Condensateur Cours [PDF]

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Le condensateur 1- Description : Il est constitué de 2 plaques métalliques conductrices (on les appelle les armatures du condensateur) mise l’une en face de l’autre et ils sont séparés par un isolant très fin (appelé diélectrique) Les diélectriques empêchent les charges de passer d’une armature à l’autre, ce qui aurait pour effet de décharger le condensateur. Elle permet aussi de rapprocher les armatures sans risquer qu’elles se touchent, ce qui accroît la capacité.

Représentation du condensateur dans un circuit électrique : Son unité est le : F (Farad), Symbolisé Par : C Deux types de condensateurs, polarisé et non polarisé

Un condensateur polarisé est un condensateur qui a un pôle négatif et un autre pôle positif, il peut se détériorer si on inverse la tension à ses bornes. Un condensateur non polarisé est à l’inverse, c’est un condensateur qui accepte une inversion de tension à ses bornes. Condensateur est petit réservoir à énergie, Par analogie Le condensateur correspond à un petit réservoir d’eau.

équivalent à une pile

Equivalent à un condensateur 1

2- La capacité d’un condensateur Mathématiquement, la capacité d’un condensateur est déterminée par : (La capacité ‘C’ est une constante : Si Q augmente, U augmente) Q : la charge portée par ses armatures U : la différence de potentiel aux bornes du condensateur

Lien pour voir une simulation charge et décharge d’un condensateur : https://phet.colorado.edu/sims/html/capacitor-lab-basics/latest/capacitor-lab-basics_fr.html

Structure d’un condensateur

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3- Couplage des condensateurs : Comme les résistances, les condensateurs peuvent être associés en série ou en parallèle.

a- Condensateurs en série :

Lorsque les condensateurs sont branchés en série, ils portent tous la même charge Q Si ‘’+Q’’ de ‘’C1’’ diminue, par induction ‘’–Q’’ de ‘’C1’’ Diminue, Et comme C1 est connecté à l’armature gauche de C2 par un fil conducteur, ma plaque prendra la même charge. De proche en proche, les condensateurs placés en série se chargent donc de la même charge : +Q, pour l’armature gauche, -Q, pour l’armature droite. Par conséquent :

U1 =

1

=

+

D’après la loi des mailles :

D’où :

U=U1+U2+U3

=

+

+

+

U2 =

U3 =

(on devise par Q)

(Capacité équivalente)

b- Condensateur en parallèle :

Lorsque les condensateurs sont branchés en parallèle, la différence de potentiel à leurs armatures est la même : U1 = U2 = U3 = U. D’autre part, la charge totale Q qui s’est écoulée des électrodes de la pile vaut :

Q = Q1 + Q2 + Q3, où Q1, Q2 et Q3 (peuvent être différentes) sont les charges portées par les armatures de chacun des trois condensateurs, ceci en raison de la conservation de la charge. Si ‘C’ est la capacité de l’ensemble formé par les trois condensateurs en parallèle :

C x U = C1 x C2 x U + C3 x U

En divisant les deux membres par ‘U’ :

C = C1 + C2 + C3

(capacité équivalente) 3

4- Exemples :

Condensateur de demarrage moteur :

Condensateur variable :

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