Le condensateur :

 

 

Le condensateur est l'un des élément des plus intéressant utilisé en électricité. Composé des deux plaques conductrices ( Al, Ag, Cu, Au) séparées par un isolant ( diélectrique : papier, mica, polyester,etc..), il est capable d'accumuler des charges électriques. Il présente donc une sur l'une de ses plaques un défaut d'électrons (pôle positif) et sur l'autre un excès d'électrons ( pôle négatif).

 

La capacité d'un condensateur se note C et son unité est le farad F.

 

 

Marquage des condensateurs plastiques :

Comme les résistances, certains condensateurs sont marqués avec un code de couleurs (les couleurs correspondent aux mêmes coéficients).

1 : 1er et 2ème chiffres

2 : multiplicateur

 3 tolérance 4 tension Condom.gif (1829 octets)
0 noir * 100
1 brun * 101 100 V
2 rouge * 102 250 V
3 orange * 103
4 jaune * 104 630 V
5 vert * 105 5%
6 bleu * 106
7 violet * 107
8 gris * 108
9 blanc * 109 10 %

exemple :  valeur du condensateur de l'image 18 . 103 ± 5% = 18 000 pF  ± 5% 630 V

 

 

Régime transitoire du condensateur alimenté en tension continue:

 

Charge du condensateur :

La charge d'un condensateur ne peut pas être instantanée. Sa durée peut être calculée. Elle est de 5 t (tau). t est appelé constante de temps.

t  = R .C [s]

 

Pour la décharge, la courbe de la tension sera identique à celle du courant de charge et pour la décharge du courant la courbe est la même que celle de la charge en courant mais en négatif.

La forme de ces courbes sont de type exponentielle

décharge :u = U * e -t/t

charge : i = I * e -t/t

 U et I = f(t) charge du condensateur

 

 

 

 

 

Couplage des condensateurs :
 

en monophasé:

en triphasé

Lors d'utilisation de plusieurs condensateurs on peut simplifier les circuits en différenciant deux mode de raccordements :

en série :

Q = Q1= Q2 = Q3 = ..= Qn

C = 1/(1/C1 + 1/C2 + ...+ 1/Cn)

en parallèle :

Q = Q1= Q2 = Q3 = ..= Qn

C = C1+ C2 + C3 + ..+ Qn

 

 Le couplage triphasé est principalement utilisé pour faire de la compensation (amélioration du facteur de puissance).

Théoriquement, on peut faire :

soit un couplage étoile

soit un couplage triangle.

Toutefois pour une puissance réactive équivalente, la capacité en triangle peut être trois fois plus petite qu'en étoile. Dons on choisi plutôt le coulage triangle.

 

 

 

 

 

Régime permanent du condensateur

 

Régime permanent du condensateur: Réactance de capacité

Xc= f(F) reactance en foction de la frŽquence

La valeur ohmique du condensateur varie en fonction de la fréquence. Cette valeur s'appelle la réactance de capacité Xc.

 

Xc = 1 / ( 2*p * f * C)

Ce qui nous amène à deux conclusions:

 

  1. à f = 0 (tension continue) Xc = infini => I = 0 [A] (uniquement un transitoire de charge)

 

  1. à f = infini Xc = 0 ohm

    note : sur le graphique ci-contre: C est en µF.

 

 

 

 

Utilisations du condensateur :

 

Les utilisations des condensateurs sont multiples. En voici quelques exemples:

 

 

 

 

Le Farad :

 

Le Farad est l'unité de la capacité.

 

C = 1[F] si la tension aux bornes du condensateur vaut 1 [V] et qu'il est chargé d'un coulomb (Q=1[C])

C = Q / U

 

 

 

 

 

La capacité :

 

La capacité C est la quantité d'électricité Q (en coulomb [C] ; 1C = 1 ampère-seconde As) que le condensateur peut accumuler sous une tension donnée.

C       =       Q       /     U

 

µF = C /  V

Modifiez les valeurs de Q et de U !!

 

L'unité de la capacité est le farad F . La pratique montre que le farad est une valeur beaucoup trop grande. On utilisera donc préférentiellement le microfarad 10-6F =1 µF

 

Pour un condensateur, la capacité dépend de sa construction :

C = A * er * e0 /d

avec

C : capacité en F

A surface d'une des plaques en m2

er : permittivité relative [-]

e0 : permittivité du vide (8,859 10-12 [F/m]) ou constante d'influence

note : e est en réalité Epsilon

 

 

Valeurs de permittivité relative :

  • Air : 1;
  • Papier paraffiné 2;
  • Verre 4 à 6;
  • Mica 4 à 8.

 

 

 

 

dsdem.gif (1088 octets)