Introduction à l’étude des condensateurs

Un condensateur est un composant électrique servant à emmagasiner la charge et l’énergie électrique.

Constitution

Un condensateur est composé par un ensemble de deux feuilles métalliques reliées entre leurs bornes et totalement séparée par une couche isolante appelée diélectrique.

Matérialisation

Capacité d’un condensateur

Préambule

Le condensateur est capable de stocker une petite quantité d’électricité. Il possède une capacité notée c; sont unité dans le système internationale est le Farad (F).

Enoncé

Lorsqu’une différence de potentielle U (Volt) est appliquée aux bornes d’un condensateur C (Farad) celui-ci emmagasine une charge notée Q exprimée en coulomb (C) d’où:
Q = C.U avec:

• C en Farad (F)
• Q en coulomb (C)
• U en Volt (V)

Définitions

• Charge d’un condensateur: C’est la valeur absolue de la quantité d’électricité apparue sur chaque armature. On la note Q
• Capacité d’un condensateur: C’est le rapport constant qui existe entre la quantité d’électricité que le condensateur accumule et la tension appliquée à ses bornes.
• Le Farad: C’est l’unité de mesure de la capacité d’un condensateur. Cette unité est très grande par rapport à la capacité usuelle des condensateurs. On utilise donc ses sous multiples qui sont:
  • Le microfarad 1µ=10^-6F
  • Le picofarad 1pF=10^-12F
  • Le nano Farad 1nF=10^-9F

Calcul de la capacité d’un condensateur

Facteurs dépendants de la capacité

La capacité d’un condensateur est:

• Proportionnelle à la surface des armatures.
• Inversement proportionnelle à l’épaisseur de l’isolant.
• Fonction de la nature de l’isolant.
• Indépendant de la nature des armatures.

Influence de l’isolant

• Dans l’air:
  E₀ : permittivité du vide ou constante électrostatique.
• Dans un milieu isolant:
  E_r: permittivité relative ou constante diélectrique de l’isolant.
  E: permittivité du milieu isolant.
  E=E₀xE_r

Schéma d’un condensateur plat

Expérience

C = E₀.E_r.S/e
Avec :

• S en m²
• e en m
• E₀ = 8,85×10^-16

Cette formule s’applique sur tous les condensateurs ayant une faible épaisseur même s’ils ne sont par plan.

Marquage par code de couleur

Ici généralement 4 anneaux de couleur sont peints au tour du corps du composant.

• Le 1^er anneau indique le premier chiffre de la valeur en Farad.
• Le 2^e anneau indique le deuxième chiffre de la valeur en Farad.
• Le 3^e anneau indique le nombre de zéro qu’il faut mettre à droite des deux premiers chiffres pour former la valeur en Farad.
• Le 4^e anneau indique la tolérance.