Technologie                                 Numérique                              Analogique                         Physique appliquée


Les composants capacitifs
  1. Propriétés physiques des composants capacitifs
  2. Schémathèque et marquage des différentes technologies
  3. Plage d'utilisation des différentes familles de condensateur
  4. Utilisation des différentes technologies
  5. Principe d'étude d"un circuit CR "montage dérivateur"
  6. Exemples de montages dérivateurs
  7. Circuit RC "montage intégrateur"
  8. Comportement d'un condensateur soumis à un courant continu
Propriétés physiques des composants capacitifs

Constitution :

La nature du diélectrique détermine les caractéristiques du composant. Il existe en céramique plastique, verre, mica, papier et électrolytique solide (tantale..), liquide (aluminium,tantale..).

Comportement fréquentiel :

Un condensateur dissipe toujours de la chaleur lorsqu'on le soumet à une tension variable. Il révèle ainsi une composante génératrice de perte : tgd angle de perte avec tgd = Rp.C.W avec Rp étant la résistance de perte, C la capacité et W la pulsation.

  Tolérance :

Elle peut varier considérablement (100%), elle exprime la variation relative de la capacité par rapport à la capacité nominale.

Coefficient de température :

Il est dû au modification de l'isolant consécutif aux champs électriques engendrés par les variations de tension.

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Schémathèque et marquage des différentes technologies

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Plage d'utilisation des différentes familles de condensateur
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Utilisation des différentes technologies
 

Utilisation

Famille de condensateur

Caractéristique

Haute

Fréquence

> 100 khz

Radar, télé...

Mica (1pF à 200nF) Verre (1pF à 10nF)

Précis, bonne tenue en température, remplacé de plus en plus par les micas.
Circuit d’accord

Céramique type 1 (1pF à 2nF)

Précis et stable.
Circuit de liaison de découplage

Céramique type 2 (100pF à 470nF)

Imprécis et instable.

Basse

et

Moyenne

Fréquence

Pour des tensions élevées

Papier non métallisé
  (1nF à 100µF)

Utilisable jusqu’à 10000 Volts.
Circuit de liaison de découplage

Papier métallisé (10nF à 200µF) Polyester
(1nF à 250µF)

Remplacé de plus en plus
par les films plastiques, utilisé aussi pour des circuits d’antiparasitages.
Circuit d’accord   oscillateur, intégrateur

Polycarbonate
(1nF à 250µF)

Très stable, très fiable, condensateur de précision.
Régime impulsionnel alimentation à découpage

Polypropylène (100pF à 250µF)

Résistance série faible, supporte des courants efficaces élevés.
Pour un fonctionnement à des températures élevées

Polysulfone métallisé
(1nF à 250µF)

Fonctionne à des températures élevées, grande stabilité.

Inférieur

à 10 khz

Filtrage, découplage

Aluminium
à électrolyte liquide (1µF à 150000µF)

Courant de fuite de quelques micro-ampère, tension de service jusqu’à 550 volts.
Filtrage, découplage

Tantale
à électrolyte gélifié (1µF à 1000µF)

Faible volume par rapport à l’aluminium, tension de sortie limitée à 150 volts.
Stockage d’énergie prolongé

Tantale
à électrolyte solide
(1µF à 20000µF)

Très stable en température, courant de fuite inférieur au micro-ampère.
Circuit RC, oscillateur

Tantale
à électrolyte solide (10nF à 500µF)

Tension de service limitée à 125 volts, faible volume, stable.
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Principe d'étude d'un montage dérivateur (circuit : CR)

d'après la loi des mailles : VS = VE - UC1

on soustrait le signal UC1 au signal de VE, afin d'obtenir VS.

Remarque

Les montages dérivateurs sont généralement utilisés comme commande de déclenchement d'une bascule monostable.

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Exemples de montages dérivateurs

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Principe d'un montage intégrateur (circuit : RC)

Pour un condensateur préalablement chargé à une tension Vi à t = 0, on a :

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Comportement d'un condensateur soumis à un courant constant

Comme , si le courant i = I0, intensité constante on à :

d'où :

L'équation de l'allure de charge du condensateur est donc : avec K constante d'intégration, qui dépend des conditions initiales.

La tension Uc évoluera donc linéairement dans le temps. Le signal sera l'allure d'une rampe.

Copyright © 2001, Jean-Michel Gaborit, Lycée de la Communication de Metz.
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