Les Condensateurs
Exercices - Sommaire



I. Rôle du condensateur :
Le condensateur est utilisé dans tout genre de circuits électriques et électroniques. Sa première fonction est d'emmagasiner des charges électriques, donc de l'énergie, mais il est aussi utilisé pour filtrer des fréquences (ex : équalizer), pour réaliser des temporisations, pour lisser des courbes,...

II. Représentation d'un condensateur :

Symboles : Composants :


Non Polarisé

Polarisé


 

III. Constitution d'un condensateur :

Un condensateur est constitué de deux surfaces conductives (armatures) séparées par un isolant (diélectrique). Le contact électrique se fait sur chacune des armatures.
IV. Caractéristiques d'un condensateur :
IV.1 - Sa capacité :
C'est sa capacité à emmagasiner des cherges électriques. Elle est exprimé en Farad, notée F.
La valeur des condensateurs est soit inscrite en toutes lettres sur le corps du composant, soit codée par des couleurs ou des lettres.
Quand l'incription comporte juste une valeur, cette dernière est exprimée en pF.

Ordre de grandeur et sous multiples :
La valeur d'un condensateur est très faible. Elle sera exprimée en pF, nF ou µF.

IV.2 - Sa tension d'isolement :
C'est la tension maximale applicable aux bornes du condensateur. Au delà, de cette tension, il y a risque de claquage : un arc électrique va se créer entre les deux armatures, détruisant le condensateur.
Cette tension peut varier de quelques dizaines à plusieurs milliers de 1000V.



V. Charge et décharge d'un condensateur :
V.1 - La charge
L'interrupteur est ouvert. La tension U aux bornes du condensateur est nulle. On ferme l'interrupteur. Un courant circule dans le circuit. Le condensateur se charge. Après un certain temps, le condensateur est complétement chargé.
I = 0A et U = U0.

 

V.2 - La décharge

L'interrupteur est ouvert.
Le condensateur est chargé.
U = U0

 On ferme l'interrupteur. Un courant circule dans le circuit. Le condensateur se décharge. Après un temps déterminé, le condensateur est complétement déchargé. Il courant est nul. La tension U = 0V.

 

V.3 - Durée de charge et de décharge :
Le temps de charge (et de décharge) dépend d'une constante de temps appellée (Tau).
Cette constante de temps est calculée avec la relation suivante :

en s
R en Ohm
C en Farad

On considère que le condensateur est complètement chargé (ou déchargé) au bout d'une durée égale à 5 .

Exemples :

Charge d'un condensateur : Décharge d'un condensateur :

 

Appuyez sur les touches CTRL + F5 avant de commencer le test.

Exercice n°1

Compléter les tableaux ci-dessous :
Sachant que R = , C = µF



I =
 I > 0A I = 0A
Uc =.
Uc = 0V
Uc augmente
Uc diminue
Uc = E
=
 ms

I =
 I > 0A
I = 0A
Uc =.
Uc = 0V
Uc augmente
Uc diminue
Uc = E
Durée de décharge complète du condensateur t = ms.

 

Exercice n°2

Lors d'une intervention, vous devez procéder aux remplacements des condensateurs suivants.
Relever leurs caractéristiques et reporter vos résultats dans le tableau.
C = µF nF pF
C = µF nF pF C = µF nF pF
Umax = V Umax = V Umax = V

 

 

Exercice n°3

Rappel :
On appliquant les relations suivantes, on peut déterminer la capacités équivalentes de plusieurs condensateurs montés en série et/ou dérivation.

 

 

Calculer la capacité équivalente de ces condensateurs :

Avec :
C1 = nF
C2 = nF
C3 = nF

: Cequ = nF. (Arrondir à l'unité).