Un condensateur est un composant électronique passif qui stocke de l’énergie électrique sous forme de champ électrique. Il est composé de deux plaques conductrices séparées par un diélectrique (matériau isolant) qui permet d’empêcher le courant de passer directement entre les deux plaques. La capacité d’un condensateur est mesurée en farads (F).
Les condensateurs ont de nombreuses applications en électronique, notamment dans les circuits de filtrage, les circuits d’accord, les circuits de découplage, etc. Il existe différents types de condensateurs, chacun ayant ses propres caractéristiques en termes de capacité, de tension nominale, de courant maximal, de stabilité, de précision, de température de fonctionnement, etc. Les types les plus courants de condensateurs sont les condensateurs électrolytiques, les condensateurs céramiques, les condensateurs au tantale, les condensateurs à film, les condensateurs à air, les condensateurs variables, etc.
Les condensateurs sont utilisés dans une grande variété d’applications électriques et électroniques, notamment dans les alimentations électriques, les circuits de filtrage, les amplificateurs, les circuits de temporisation, les moteurs électriques, les appareils électroniques portables, les télécommunications, etc. Ils sont disponibles dans une large gamme de valeurs de capacité et de tensions nominales, ce qui les rend adaptés à une variété de besoins en matière de conception de circuits électroniques.
Il existe plusieurs types de condensateurs, chacun ayant des caractéristiques spécifiques qui les rendent plus adaptés à certaines applications que d’autres. Voici les principaux types de condensateurs :
1. Condensateurs électrolytiques : ces condensateurs ont une capacité élevée et sont polarisés, ce qui signifie qu’ils ne fonctionnent que dans un sens. Ils sont couramment utilisés dans les circuits d’alimentation et dans les applications audio pour leur grande capacité.
2. Condensateurs céramiques : ces condensateurs ont une capacité relativement faible mais sont très stables et fiables. Ils sont couramment utilisés dans les circuits oscillants, les filtres et les circuits de temporisation.
3. Condensateurs à film : ces condensateurs sont fabriqués à partir de films métallisés qui sont enroulés en spirale. Ils sont disponibles en tant que condensateurs à film métallisé et condensateurs à film plastique. Ils sont couramment utilisés dans les filtres, les circuits d’accord et les circuits de temporisation.
4. Condensateurs variables : sont des composants électroniques permettant de régler la valeur de la capacité électrique. Ils sont souvent utilisés dans les circuits de radiofréquences pour accorder des circuits résonnants.
Il existe plusieurs types de condensateurs variables :
– Les condensateurs à air : ces condensateurs sont constitués de deux plaques métalliques séparées par un espace vide. La valeur de la capacité varie en fonction de la distance entre les deux plaques, qui peut être réglée à l’aide d’un axe rotatif.
– Les condensateurs à diélectrique solide : ces condensateurs sont constitués d’un matériau isolant solide (généralement de la céramique) entre deux plaques métalliques. La valeur de la capacité varie en fonction de la surface des plaques et de la permittivité du diélectrique.
– Les condensateurs à diélectrique liquide : ces condensateurs sont similaires aux condensateurs à diélectrique solide, sauf que le matériau isolant est un liquide qui peut être ajusté pour modifier la valeur de la capacité.
– Les condensateurs variables à capacité répartie : ces condensateurs sont constitués d’un câble coaxial torsadé. La valeur de la capacité varie en fonction de la longueur de la partie torsadée du câble coaxial.
Les condensateurs variables sont souvent utilisés en association avec des bobines pour former des circuits résonants LC (inductance-capacité). Ces circuits sont utilisés dans les oscillateurs, les filtres, les amplificateurs et d’autres circuits radiofréquences.
5. Condensateurs au mica : ces condensateurs sont fabriqués à partir de feuilles minces de mica isolées les unes des autres. Ils sont très stables et ont une très faible perte, ce qui les rend idéaux pour les circuits de haute fréquence.
6. Condensateurs au tantale : ces condensateurs sont similaires aux condensateurs électrolytiques, mais sont plus chers et ont une meilleure stabilité à long terme. Ils sont couramment utilisés dans les circuits d’alimentation haute fréquence.
7. Condensateur à air : est un type de condensateur dans lequel le diélectrique utilisé est l’air. Il est composé de deux conducteurs parallèles séparés par une petite distance, appelée distance d’entrefer. Le diélectrique est simplement l’air qui remplit l’espace entre les conducteurs. Les condensateurs à air sont utilisés dans des applications haute fréquence car ils ont une faible perte, une bonne stabilité et une grande capacité de courant. Ils sont souvent utilisés dans les circuits d’accord, les filtres et les circuits d’oscillation. Les condensateurs à air ont une capacité qui dépend de la surface des conducteurs, de la distance d’entrefer et du matériau diélectrique utilisé, qui est l’air dans ce cas. Ils peuvent être ajustés en modifiant la distance d’entrefer ou en utilisant des lames mobiles pour varier la surface des conducteurs.
Il existe également d’autres types de condensateurs, tels que les condensateurs au papier, les condensateurs au polystyrène et les condensateurs au vide, mais ils sont moins couramment utilisés de nos jours en raison de leurs limitations en termes de capacité, de stabilité et de coût.
Les condensateurs ont différentes valeurs, qui sont mesurées en farads (F) ou en sous-multiples de farads, tels que microfarads (μF), nanofarads (nF) et picofarads (pF). Voici quelques exemples de valeurs courantes de condensateurs:
1 picofarad (pF) = 0,000 000 000 001 F
1 nanofarad (nF) = 0,000 000 001 F
1 microfarad (μF) = 0,000 001 F
1 millifarad (mF) = 0,001 F
1 farad (F) = 1 000 000 000 000 pF
Les valeurs de condensateurs utilisées dépendent de l’application spécifique et des exigences du circuit dans lequel ils sont utilisés.
Les condensateurs polarisés sont des composants électroniques qui ont une polarité définie, c’est-à-dire un sens de branchement à respecter. Ils sont utilisés dans de nombreuses applications électroniques, telles que l’alimentation de circuits électroniques, la filtration de signaux et la mise en œuvre de circuits de temporisation.
La formule de base pour calculer la capacité (C) d’un condensateur électrique est la suivante :
C = Q/V
où :
C est la capacité en farads (F).
Q est la charge électrique stockée dans le condensateur en coulombs (C).
V est la tension appliquée au condensateur en volts (V).
Il existe d’autres formules qui peuvent être utilisées pour calculer la capacité dans des cas particuliers. Par exemple, pour un condensateur plan parallèle, la capacité peut être calculée à l’aide de la formule :
C = ε₀ * εᵣ * A / d
où :
C est la capacité en farads (F).
ε₀ est la permittivité du vide (8,854 x 10^(-12) F/m).
εᵣ est la permittivité relative du matériau diélectrique entre les plaques du condensateur.
A est la surface de chaque plaque en mètres carrés (m²).
d est la distance entre les plaques en mètres (m).
Ces formules peuvent être utilisées pour calculer la capacité d’un condensateur électrique dans différentes configurations et situations.
Les condensateurs polarisés doivent être branchés dans le bon sens pour éviter les dommages, l’inversion de polarité pouvant causer une surchauffe et une explosion. Les condensateurs polarisés sont souvent marqués avec une indication de polarité, telle qu’une bande noire ou une flèche sur le corps du composant.
Les condensateurs non polarisés sont des condensateurs qui ne possèdent pas de polarité. Ils peuvent être utilisés indifféremment dans un circuit, peu importe le sens dans lequel le courant circule. Ils sont couramment utilisés dans les applications audio, comme les filtres de crossover, les filtres passe-bas et passe-haut, et les circuits de tonalité.
Les condensateurs non polarisés peuvent être fabriqués à partir de différents matériaux diélectriques, tels que la céramique, le polyester, le polypropylène et le mica. Ils sont disponibles dans une large gamme de valeurs capacitives, de la taille d’un grain de riz à la taille d’une canette de soda.
Les condensateurs non polarisés peuvent être utilisés dans des circuits de faible fréquence ou haute fréquence, mais leur impédance peut varier avec la fréquence. Dans les circuits haute fréquence, il est important de choisir des condensateurs qui ont une impédance stable sur une large plage de fréquences.
Les condensateurs sont un élément clé dans les circuits oscillants et résonnants utilisés en radio. Ils permettent de stocker de l’énergie électrique dans leur champ électrique. Lorsqu’ils sont associés à une inductance, ils forment un circuit résonnant qui peut être utilisé pour créer des oscillateurs, des filtres et des amplificateurs.
Par exemple, dans un circuit oscillant LC, un condensateur est associé à une inductance pour créer un circuit résonnant. Ce circuit peut être utilisé pour créer une fréquence d’oscillation stable pour un émetteur ou un récepteur radio.
Les condensateurs sont également utilisés dans les filtres pour bloquer ou laisser passer certaines fréquences. Par exemple, un filtre passe-bas utilise un condensateur en série avec un circuit pour bloquer les hautes fréquences et laisser passer les basses fréquences.
Enfin, les condensateurs sont également utilisés dans les circuits d’amplification pour stabiliser les amplificateurs et éviter les oscillations indésirables.
Les condensateurs sont un élément clé de la conception de circuits en radio, et leur utilisation peut avoir un impact significatif sur les performances d’un système radio.
En conclusion :
Les condensateurs sont des composants électroniques clés pour les radioamateurs. Ils sont utilisés dans de nombreuses applications, notamment pour le réglage des circuits résonnants, la stabilisation des oscillateurs, le découplage des signaux et la mise en forme des signaux.
Dans les circuits résonnants, les condensateurs sont utilisés pour régler la fréquence de résonance. Ils sont souvent utilisés en conjonction avec des bobines pour créer des circuits accordés, tels que les filtres passe-bas, passe-haut et passe-bande. Les condensateurs peuvent également être utilisés pour stabiliser les oscillateurs en créant une rétroaction négative et en réduisant le bruit.
Le découplage des signaux est une autre application importante des condensateurs en radio. Les condensateurs sont utilisés pour bloquer les signaux de courant continu tout en permettant aux signaux de haute fréquence de passer à travers un circuit. Cela peut aider à éliminer les bruits et les interférences indésirables.