I. Définition et Structure
Condensateur : Composant électrique capable de stocker de l'énergie sous forme de champ électrique.
Structure :
- Deux armatures conductrices parallèles
- Séparées par un isolant (diélectrique)
- Les armatures portent des charges opposées
II. Capacité d'un Condensateur
Capacité : Grandeur caractérisant la capacité du condensateur à stocker des charges.
Formule :
C = Q / U
C : capacité (F)
Q : charge (C)
U : tension (V)
Capacité d'un condensateur plan :
C = ε × S / d
ε : permittivité du diélectrique
S : surface des armatures
d : distance entre les armatures
III. Charge et Décharge
Charge :
- Le condensateur se charge à travers une résistance
- La tension augmente progressivement
- Le courant diminue au cours du temps
Décharge :
- Le condensateur se décharge à travers une résistance
- La tension diminue progressivement
- Le courant change de sens
IV. Équation de Charge
Tension aux bornes du condensateur :
u(t) = E(1 - e-t/τ)
E : tension du générateur
τ : constante de temps = RC
Intensité du courant :
i(t) = (E/R)e-t/τ
V. Constante de Temps
Constante de temps : τ = RC, caractéristique la vitesse de charge/décharge.
Signification :
- À t = τ, le condensateur est chargé à 63%
- À t = 5τ, le condensateur est considéré chargé (99%)
VI. Énergie Stockée
Énergie emmagasinée :
E = ½CU² = ½Q²/C = ½QU
E : énergie (J)
C : capacité (F)
U : tension (V)
Q : charge (C)
VII. Applications
- Filtrage : Lissage des tensions redressées
- Temporisation : Circuits RC
- Mémoire : Stockage d'information
- Démarrage moteur : Condensateurs de démarrage
- Flash photographique : Accumulation d'énergie
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