Un super-condensateur est un dispositif de stockage d'énergie qui se situe entre la batterie et le condensateur classique. Il peut emmagasiner une grande quantité d'énergie et la restituer très rapidement, ce qui le rend utile pour les applications nécessitant des charges et décharges rapides.
On étudie ici un super-condensateur ayant une capacité C=500\text{ F} fonctionnant avec une tension maximum U=16{,}2\text{ V}.
Quelle est la forme d'énergie stockée dans un super-condensateur ?
Le principe des super-condensateurs repose sur l'accumulation de charges électriques à l'interface entre une solution ionique (électrolyte) et deux électrodes, séparées par une interface qui joue le rôle d'isolant. L'énergie y est stockée sous forme électrostatique et est restituée sous forme électrique lors de la décharge du super-condensateur.
Dans un super-condensateur, l'énergie est stockée sous la forme électrostatique.
Quelle est la forme d'énergie restituée par un super-condensateur lors de sa décharge ?
Le principe des super-condensateurs repose sur l'accumulation de charges électriques à l'interface entre une solution ionique (électrolyte) et deux électrodes, séparées par une interface qui joue le rôle d'isolant. L'énergie y est stockée sous forme électrostatique et est restituée sous forme électrique lors de la décharge du super-condensateur.
Lors de la décharge d'un super-condensateur, l'énergie est restituée sous la forme électrique.
Quel schéma correspond à la chaîne énergétique d'un super-condensateur en charge ?
Lors de la charge d'une super-condensateur, celui-ci fonctionne comme un récepteur électrique : de l'énergie électrique est fournie au super-condensateur qui la stocke sous forme d'énergie électrostatique. Comme dans la plupart des conversions, une partie de l'énergie est dissipée sous forme d'énergie thermique.
Le schéma correspondant est :
Quel schéma correspond à la chaîne énergétique d'un super-condensateur en décharge ?
Lors de la décharge d'un super-condensateur, celui-ci fonctionne comme un générateur électrique : l'énergie électrostatique stockée entre les deux armatures est restituée au réseau ou au circuit sous forme d'énergie électrique. Comme dans la plupart des conversions, une partie de l'énergie est dissipée sous forme d'énergie thermique.
Le schéma correspondant est :
Quelle est l'énergie stockée dans ce super-condensateur ?
Donnée :
L'énergie (E\text{ en J}) est liée à la capacité (C\text{ en F}) et à la tension (U\text{ en V}) par la relation : E=\dfrac{1}{2} \times C \times U^2.
L'énergie (E\text{ en J}) est liée à la capacité (C\text{ en F}) et à la tension (U\text{ en V}) par la relation :
E=\dfrac{1}{2} \times C \times U^2
On réalise l'application numérique :
E=\dfrac{1}{2} \times 500 \times 16{,}2^2\\E = 6{,}56 \times 10^4\text{ J}\\E = 65{,}6 \text{ kJ}
L'énergie stockée dans ce super-condensateur est de 65{,}6 \text{ kJ}.