Généralités
Un condensateur est un composant électrique capable d'emmagasiner de l'énergie électrique et de la restituer lors de la décharge.
Il est composé de deux plaques métalliques appelées armatures placées en regard l'une de l'autre et séparées par un isolant d'épaisseur variable appelée diélectrique.
Lorsqu'on applique entre les armatures d'un condensateur une tension U, il y'a accumulation de deux charges opposées +Q et -Q.
Dans tout condensateur, le rapport C=Q/U est constant quelques soit la valeur de Q et de U. Ce rapport s'appelle la capacité d'un condensateur. Plus cette capacité est grande plus l'énergie emmagasinée à une tension donnée est grande. C: en farad (F)
Q: en coulomb (c)
U: en volt (V)
La capacité put aussi s'exprimer par la relation:
L'énergie emmagasinée par un condensateur est donnée par la relation W=½CU2
W: en J ; C en F ; U e n V.
Terminologie des condensateurs
Capacité nominale
C'est la capacité pour laquelle le condensateur a été fabriqué, ces valeurs sont généralement prises dans la série E12. LA valeur de la capacité peut être:
- Soit marquée en clair sur le composant (condensateurs électrique et céramique)
- Soit en code de couleur
- Soit en code de lettre et de chiffre. On va distinguer 3 cas.
- La valeur de la capacité nominale est représentée par 3 chiffres. Les deux premiers chiffres sont les chiffres significatifs et le troisième est le multiplicateur. L'unité est le pico farad.
- La valeur de la capacité nominale est représentée par deux chiffres et une lettre ou un symbole. Ici les symboles sont (P, n, µ)
- La valeur de la capacité est représentée par un nombre décimal. Ce nombre est représenté de la capacité en micro farad.
La tolérance
Voici le code de tolérance des condensateurs:
|
Tolérance |
Série |
|
|
Valeur |
Code |
|
|
1% |
F |
E96 |
|
2% |
G |
E48 |
|
5% |
J |
E24 |
|
10% |
K |
E12 |
|
20% |
M |
E6 |
|
0,1% |
B |
|
|
0,25% |
C |
|
|
0,5% |
D |
E192 |
|
30% |
N |
|
Tension nominale UN
Elle est encore appelée la tension de service du condensateur. C'est la valeur de tension continue ou alternative efficace à ne pas dépasser aux bornes d'un condensateur en service continu. Les tensions nominales généralement utilisées sont les suivantes: 10; 16; 25; 40; 63V ainsi que les multiples de "10" et sous multiples.
Résistance d'isolement
Un condensateur réel est équivalent au schéma suivant:
Ri: Résistance d'isolement. Limite l'emploi au-dessous d'une certaine fréquence (courant de fuite importante).
Rp: Résistance de perte: Limite l'emploi au-dessus d'une certaine fréquence.
En continu un condensateur peut être utilisé comme:
La résistance d'isolement est le rapport de la tension sur le courant de fuite Ri=U/If. Elle est très élevée de l'ordre de 108 à 1015ohm. Elle est liée aux matériaux utilisés.
Tangente de l'angle de perte
En régime alternatif sinusoïdal un condensateur C est assimilé à un condensateur parfois d'impédance 1/jcω en série avec une résistance Rp dite perte.
Il existe alors un déphasage entre la tension U et le courant I du fait de la fréquence de deux éléments.
Un condensateur est de bonne qualité quand Rp est très faible devant 1/cω une valeur de quelques degrés. Les constructeurs fournissent des abaques donnant l'angle de perte en fonction de la fréquence et de la température.
Influence de la température
Tous les paramètres précédents varient avec la température. Lorsque T augmente CN augmente UN diminue Ri augmente.
Rigidité du diélectrique
Elle détermine la tension de claquage du condensateur pour laquelle un isolant (diélectrique) perd ses propriétés et devient conducteur. Elle se mesure généralement en KV/Cm.
Remarque: Les caractéristiques de choix d'un condensateur sont:
- Sa capacité nominale
- Sa tension de service
- Sa tolérance
- La plage de fréquence d'utilisation
- Le diélectrique
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