Physique · Glossaire

Qu'est-ce que « Condensateur et capacité » ?

Aussi appelé : condensateur · capacité · farad

Définition 30.1 Physique du lycée · Chapitre 30 — Circuits RC et RL

Un condensateur est une paire de plaques métalliques en regard séparées par un isolant mince. Branchées à une source, les plaques prennent des charges opposées +q+q et q-q — un champ électrique remplit l’intervalle (Chapitre 14) — et la tension uu entre les plaques est proportionnelle à la charge stockée :

q=Cu.q = C\,u .

La constante CC est la capacité, en farads (F\mathrm{F}) : 1F=1C/V1\,\mathrm{F} = 1\,\mathrm{C}/\mathrm{V}.

Exemples

Exemple 30.2 (Ordres de grandeur)

Un farad est énorme — un coulomb garé par volt. Céramiques des circuits radio : pF\mathrm{pF} à nF\mathrm{nF} ; électrolytiques des alimentations de puissance et des flashs : µF\text{µ}\mathrm{F} à mF\mathrm{mF} ; supercondensateurs : des milliers de farads.

Exemple 30.9 (Les nombres d’un flash photo)

Un flash photo charge C=800µFC = 800\,\text{µ}\mathrm{F} à travers R=1.0kΩR = 1.0\,\mathrm{k}\Omega : τ=103×8.0×104=0.80s\tau = 10^3 \times 8.0\times10^{-4} = 0.80\,\mathrm{s}, donc le voyant « prêt » — câblé pour se déclencher à 95%95\% — attend 3τ2.4s3\tau \approx 2.4\,\mathrm{s} : le sifflement de l’accroche. Déclenché à travers les maigres 0.50Ω0.50\,\Omega du tube éclair, le même condensateur se vide avec τ=0.40ms\tau' = 0.40\,\mathrm{ms} : deux mille fois plus vite en sortie qu’en entrée.

Exemple 30.16 (Ordres de grandeur d’énergie)

Le condensateur de flash de l’Exemple 30.9 : 12×8.0×104×3002=36J\tfrac12 \times 8.0\times10^{-4} \times 300^2 = 36\,\mathrm{J}. Un supercondensateur de 3000F3000\,\mathrm{F} à 2.7V2.7\,\mathrm{V} : 1.1×104J1.1 \times 10^{4}\,\mathrm{J} — l’équivalent d’une pile AA. Une bobine de 10mH10\,\mathrm{mH} à 10A10\,\mathrm{A} : 0.50J0.50\,\mathrm{J}. Moins que ce que tiennent les piles — mais libérable en une milliseconde.

Lire dans le chapitre →