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Introduction.

Dans la rubrique L'électronique pour les nuls : Les Condensateurs

La théorie.

Les caractéristiques principales.

Propriété d'un condensateur :	Un condensateur laisse passer le courant alternatif et inversement ne laisse pas passer le courant continu. La tension aux bornes d'un condensateur varie en fonction du courant de charge ou de décharge et sera conservée si on le débranche. Il s'oppose aux variations de tension à ses bornes.
Caractéristiques :
	C	La capacité du condensateur en Farad Le Farad étant une unité trop importante, on utiliser des sous-multiples : le microfarad ( mF = 10^-6 Farad) le nanofarad ( nF = 10^-9 Farad) le picofarad ( pF = 10^-12 Farad)
	Umax	Tension de service maximale acceptée par le condensateur ( tension de claquage )
		C2, C3 et C4 sont des condensateurs polarisés. C1 et C3 étant les 2 représentations normalisées.
Les Défauts :
	Tolérance :	La capacité réelle d'un condensateur varie par rapport à la valeur du marquage ( exemple : +/- 20% pour un condensateur chimique ).
	Déviation en température :	La capacité d'un condensateur varie en plus ou en moins en fonction de la température.
	Courant de fuite :	Un condensateur se décharge lorsqu'il est déconnecté.
	Résistance série :	Les condensateurs ont une résistance en série qui s'oppose à sa charge ou à sa décharge.

Les formules de bases

La charge et décharge d'un condensateur : ( Régime impulsionnel )
Charge :	Us = Ue ( 1 - e^{-t/T )} et T = R . C	avec : Ue Tension de charge en Volt Us Tension aux bornes du condensateur en Volt t Temps de charge en seconde T (Tau) Constante de temps du circuit en seconde R Résistivité de la résistance en Ohm C Capacité du condensateur en Farad e La base du logarithme népérien ( = 2,718 )
Décharge :	Us = Ue . e^-t/T et T = R . C	avec : Ue Tension de charge en Volt Us Tension aux bornes du condensateur en Volt t Temps de décharge en seconde T (Tau) Constante de temps du circuit en seconde R Résistivité de la résistance en Ohm C Capacité du condensateur en Farad e La base du logarithme népérien ( = 2,718 )
	On considère qu'un condensateur est complètement chargé ou déchargé lorsqu'il s'est écoulé plus de 3.R.C secondes.

Si le courant de charge ou de décharge d'un condensateur est constant, la variation en tension sera linéaire.
Charge à courant constant :	Us = I / C . t	avec : Ue Tension de charge en Volt Us Tension aux bornes du condensateur en Volt t Temps de charge ou décharge en seconde C Capacité du condensateur en Farad I Courant constant de charge ou décharge en Ampère
Décharge à courant constant :	Us = Ue - I / C . t
Réactance capacitive : ( Régime permanent ) Le comportement d'un condensateur est proche de celui d'une résistance dont la résistivité dépendrait de la fréquence qui le traverse. Pour des fréquences basses, la résistivité est forte. Et inversement pour des fréquences élevées, le condensateur se comporte comme un court-circuit.
Xc = 1 / ( 2 . Pi . F . C )		avec : Xc Résistivité apparente en Ohms C Capacité du condensateur en Farad F Fréquence en Hertz
Le couplage en Série : On ne rencontre presque jamais de couplage en série.
Cs = 1 / ( 1/C1 + 1/C2 + ... + 1/Cn )		Avec Cs la capacité équivalente totale en Farad Et Cn la capacité de chaque condensateur en série en Farad.
Le couplage en Parallèle : Le couplage des condensateurs en parallèle est plus fréquent. Ce qui augmente la capacité totale. Mais ce couplage est surtout utilisé avec des condensateurs de type différents pour compenser les défauts de certains modèles.
Cp = C1 + C2 + ... + Cn		Avec Cp la capacité équivalente totale en Farad Et Cn la capacité de chaque condensateur en parallèle en Farad

La Pratique.

Les Condensateurs standards

Condensateurs les plus courant :	Céramique	Film plastique ( les MK )	Electrolytique tantale	Electrolytique aluminium ( Chimique )
Capacité :	1pF à 1nF	1nF à 1µF	1µF à 100µF	4,7 µF à 4700 µF
Série / Tolérance :	E12 / 2%	E12 / 10%	E6 / 20%	E6 / 20%
Tension de service :	50V à 100V	50V à 400V	6,3V à 50V	10V à 350V
Coût :	0,15 € un 100pF/100V	0,25 € un MKT 100nF/100V	0,60 € un 10µF / 35V	0,40 € un 100µF / 40V
Exemple :

Les condensateurs céramiques sont utilisés pour de faibles capacités, on trouve des modèles multicouches pour des capacités plus importantes avec un faible encombrement.
Les condensateurs à film plastique se divisent en 4 sous-catégorie :
Les MKT ( polyester ou mylar ); Ce sont les plus courants de la catégorie.
Les MKP ( polypropylène ); Bonne stabilité en fréquence; Bon comportement en régime impulsionnel ; Précis
Les MKS ( polystyréne ); Très grande stabilité; Excellent en régime impulsionnel
Les MKC ( polycarbonate ); Stable; Fiable.
Les condensateurs électrolytiques en aluminium ont des capacités plus importantes mais en contre partie ils sont encombrants, peu précis, ils ont des courants de fuite élevés, une plus forte résistance série. De plus ils sont polarisés ( cad qu'il faut faire attention au sens du brochage ). Ils existent en deux implantations différentes : Les axiaux avec une patte de chaque coté et les radiaux les pattes du même coté.
Les condensateurs électrolytiques tantale ont des capacités comparables aux modèles en aluminium, avec des courants de fuite moins importante et un encombrement moindre. Condensateur polarisé

Autres condensateurs :

Les condensateurs au mica sont de bonne qualité mais de plus en plus remplacés par des condensateurs à film plastique MK.
Les chimiques non polarisés ont des capacités de l'ordre d'une dizaine de microfarad et sont utilisés principalement en audio.

Les Gold-Cap sont des capacités de sauvegarde de 0,1 F à 1 Farad en 5 ou 10V. Très grande capacité dans un minuscule volume mais avec une énorme résistance série. Ces condensateurs remplacent avantageusement des batteries de faible capacité car ils n'ont pas besoin de chargeur, on les branche directement. La durée de la sauvegarde sera d'environ ( décharge à courant constant ) :

T = ( Uc - Um ) . C / I

avec :

Uc Tension de charge en Volt
Um Tension minimum nécessaire au montage en Volt
t Temps de sauvegarde en seconde
C Capacité du condensateur en Farad
I Courant constant de décharge en Ampère

Les condensateurs papier ne sont plus utilisés. En vieillissant, ils perdent en capacité et leur courant de fuite augmente.
Les condensateurs ajustables : Comme leur nom l'indique, leur capacité est réglable. ( de 1 à 100pF )
et encore beaucoup d'autre classé selon les diélectriques utilisés...

Le repérage

Les valeurs des condensateurs sont normalisées.
On ne trouve que les capacités suivantes :

Série	Valeur
E12 ( pour les condensateurs céramiques ou à film plastique )	10, 12, 15, 18, 22, 27, 33, 39, 47, 56, 68 ou 82
E6 ( pour les condensateurs chimiques )	10, 15, 22, 33, 47ou 68
E3 ( pour les modèles les plus rares )	10, 22 ou 47

Il existe plusieurs façon pour marquer la valeur des condensateurs, ce qui rend la lecture difficile.
Voici les plus courantes :

Capacité	Marquage
0,47 pF	p47
4,7 pF	4p7	479	4.7
47 pF	47p	470	47
470 pF	n47	471	470
4,7 nF	4n7	472	4700
47 nF	47n	473	0.047
470 nF	µ47	474	0.47
4,7 µF	4µ7	475	4.7
47 µF	47µ	476	47
470 µF	470µ	477	470
4700 µF	4700µ	478	4700

La tolérance est indiquée par une lettre :

Lettre	pour les condensateurs > 10pF	pour les condensateur < 10pF
B		+/- 0,1pF
C		+/- 0,25pF
D		+/-0,5pF
F	1%	+/-1pF
G	2%	+/-2pF
H	2,5 %
J	5%
K	10%
M	20%

Les tensions nominales les plus courantes sont : 6.3; 10; 16; 25; 35; 40; 50; 63; 100; 250; 400; 500
cette tension est parfois inscrite sur le boîtier ce qui complique la lecture.

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