Les condensateurs
Définition
Un condensateur est un composant électronique passif qui
peut stocker de l'énergie électrique sous forme de charge électrique. Il est
composé de deux plaques conductrices, séparées par un matériau isolant appelé
diélectrique.
Lorsqu'un courant électrique est appliqué à un condensateur,
des charges électriques se déplacent des plaques vers le diélectrique, créant
ainsi un champ électrique entre les plaques. Ce champ électrique peut stocker
de l'énergie électrique sous forme de charge.
La capacité d'un condensateur, mesurée en farads, détermine sa capacité à stocker de l'énergie électrique. Plus la capacité est grande, plus le condensateur peut stocker d'énergie électrique.
Utilisation de condensateur
Les condensateurs sont largement utilisés dans les circuits
électroniques pour stocker de l'énergie, filtrer les signaux électriques,
réguler les tensions, et beaucoup d'autres fonctions. Ils sont également
utilisés dans les systèmes d'alimentation électrique pour stocker de l'énergie
et réguler les tensions et beaucoup plus.
Voici quelques exemples d'utilisation courante des condensateurs
:
- Filtres : Les
condensateurs sont utilisés comme filtres dans les circuits électroniques
pour éliminer les hautes fréquences ou les bruits parasites.
- Stabilisation de tension : Les condensateurs sont utilisés pour
stabiliser les tensions dans les circuits électroniques en supprimant les
fluctuations de tension.
- Stockage d’énergie :
Les condensateurs sont utilisés pour stocker de l'énergie électrique
temporairement et la libérer lorsque nécessaire, par exemple dans les
flashs d'appareil photo.
- Découplage de signal :
Les condensateurs sont utilisés pour découpler les signaux des circuits
électroniques, en empêchant les signaux de se propager d'un circuit à un
autre.
- Déphasage de signal :
Les condensateurs sont utilisés pour décaler les phases des signaux dans
les circuits électroniques, en retardant ou en avançant le signal.
- Les
condensateurs sont également utilisés pour corriger
le facteur de puissance dans les
circuits électriques. Le facteur de puissance est une mesure de
l'efficacité énergétique d'un circuit électrique et mesure la proportion
de l'énergie électrique utilisée qui est convertie en puissance utile.
Dans les circuits électriques,
lorsque des charges inductives telles que des moteurs, des transformateurs, des
ballasts et des bobines sont utilisées, elles créent un déphasage entre la
tension et le courant, ce qui peut entraîner une faible efficacité énergétique
et une surcharge du réseau électrique.
En ajoutant un condensateur à un
circuit électrique, il est possible de corriger ce déphasage en créant une
réactance capacitive qui compense la réactance inductive de la charge. Cela
permet d'augmenter le facteur de puissance du circuit, d'améliorer l'efficacité
énergétique et de réduire les pertes de puissance.
Les condensateurs utilisés pour
la correction du facteur de puissance sont généralement des condensateurs
électrolytiques de haute capacité et de haute tension. Ils sont généralement
installés en parallèle avec les charges inductives et sont conçus pour être
régulièrement commutés en fonction de la charge et de la demande d'énergie.
En résumé, les condensateurs sont des composants très polyvalents dans les circuits électroniques, utilisés pour une grande variété de fonctions.
Les types des condensateurs
Il existe plusieurs types de condensateurs, chacun avec ses
propres caractéristiques et utilisations. Voici une liste des types de
condensateurs les plus courants :
- Condensateurs électrolytiques : Ils sont polarisés et utilisés pour des
applications nécessitant de grandes capacités, comme l'alimentation en
énergie de circuits intégrés, les filtres et la correction du facteur de
puissance.
- Condensateurs en film plastique : Ils sont utilisés pour des applications
nécessitant des faibles pertes et des valeurs de capacité stables, tels
que les circuits audios, les circuits de temporisation et les circuits de
filtres.
- Condensateurs céramiques : Ils sont utilisés pour des applications
nécessitant une grande stabilité, une grande précision et une grande
résistance aux hautes fréquences, tels que les circuits de temporisation
et les circuits de filtrage.
- Condensateurs à air :
Ils sont utilisés pour des applications haute fréquence, tels que les circuits
de communication et les oscillateurs, en raison de leur faible perte et de
leur faible inductance.
- Condensateurs variables : Ils sont utilisés pour des applications
nécessitant des changements de capacité, tels que les radios et les
oscillateurs.
- Condensateurs au tantale : Ils sont utilisés pour des applications
nécessitant une grande précision, une faible résistance et une grande
stabilité à haute fréquence, tels que les circuits de temporisation et les
circuits de filtrage.
Il y a d'autres types de condensateurs spécialisés pour des applications spécifiques, tels que les condensateurs à diélectrique liquide pour les applications à haute tension, les condensateurs à haute fréquence pour les applications radio et les condensateurs de haute puissance pour les applications à forte charge.
L’Association des condensateurs
Les condensateurs peuvent être associés de différentes
manières en fonction de l'application et des caractéristiques du circuit. Voici
les principales associations de condensateurs :
- Association en série :
Dans une association en série, les condensateurs sont connectés bout à
bout. La capacité totale de l'association est alors égale à l'inverse de
la somme des inverses des capacités de chaque condensateur. Cette
association est utilisée pour augmenter la tension de fonctionnement du
circuit.
- Association en parallèle : Dans une association en parallèle, les
condensateurs sont connectés en parallèle les uns avec les autres. La
capacité totale de l'association est alors égale à la somme des capacités
de chaque condensateur. Cette association est utilisée pour augmenter la
capacité totale du circuit.
- Association en série-parallèle : Dans une association en série-parallèle, les
condensateurs sont connectés en série et en parallèle. Cette association
est utilisée pour obtenir une capacité et une tension de fonctionnement
élevées.
- Association en cascade : Dans une association en cascade, les condensateurs sont
connectés en série en utilisant un enroulement enroulé autour d'un noyau
magnétique. Cette association est utilisée dans les filtres passe-haut et
passe-bas pour augmenter la capacité totale du circuit.
Il est important de noter que l'association de condensateurs
peut affecter les caractéristiques du circuit, telles que la fréquence de
coupure, la stabilité et l'impédance. Il est donc important de choisir la bonne
association de condensateurs pour l'application donnée.