Qu’est-ce qu’un condensateur ?
Un condensateur est un composant composé de deux plaques métalliques entre lesquelles se trouve une substance qui ne conduit pas l’électricité.
En général, les capacités ont deux fonctions : stocker une charge électrique et faire avancer un courant alternatif. Ils sont également appelés condensateurs.
Utilisations des condensateurs
Les capacités sont utilisées dans un large éventail d’utilisations, des appareils ménagers aux équipements industriels. Ils font partie intégrante de tout produit doté de circuits électroniques. Les utilisations spécifiques sont les suivantes :
- Cartes de contrôle des équipements de climatisation, tels que les climatiseurs et les réfrigérateurs.
- Cartes de contrôle des chauffe-eau.
- Infrastructure de contrôle pour les téléviseurs et les enregistreurs.
- Dispositifs de puissance pour la correction du facteur de puissance dans les sous-stations.
- Infrastructures de contrôle des ordinateurs et adaptateurs CA.
Principe des condensateurs
Un condensateur est un composant constitué d’un diélectrique entre deux électrodes métalliques. Lorsqu’une tension continue est appliquée entre les deux électrodes d’un condensateur, une charge électrique est stockée dans les électrodes car elle ne peut pas dépasser le diélectrique.
La charge stockée se comporte initialement comme s’il y avait une continuité apparente entre les deux pôles. Au fur et à mesure que la charge se sature, elle se comporte comme si les deux pôles étaient complètement ouverts. C’est le principe du condensateur.
En raison de ces propriétés, les capacités sont utilisées comme :
- Sources d’énergie de secours
En libérant la charge stockée, ils peuvent servir de source d’énergie de secours temporaire. - Lissage de la tension
En stockant ou en libérant une charge, il est possible de lisser le courant de pulsation. Les adaptateurs CA, par exemple, utilisent cette fonction. - Suppression du bruit et extraction de certaines tensions de fréquence
Les tensions dans la bande de fréquence du bruit peuvent être éliminées par lissage. Si un circuit de résonance est construit avec une bobine, il est possible de n’extraire que certains signaux de la bande de fréquence.
Types de condensateurs
Il existe différents types de capacités, tels que les condensateurs électrolytiques, les condensateurs à film et les condensateurs électriques à double couche.
1. Condensateurs électrolytiques
Un traitement de surface est effectué sur l’anode métallique pour former un film d’oxyde, qui sert de diélectrique. Une solution électrolytique ou similaire est utilisée pour la cathode. Les matériaux d’anode courants sont l’aluminium, par exemple, pour des raisons de performance et de prix.
2. Condensateurs à film
Les électrodes sont constituées d’une feuille métallique ou d’un métal déposé en phase vapeur. Le matériau diélectrique est un film plastique. Les condensateurs à film n’ont pas de polarité et peuvent donc être utilisés dans des circuits à courant alternatif.
3. Condensateurs électriques à double couche
Les condensateurs électriques à double couche n’utilisent pas de diélectrique. Au lieu de cela, une couche limite appelée double couche électrique est utilisée pour stocker une charge électrique.
Autres informations sur les condensateurs
1. Comment lire la capacité d’un condensateur ?
Les performances des capacités sont exprimées en termes de capacité. L’unité de capacité est le pF ou le µF, le pF étant l’unité la plus courante, sauf pour les gros condensateurs.
La lecture de la capacité varie selon que la capacité est supérieure ou égale à 100 pF ou inférieure à 100 pF et selon que R est utilisé dans l’affichage ; pour 100 pF ou plus, l’extrémité de la capacité indique le multiplicateur. Par exemple, un condensateur “541” a une capacité de 54 x 10¹ = 540 pF.
Si la capacité est inférieure à 100 pF, il suffit de lire le nombre tel quel ; si R est utilisé, lire R comme un point décimal. Par exemple, un condensateur “4R7” a une capacité de 4,7 pF. Les tolérances des capacités sont également indiquées par des lettres.
Dans le cas de “B”, ±0,5 pF pour 10 pF ou moins et ±0,1 % pour 10 pF ou plus. Par exemple, un condensateur “102J” a une capacité de 10 x 10² ±5% = 950 pF à 1 050 pF.
2. Durée de vie des condensateurs
Les capacités sont constituées de couches alternées d’électrodes et de diélectriques. Le diélectrique contient de l’électrolyte pour augmenter la capacité, qui s’évapore avec le temps. C’est ce que l’on appelle l’assèchement, et la durée de vie d’un supercondensateur s’achève lorsque l’électrolyte qu’il contient est épuisé.
La durée de vie d’un supercondensateur est donc influencée par la température ambiante. Si la température ambiante augmente de 10°C, le taux d’évaporation est environ doublé. Inversement, si la température baisse de 10°C, le taux d’évaporation est approximativement divisé par deux.
Les capacités générales sont spécifiées à 105°C et 2 000 heures. Si la température ambiante baisse de 10 °C, la durée de vie est réduite à 4 000 heures, et si la température ambiante baisse de 30 °C, la durée de vie est d’environ 1,8 an. Les capacités s’échauffent également sous l’effet du courant. Cette augmentation de température influe également sur la durée de vie et doit être prise en compte.
De plus, la durée de vie dépend de la tension appliquée. À la tension nominale, elle n’est que visible, mais en cas de surtension ou de tension inverse, une réaction chimique se produit au niveau des électrodes, ce qui réduit la durée de vie.