Les condensateurs (Définition - Utilisation - Les types - L’Association - Exercices)

Les condensateurs

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 :

  1. Filtres : Les condensateurs sont utilisés comme filtres dans les circuits électroniques pour éliminer les hautes fréquences ou les bruits parasites.
  2. Stabilisation de tension : Les condensateurs sont utilisés pour stabiliser les tensions dans les circuits électroniques en supprimant les fluctuations de tension.
  3. 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.
  4. 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.
  5. Déphasage de signal : Les condensateurs sont utilisés pour décaler les phases des signaux dans les circuits électroniques, en retardant ou en avançant le signal.
  6. 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 :

  1. 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.
  2. 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.
  3. 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.
  4. 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.
  5. Condensateurs variables : Ils sont utilisés pour des applications nécessitant des changements de capacité, tels que les radios et les oscillateurs.
  6. 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 :

  1. 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.
  2. 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.
  3. 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.
  4. 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.

Exercices sur L’Association des condensateurs


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