Les condensateurs

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Les condensateurs
A. Généralités sur le condensateur :
1. Relation entre la charge et la tension :
2. Relation entre la charge et le courant dans un condensateur :
3. Relation entre le courant et la tension :
On peut exprimer très simplement cette formule mathématique, assez peu parlante au premier
abord :
Æ Si sur un intervalle donné, la tension aux bornes du condensateur varie rapidement, alors le
courant qui le traverse sera important.
Æ Si sur un intervalle donné, la tenson aux bornes du condensateur reste constante (ne varie
pas), alors le courant qui le traverse est nul.
Pour avoir une idée du comportement du courant quand on a la tension, il suffit de faire la
dérivée de cette dernière, sur un intervalle.
La formule clarifiée serait la suivante :
4. Energie emmagasinée dans un condensateur :
5. Association parallèle :
6. Association série :
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7. Propriétés de la tension et du courant dans le condensateur :
Il ne peut y avoir discontinuité de la tension aux bornes du condensateur. Si on applique une
tension de 5V, et ensuite de 0v, il y aura eu une discontinuité de tension ; et comme le courant
suit ces variations, il va présenter un pic infini et négatif, qui va se traduire par un arc
électrique.
Un condensateur à une mémoire vis-à-vis de la tension, en d’autre terme, si on le soumet à
une tension, et qu’on le déconnecte du circuit, il va conserver (dans la théorie), la même
tension à ces bornes.
B. Le circuit RC en régime transitoire en charge:
1. La loi de variation :
Pour obtenir « tau », on fait le produit de la valeur de la résistance et du condensateur.
2. Le chronogramme :
Il convient de suivre les points ci-dessous :
1
A t = 0, on a Uc=0V
2
A t = tau, on trace la tangente à l’origine.
A t = tau, la tangente, est sécante avec la
valeur de la tension en régime établi.
3
A t = tau, la valeur de Uc correspond à
63% de celle du générateur.
4
A t = 3tau, la valeur de Uc correspond à
95% de celle du générateur
5
A t = 5 tau, on considère que la valeur de
Uc est très proche de celle du générateur
(99% exactement !).
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Il suffit ensuite de relier les points, et on obtient une courbe très jolie.
C. Le circuit RC en régime transitoire en décharge
1. La loi de variation :
2. Le chronogramme :
1
A t = 0, on a Uc = E
2
A t = tau, on trace la tangente à l’origine.
A t = tau, la tangente, est sécante avec
l’axe des abscisses.
3
A t = tau, le condensateur est à 63%
déchargé.
4
A t = 3 tau, le considère que le
condensateur est à 95% déchargé.
5
A t = 5 tau, on peut considérer que le
condensateur est totalement déchargé.
D. Technologie des condensateurs :
On distingue :
- condensateur à diélectrique plastique métallisé
- condensateur électrolytique à électrode aluminium
- condensateur électrolytique à électrode tantale
- condensateur à diélectrique céramique
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Tableau récapitulatif sur les condensateurs :
Diélectrique
Electrolytique
plastique
à électrode
métallisé.
aluminium
Constituants Deux électrodes, Enroulement de
et un corps
feuilles
isolant.
d’aluminium, et
papier
d’électrolyte
Stabilité en
Multiples
Avantages
température.
utilisations
Comportement
en HF et BF.
Mauvais
Inconvénients Mauvaise
précision
comportement
en HF. Peut
exploser si mal
polarisé.
Marquage de
la valeur
Polariser
Utilisation
En clair, ou code
couleur
Non
Usage courant
en électronique
En clair
Oui
Lissage
Puissance
Temporisation
Circuit RC
Filtre BF
Electrolytique à
Diélectrique
électrode
céramique
tantale
Electrochimiques Matériaux de
(argent,
synthèse
carbone…)
(céramique)
Petit volume
Bonne réponse
en fréquence,
peu coûteux
Paut se
comporter
comme un courtcircuit si
inversion de
polarité.
En clair, ou code
couleur
Oui
Remplacement
des
électrolytiques
aluminium,
quand le gain de
place est
primordial.
Peu stable en
température
En clair
Non
Très haute
fréquence,
suppression de
la composante
continu,
découplage.
Note : Les condensateurs à diélectrique polycarbonates et polyester, ont un marquage
spéciale :
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