'ai pas trouvé la fonction diode "idéale".
Ça pourrait éventuellement être simulé par un inter idéal déclenché au bon moment.

Le thyristor étant remplacé par un inter idéal donc il ne pose pas de problème.


Pour U_C1 = 50V, j'ai U_C2 =-1.37V et non 0.06V comme avec une simple résistance .

La perte en énergie est ainsi grandement réduite !