Le condensateur :

Le condensateur est l'un des élément des plus intéressant utilisé en électricité.Composé des deux plaques conductrices ( Al, Ag, Cu, Au) séparées par un isolant ( diélectrique : papier, mica, polyester,etc..), il est capable d'accumuler des charges électriques. Il présente donc une sur l'une de ses plaques un défaut d'électrons (pôle positif) et sur l'autre un excès d'électrons ( pôle négatif).

La capacité d'un condensateur se note C et son unité est le farad F.

Marquage des condensateurs plastiques :

Comme les résistances, certains condensateurs sont marqués avec un code de couleurs (les couleurs correspondent aux mêmes coéficients).

1 : 1er et 2ème chiffres		2 : multiplicateur		3 tolérance	4 tension
0	noir	* 100
1	brun	* 101			100 V
2	rouge	* 102			250 V
3	orange	* 103
4	jaune	* 104			630 V
5	vert	* 105		5%
6	bleu	* 106
7	violet	* 107
8	gris	* 108
9	blanc	* 109		10 %

exemple :  valeur du condensateur de l'image 18 . 10³ ± 5% = 18 000 pF  ± 5% 630 V

Régime transitoire du condensateur alimenté en tension continue:

Charge du condensateur : La charge d'un condensateur ne peut pas être instantanée. Sa durée peut être calculée. Elle est de 5 t (tau). t est appelé constante de temps. t  = R .C [s] Pour la décharge, la courbe de la tension sera identique à celle du courant de charge et pour la décharge du courant la courbe est la même que celle de la charge en courant mais en négatif. La forme de ces courbes sont de type exponentielle décharge :u = U * e -t/t charge : i = I * e -t/t

Couplage des condensateurs :

Régime permanent du condensateur:

La valeur ohmique du condensateur varie en fonction de la fréquence. Cette valeur s'appelle la réactance de capacité Xc. Xc = 1 / ( 2*PI * f * C) Ce qui nous amène à deux conclusions:   à f = 0 (tension continue) Xc = infini => I = 0 [A] (uniquement un transitoire de charge) à f = infini Xc = 0 ohm note : sur le graphique ci-contre: C est en µF.

Utilisations du condensateur :

Les utilisations des condensateurs sont multiples. En voici quelques exemples:

• Lissage de courant redressé ( en parallèle sur la charge)
• filtre passe - bande ( montage L-C série)
• filtre bloque - bande ( montage L - C parallèle)
• filtre passe - haut ou passe - bas
• blocage de courant continu ( amplificateur opérationnel, téléphonie - couplage série)
• shunt pour haute fréquence ( téléphonie - en parallèle à une inductance)
• compensation ( mise en phase de U et I )
• déparasitage ( en parallèle)
• relais retardé
• création d'un 3^ème pôle pour l'alimentation monophasée de moteur triphasé
• création d'un 2^ème pôle dans le moteur monophasé
• augmentation du couple au démarrage de moteur monophasé

  etc..., etc..., etc...

La capacité :

La capacité C est la quantité d'électricité Q (en coulomb [C] ; 1C = 1 ampère-seconde As) que le condensateur peut accumuler sous une tension donnée.

C = Q / U

Modifiez les valeurs de Q et de U !!

L'unité de la capacité est le farad F. La pratique montre que le farad est une valeur beaucoup trop grande. On utilisera donc préférentiellement le microfarad 10^-6F =1 µF

Pour un condensateur, la capacité dépend de sa construction :

C = A * E_r * E₀ /d

avec

C : capacité en F

A surface d'une des plaques en m²

E_r : permittivité relative [-]

E₀ : permittivité du vide (4*PI* 10^-7 [F/m])

note : E est en réalité Epsilon

Valeurs de permittivité relative :

Air : 1;

Papier paraffiné 2;

Verre 4 à 6;

Mica 4 à 8.

 

Le Farad :

Le Farad est l'unité de la capacité.

C = 1[F] si la tension aux bornes du condensateur vaut 1 [V] et qu'il est chargé d'un coulomb (Q=1[C])

C = Q / U