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Les condensateurs Université d’Ain Temouchent - BELHADJ Bouchaib - Faculté des

Les condensateurs Université d’Ain Temouchent - BELHADJ Bouchaib - Faculté des Sciences et de la Technologie Département d’Electronique et des Télécommunications Domaine : Sciences & Technologies Filière : Electronique Spécialité : L2 - ELN Exposé sur : Les condensateurs Réalisé par : BENCHERIF ABDELKADER Matière : Technologie des Composants Electroniques L’enseignant chargé de la matière : madame badir Année Universitaire 2021 / 2022 Les condensateurs Sommaire 1. Introduction sur les condensateurs 2. définition de Les condensateur 3. Principe de fonctionnement 4. Les Etapes Technologiques de Réalisation d’une Résistance : 5. Domaines d’application 6. Conclusion 7. Bibliographie et Webgraphie 1. Les condensateurs Introduction sur les condensateurs : Nomenclature: Le condensateur est un composant en électronique qui à la particularité de pouvoir stocker de l'énergie lorsqu'il est soumis à une tension. Ce composant est primordial dans le domaine de l'électricité, il est presque aussi fréquent que la résistance. Le condensateur se charge d'une quantité d'électricité (Q) lorsqu'il est soumis à une tension. Cette charge Q dépent de la tension et de la durée auquel il a été soumis à cette tension. L'énergie emmagasinée sera restituée lors de la décharge du condensateur. définition de Les condensateur : Les condensateurs 1. Le condensateur est caractérisé par le coefficient de proportionnalité entre charge et tension, appelé capacité électrique et exprimé en farads (F). La relation caractéristique d'un condensateur idéal est : i = C.du/dt 2. Le mot condensateur vient du latin "condensatio", qui se traduit par "accumulation". En physique, ce terme est utilisé pour décrire toute une niche de produits électriques dont le but est de fonctionner comme un dispositif de stockage d'énergie. La quantité d'énergie stockée dépend de la capacité et du carré de la tension sur ses plaques, divisé par 2. De plus, le courant ne le traverse que pendant la charge. Mais tout d'abord. E = (CU2)/2 En termes simples, un condensateur est un appareil qui peut stocker de l'énergie dans champ électrique. Dans la version la plus simple, il se compose de deux conducteurs (plaques), séparés par un diélectrique. Dans la figure ci-dessous, vous voyez un schéma simplifié du dispositif externe d'un condensateur plat. Le symbole sur le diagramme représente 2 éléments de 8 mm de haut, à une distance de 1,5 mm l'un de l'autre. Principe de fonctionement: Maintenant que nous savons comment cet élément est indiqué sur les diagrammes, nous devons considérer le principe de fonctionnement du condensateur. Lorsque les plaques de condensateur sont connectées à une source d'alimentation, les charges électriques des bornes positive et négative de l'IP se précipitent vers les plaques, s'accumulant sur elles. Le courant électrique est interrompu après avoir chargé le condensateur à sa capacité nominale, car il y a une couche diélectrique entre les plaques, il ne peut pas circuler en continu. Lorsque la source d'alimentation est coupée, des charges resteront sur le condensateur, ce qui signifie que la tension à ses bornes restera. Les charges accumulées sur chacune des plaques sont opposées. En conséquence, le couvercle qui était connecté à la borne positive de l'alimentation est chargé positivement, et celui qui est connecté à la borne négative est négatif. Le principe de fonctionnement de ce produit est basé sur l'attraction de charges opposées dans un circuit électrique. En termes simples, le condensateur économisera l'énergie qui a été transférée de la source d'alimentation - c'est son objectif. Cependant, dans la pratique, il existe une variété de pertes et de fuites. 1. La charge d’un condensateur : Les condensateurs Soit le schéma de câblage ci-dessus, analysons le comportement du condensateur si l’on ferme l’interrupteur comme dessiné. Nous pouvons constater plusieurs choses, 1. la première est que nous avons circulation d’un courant. 2. La seconde que nous obtenons progressivement un potentiel aux bornes du condensateur. 3. La troisième que le condensateur se polarise. En effet, l’armature du condensateur située du côté de la borne + du générateur se charge positivement et l’autre négativement. Nous devons constater que nous avons une redistribution des charges électriques. En effet, lorsque nous appliquons un potentiel sur le condensateur, je vais avoir déplacement des électrons de la borne – du générateur vers la plaque inférieure du condensateur. Ces électrons vont donc au droit de cette plaque créer un champ. Ce dernier va influencer la plaque supérieure et repousser les électrons de cette dernière vers la borne positive du générateur. Je peux donc dire que la plaque supérieure va devenir positive et la plaque inférieure négative. La différence de potentiel entre les deux armatures du condensateur est alors dirigée du bas vers le haut. Après un certain temps, nous pouvons remarquer que l’échange d’électrons s’est arrêté. Cela signifie que la charge du condensateur est terminée, cela veut aussi dire que la différence de potentiel aux bornes du condensateur est égale à celle aux bornes du générateur. UC = UG. Un point que nous devons approfondir concerne le temps de charge et l’allure de cette charge. Analysons les allures de la tension. Les condensateurs Si nous changeons la valeur de la résistance R2, nous constatons que le temps de décharge se modifie. En effet, le temps de décharge est proportionnel à la résistance. De même, si on modifie la valeur de la capacité, nous remarquons que le temps de décharge se modifie également. Le temps de décharge est également proportionnel à la capacité du condensateur. τ = R. C Avec : τ: le temps de charge du condensateur en secondes R : la valeur de la résistance sur le circuit de charge en ohms C : la capacité du condensateur en farads Ce temps de charge est appelé constante de temps du circuit. Précisons encore qu’un condensateur ne se charge jamais à 100%, en pratique on considère qu’un condensateur est chargé au bout d’un temps égal à 5 fois la constante de temps. La tension aux bornes du condensateur est alors égale à 99% de la tension d’alimentation. L’équation de charge d’un condensateur est la suivante : Vc = Vg × ( 1-e(-t/τ) ) Examinons comment évolue le courant dans le circuit. Nous savons qu’en début de charge, la tension aux bornes du condensateur est égale à zéro (UC=0) et on peut dire que le courant n’est limité que par la résistance du circuit. Le courant est alors maximum. I = Ug/R En fin de charge pratique, la tension aux bornes du condensateur est égale à la tension de l’alimentation UC=UG et le courant dans le circuit est nul I=0. Entre ces deux points extrême, nous pouvons appliquer la loi des mailles en tirer l’équation suivante : I = Ug-Uc/R L’allure deviens alors: 2. La décharge d’un condensateur: Les condensateurs Nous pouvons constater plusieurs choses : 1. la première est que nous avons circulation d’un courant. 2. La seconde que le potentiel aux bornes du condensateur diminue progressivement. Lorsque nous fermons le circuit, les électrons emmagasinés sur la plaque inférieure du condensateur vont migrer via le circuit ainsi fermé pour rejoindre la plaque supérieure du condensateur. Cette migration sera possible tant que nous aurons une différence de potentiel entre les deux plaques. Après un certain temps, nous pouvons remarquer que l’échange d’électrons s’est arrêté. Cela signifie que la décharge du condensateur est terminée, cela veut aussi dire que la différence de potentiel aux bornes du condensateur est égale à zéro. Tout comme pour la charge, nous pouvons analyser le temps de décharge et l’allure de cette décharge. Analysons les allures de la tension. Précisons encore qu’un condensateur ne se décharge jamais à 100%, en pratique on considère qu’un condensateur est déchargé au bout d’un temps égal à 5 fois la constante de temps. La tension aux bornes du condensateur EST alors null. En fin de décharge pratique, la tension aux bornes du condensateur est nulle UC=0 et le courant dans le circuit est nul I=0. L’allure deveins alors: Les condensateurs Les Etapes Technologiques de Réalisation d’une Résistance : Matériel 1. « T » BNC 2. 2 adaptateurs banane / BNC 3. 2 pinces croco 4. 1 câble BNC / BNC 5. 5 câbles banane 6. 1 résistance 100 kΩ sur support 7. 1 GBF 8. 1 Oscilloscope avec FFT 9. 1 ordinateur avec Regressi 10. Deux feuilles de papier alu format A4 11. Deux pochettes plastifiées « granuleuses » 12. 1 paire de ciseaux 13. 1 règle graduée Découper deux feuilles de papier aluminium au format 21 × 29,7 et les insérer dans deux pochettes plastifiées distinctes. Poser l’une sur l’autre puis connecter une pince croco sur chacune des deux feuilles : votre condensateur est prêt ! Les condensateurs Montage: 1. Installer sur la sortie 50 Ω du GBF un « T » BNC 2. Relier l’une des bornes du « T » à la voie 2 de l’oscilloscope 3. A l’autre borne du « T », Relier en série votre condensateur « maison » et une résistance R = 100 kΩ 4. Relier la voie 1 de l’oscilloscope aux bornes du condensateur ; attention les deux masses doivent être reliées ! 5. Régler le GBF sur une tension en créneaux sans uploads/Litterature/ condensate-urs.pdf