Circuits RC et Condensateurs


Circuits  RC et  Condensateurs


Circuits  RC et  Condensateurs


Introduction :

Le premier condensateur ou bouteille de Leyde (1746) était constitué d’une chaîne métallique et d’une bouteille de verre recouverte de métal. Initialement conçus pour stocker des charges et de l’énergie électrique, les condensateurs ont évolué et sont devenus des composants de base des circuits électriques.

   Définition et propriétés :

Définition :

Un condensateur est constitué de deux surfaces ou armatures métalliques, en regard l’une de l’autre, et séparées par un isolant, le diélectrique.

Charge d’un condensateur :

Que se passe-t-il si l’on connecte un condensateur à un générateur ?
Ce dernier pompe une partie des électrons de l’armature du condensateur reliée à sa borne positive, cette armature acquérant ainsi une charge positive +q. le  générateur rejette ces électrons par sa borne négative et l’armature reliée à celle-ci développe une charge –q opposée à la précédente.
On appelle charge du condensateur la charge de son armature positive.

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Relation entre charge et tension d’un condensateur :

Le déséquilibre de charge entre les deux armatures du condensateur est à l’origine d’une tension UC (fig.1). la relation entre charge q et tension UC est une relation de proportionnalité :

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q = C . UC

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Où C représente la capacité du condensateur, liée à sa géométrie.
Plus la capacité d’un condensateur est élevée, plus la charge qu’il peut stocker est importante.
L’unité internationale de capacité est le Farad (F), mais peu de condensateurs ont des capacités de cet ordre (leur encombrement serait trop grand). Les valeurs usuelles se situent plutôt dans le domaine des microfarads (1 µF = 10-9 F).

Relation entre charge et intensité :

L’intensité du courant est liée au débit des charges. Donnée par la formule :
i = dq/dt
Elle est positive lors de la charge et négative lors de la décharge du condensateur.

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Energie du condensateur :


Un condensateur chargé a emmagasiné une énergie électrique :

Cette énergie est libérée lors de la décharge du condensateur. La puissance libérée est d’autant plus importante que la durée de décharge est faible. C’est sur ce principe que fonctionnent notamment les flashs des appareils photographiques.
Par ailleurs, l’énergie étant une grandeur continue, ni la charge q, ni la tension UC aux bornes d’un condensateur ne peuvent présenter de discontinuité au cours du temps.

   Définitions clés :

Condensateur :

 ensemble de deux surfaces métalliques (armatures) en regarde l’une de l’autre et séparées par un isolant (diélectrique).

Charge d’un condensateur : 

charge de son armature positive.

Energie électrique d’un condensateur : 

emmagasinée pendant la charge, elle est libérée lors de décharge.

voir aussi : Réponse d’un circuit RC à un échelon de tension

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