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 Les Condensateurs

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Talus
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Talus

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MessageSujet: Les Condensateurs   Les Condensateurs Icon_minitimeDim 14 Déc - 13:56

Un condensateur est un composant électronique ou électrique dont l'intérêt de base est de pouvoir recevoir et rendre une charge électrique, dont la valeur est proportionnelle à la tension. Il se caractérise par sa capacité électrique. Son comportement électrique idéal est donc :
Les Condensateurs 2a34fc514279bb2f11d7f9d6d38d4464

où :

* I est le courant qui traverse le composant ;
* U est la tension aux bornes du composant ;
* C est la capacité électrique du condensateur.
* Les Condensateurs Df95a9425c8f4e9a46a8c16420d913d8 est la variation de tension avec le temps.

Les signes sont tels que la tension augmente dans le terminal par lequel entre le courant.

Il est utilisé principalement pour :

* stabiliser une alimentation électrique (il se décharge lors des chutes de tension et se charge lors des pics de tension) ;
* traiter des signaux périodiques ;
* stocker de l'énergie, auquel cas on parle de supercondensateur.



I - Loi de comportement du condensateur

On définit la capacité par la relation :
Les Condensateurs 121fdc09b81959ff158a092ae3f98b00
où :

* Q est la charge stockée sur sa borne positive ;
* U est la tension aux bornes du composant ;
* C est la capacité électrique du condensateur.

Expression algébrique de la loi de comportement du condensateur :

Les Condensateurs 4971032380d918dac2e7632840f2131b
Les indices 1 et 2 repérant chacune des bornes. Qk étant la charge de la borne k et Vk son potentiel électrique (k = 1 ou 2). La borne au potentiel le plus élevé (borne positive) est donc chargée positivement. La charge "totale" d'un condensateur Qt = Q1 + Q2 est donc NULLE. Procédant par influence électrostatique, le courant "pénétrant" par une borne ressort à l'identique par l'autre borne alors que les armatures sont séparées par un isolant !

Si l'on oriente la branche de circuit contenant le condensateur dans le sens : borne 1 -> borne 2 , fixant ainsi le sens positif du courant i, on définit alors algébriquement la tension u dans le sens opposé (convention récepteur)

u = V1 − V2

Il devient alors possible de définir algébriquement une relation entre le courant circulant dans la branche et la dérivée temporelle de la tension :
Les Condensateurs 5fd0e59f6b0bd9a60cae68e962402204Les Condensateurs 7249fc36b9a38dfbbbb9d43cc3caf3a5

II - Calcul des circuits comportant un ou des condensateur(s)

L'intensité qui traverse un condensateur ne dépend pas directement de la tension à ses bornes, mais de la variation de cette tension. Ainsi, on écrit généralement l'équation (en convention récepteur, q étant la charge de l'armature sur laquelle arrive i ):
Les Condensateurs 8e3a7473bf4cf5fa576b9ac9ab0548f5

q étant la charge de l'armature en coulomb.

Les Condensateurs 8be9a1efe6f7f28ec560a29362e81c63
Les Condensateurs D805adf8da0345f1bd83bc10adc83931

C étant la capacité du condensateur en farad.
On peut ainsi en déduire l'impédance du condensateur alimenté par une tension fonction sinusoïdale du temps :

Les Condensateurs 42157e3626e999e54592ccad78e314a1

où U et I sont les valeurs efficaces des grandeurs u et i

La transformation complexe appliquée à la tension et à l'intensité permet de déterminer l'impédance complexe :

Les Condensateurs Dec4ce1e22505d28f684828b5fabc62a

Ces relations montrent bien qu'un condensateur se comporte comme un circuit ouvert (impédance infinie) pour une tension continue et tend à se comporter comme un court-circuit (impédance nulle) pour les hautes fréquences. Pour ces raisons, ils sont utilisés pour réaliser des filtres, parfois en association avec des inductances.

III - Energie stockée Puissance échangée

Un condensateur stocke de l'énergie sous forme électrique.
Cette énergie E s'exprime en fonction de sa capacité C et de sa charge q (ou de sa tension u ) selon :

Les Condensateurs C399c6767e5519cf4d071994251a994c

On remarque que cette énergie est toujours positive (ou nulle) et qu'elle croît comme le carré de la charge ou de la tension.
Ces propriétés sont analogues à celles de l'énergie cinétique d'une masse m animée d'une vitesse v.


La puissance électrique P reçue par le condensateur est la dérivée par rapport au temps de cette énergie.

Les Condensateurs F47ad358d922447a394c45e5411f6536

On reconnaît dans la dernière égalité, l'expression générale de la puissance électrique reçue par un dipôle (en convention récepteur).

Si la puissance est positive (puissance reçue) cette énergie augmente, le condensateur se charge. Inversément lorsque le condensateur se décharge, l'énergie diminue, la puissance est négative : elle est cédée par le condensateur au monde extérieur.

Il en résulte qu'il est difficile de faire varier rapidement la tension aux bornes d'un condensateur et ceci d'autant plus que la valeur de sa capacité sera élevée. Cette propriété est souvent utilisée pour supprimer des variations de tension non désirées (filtrage).

Inversément, une décharge très rapide d'un condensateur dans une utilisation de faible résistance électrique est possible. Une énergie importante est délivrée dans un temps très court (donc avec une très forte puissance). Cette propriété est entre autres exploitée dans les flashs électroniques et dans les alimentations de lasers pulsés.

Il est préférable de parler de puissance reçue (ou cédée) plutôt que de puissance consommée.

Ce dernier qualificatif laisse à penser que la puissance reçue est "perdue" ou du moins dissipée. Ce qui est le cas d'une résistance qui "consomme" de la puissance électrique, toujours positive par Effet Joule, la puissance Joule "consommée" s'écrivant :

Les Condensateurs E30a8d50e1eccb5eb6f13a6897e05dd2


IV - Lois d'association


A) - Association en parallèle

Lorsque deux condensateurs sont placés en parallèle, donc soumis à la même tension, le courant à travers cet ensemble est la somme des courants à travers chacun des condensateurs. Ceci a pour conséquence que la charge électrique totale stockée par cet ensemble est la somme des charges stockées par chacun des condensateurs qui le composent :

Les Condensateurs 55a8b9213a01220855d36b2bbf213eaa

donc :

Les Condensateurs 127df5f4ec4d545cdcbd32a872f899a7

Ce raisonnement est généralisable à n condensateurs en parallèle.
Le condensateur équivalent à n condensateurs en parallèle a pour capacité la somme des capacités des n condensateurs considérés.
Précaution : La tension maximale que peut supporter l'ensemble est celle du condensateur dont la tension maximale est la plus faible.

B) - Association en série

Lorsque deux condensateurs sont en série, donc soumis au même courant, il en résulte que la charge stockée par chacun d'eux est identique.

Les Condensateurs 5d51c6d81966ef7f75837afbd414b14d

ou

Les Condensateurs 14c6aff3039a9cea8b65be27fa326296

d'où

Les Condensateurs 6e56cfaf7a7f54d8df424c7833c62048

Ce raisonnement étant généralisable à n condensateurs, on en déduit :
Le condensateur équivalent à n condensateurs en série a pour inverse de sa capacité la somme des inverses des capacités des n condensateurs considérés.
Remarque : Cette association est généralement une association de n condensateurs identiques ayant pour but d'obtenir un ensemble dont la tension maximale qu'il peut supporter est égale à n fois celle des condensateurs utilisés, ceci au prix d'une division de la capacité par n
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megalex



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MessageSujet: Re: Les Condensateurs   Les Condensateurs Icon_minitimeDim 14 Déc - 16:28

mes yeux brulent :X

non mais j'ai absolument rien compris XD un peu dur pour mon niveau en physique/electronique...
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vinki

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MessageSujet: Re: Les Condensateurs   Les Condensateurs Icon_minitimeDim 14 Déc - 16:38

idem , les formule s'pas mon truc Laughing
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Talus
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MessageSujet: Re: Les Condensateurs   Les Condensateurs Icon_minitimeDim 14 Déc - 16:40

Xp
un peu normale c'est du niveau premier année de BEP et niveau Première STI
au pire suffira de demander pour faire que je fasse les étude théorique ou alors a une autre personne qui comprend ^^
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MessageSujet: Re: Les Condensateurs   Les Condensateurs Icon_minitimeLun 15 Déc - 12:58

Ouh la, le matin en se réveillant, c'est un peu durdur.

Je crois que j'ai saisi l'essentiel, reste à approfondir =)
(quel maso celui-là ...)
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metagon

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MessageSujet: Re: Les Condensateurs   Les Condensateurs Icon_minitimeMer 17 Déc - 18:50

Shocked c'est bien compliqué tout sa.

Je vais utilisée des condensateur de se site:

http://www.conrad.fr/condensateurs_snap_in_long_life_de_105c_p_18925_18988_450863

Peut tu meu dire se que je doit prendre Question mon budjet et de 20 euro max .

Comme moi j'aurais pris 4 condo 100v 2200µf branché en // mais maintenant je ne c'est que faire.

Aussi j'ai vus des coilguns a double bobine comment sa marche est quel composant doit t-on utilisée?
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Talus
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MessageSujet: Re: Les Condensateurs   Les Condensateurs Icon_minitimeMer 17 Déc - 20:07

100V ............

tu vas te faire peter els condos a la tronche toi

prend des 470µ 400v prend en 8 ca sera bien meme ters bien pour un debut
et met les //
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metagon

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MessageSujet: Re: Les Condensateurs   Les Condensateurs Icon_minitimeJeu 18 Déc - 15:04

Crois tu qu'avec les 8 condos 400v 470µf sa puisse trouer une feuille de papier a 5 m Question
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vinki

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MessageSujet: Re: Les Condensateurs   Les Condensateurs Icon_minitimeJeu 18 Déc - 15:30

je suis quasi sur que oui , bien sur les condo c'est pas tout , y a la bobine aussi
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Mr. Vega

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MessageSujet: Re: Les Condensateurs   Les Condensateurs Icon_minitimeJeu 6 Aoû - 14:32

feuille de papier à 5m !! Et bien, j'espère bien que oui, si tu associe les 8 condos en // tu additionnes leur capacité respective. Leur tolérance à la tension ne varie pas en //(je crois). Ainsi, 8*470E-06 = 3,76E-03 F donc 3760 µF !
Autant dire une belle capacité déjà. Après, chargé à 400V, tu vas produire un paquet d'énergie !
En effet, E = 0,5CU² = 0,5 * 3,76E-03 * 400² = 300,8 J.
C'est déjà costaud... Ensuite, il faut que ta bobine tienne le coup pour véhiculer un tel courant...
Quelles-sont ses caractéristiques ? (nombre de spires, nombre de couches, longueur, fil utilisé).
Le mieux serait de connaître (par le calcul) combien d'ampère tu vas générer à la décharge des condos. Comme ça, selon la composition de ta bobine (résistivité du matériau + longueur = Résistance de la bobine), tu pourras savoir si elle ne va pas cramer. Il y a une formule pour connaître selon le matériau employé et la section du fil, quelle intensité tu peux faire passer dedans.
albino Hélàs, je ne m'en rappelle plus, donne des infos sur ta bobine, histoire de voir, je chercherai la formule.
@+
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sylveno



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MessageSujet: Re: Les Condensateurs   Les Condensateurs Icon_minitimeMer 2 Jan - 23:12

Effectivement, dur les équations !

Pour faire simple, pour donner la puissance nécessaire à la bobine sur quelle grandeur des condos faut-il mettre l'accent en µF ou en V ?
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