Electrocinétique
Dipôles réactifs

Condensateur

Définition

En théorie, un condensateur plan est constitué de deux plaques métalliques de forme quelconque, appelées armatures, séparées par un milieu isolant appelé diélectrique.

Lorsque le condensateur est chargé, l'une des armatures porte la charge , l'autre, la charge opposée : . Cette charge est liée à la tension aux bornes du condensateur par la relation : .

condensateur

Le coefficient est appelé capacité du condensateur et s'exprime en Farads (F).

Comme , on en déduit que . : équation différentielle linéaire à coefficient constant qui constitue l'équation caractéristique du condensateur.

→ En régime continu, = constante, donc : le condensateur se comporte comme un interrupteur ouvert et empêche le passage du courant dans le circuit.

Remarque

L'isolant n'étant pas parfait, on considère parfois que le condensateur « réel » est constitué d'un condensateur « parfait » monté en parallèle avec une résistance très grande appelée résistance de fuite.

Lois d'associations

en série

Dans le schéma ci-contre, et il n'y a pas d'accumulation de charge entre les condensateurs, donc , soit :

condensateurs en série

On en tire , soit et donc

en parallèle

Dans le schéma ci-contre, est la même aux bornes de , de et de C : .

Comme il faut que , la relation entraîne

condensateurs en parallèle

Puissance

En régime permanent continu, P = 0.

De même que pour la résistance, il ne faut pas dépasser une valeur maximale de la tension prescrite par le constructeur sous peine de destruction du composant.

La relation impose que la tension aux bornes d'un condensateur ne peut pas subir de discontinuité, car le courant et donc la puissance seraient infinis.

Self ou «bobine»

Définition

Il s'agit d'un enroulement de conducteur sous forme de spires. Traversée par un courant variable, elle est le siège de phénomènes d'auto-induction créant une tension entre ses bornes :

équation différentielle à coefficient constant qui constitue l'équation caractéristique de la self. Le coefficient L est appelé inductance de la bobine et se mesure en Henrys (H).

bobine

Remarque

Comme le condensateur, la self pure n'existe pas : le fil conducteur dont elle est formée possède toujours une résistance r, et entre les spires, il subsiste une très faible capacité C. Le schéma réel est donc une inductance pure L, avec une résistance r en série, le tout en dérivation avec un condensateur de capacité C. Les valeurs de r et C dépendent de la fréquence du signal. L'effet de la capacité n'apparaît qu'aux très hautes fréquences.

→ Si l'on néglige cette capacité, l'équation caractéristique d'une bobine réelle s'écrit

En régime continu, la dérivée est nulle et cette bobine se réduit à un fil de résistance r.

Lois d'associations

en série

Dans le schéma ci-contre, ce qui donne

bobines en série

en parallèle

dans le schéma ci-contre, , , donc soit

bobines en parallèle

Puissance

En régime permanent, P = 0.

La relation impose que le courant traversant une bobine ne peut pas subir de discontinuité, car la tension à ses bornes, et donc la puissance, seraient infinis.

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