Définition du condensateur
Condensateur est un appareil capable d'accumuler charges électriques quand une différence de potentiel s'établit entre vos terminaux. LES capacitance de condensateurs, à son tour, est la mesure de la quantité de charge que l'appareil est capable d'accumuler pour une différence de potentiel donnée.
Les condensateurs sont généralement réalisés de manière simple, formés de deux plaques conductrices parallèles, appelées armatures, qui peuvent être remplies ou non d'un milieu hautement. diélectrique (isolant).
A quoi servent les condensateurs ?
Les condensateurs peuvent être utilisés à d'autres fins que leur fonction principale, qui est stocker les charges électriques. Ces appareils peuvent être utilisés sur des circuits alimentés par courants électriques alternatifs, lorsque la formation d'un courant électrique continu est souhaitée, comme dans le cas des appareils électroménagers, tels que réfrigérateurs, mélangeurs, Machines lavage et ainsi de suite.
Cependant, un courant électrique ne circulera pas dans le circuit tant que les condensateurs ne seront pas complètement chargés. Cela peut
réduire l'usure produit par le grand variantes du courant électrique généré lorsqu'un appareil électronique est allumé ou alors désactivé.En raison de leur grande facilité de stockage des charges électriques, les condensateurs peuvent également être utilisés pour répondre à la demande de courants électriques élevés requis par certains circuits haute puissance, tels que les grandes chaînes stéréo utilisées dans spectacles.
Voirégalement: Association de condensateurs
Formule de capacité
La capacité est une quantité physique liée à la quantité de charges électriques qu'un condensateur est capable de stocker pour une différence de potentiel donnée. Plus sa capacité est grande, plus la quantité de charge stockée par le condensateur pour la même tension électrique est importante.
On peut calculer la capacité par le rapport entre la quantité de charges stockées et la tension électrique :
Sous-titre:
Ç – capacité (F – farad)
Q – charge électrique stockée (C-coulomb)
U – tension électrique ou différence de potentiel (V – volts)
L'unité de capacité dans le Système international d'unités (SI) est la farad (F), unité égale coulomb par volt (CV).
La capacité est également affectée par facteurs géométriques des condensateurs: le distance (ré) entre les plaques d'induit du condensateur et son surface (LES) influent sur le montant maximum de charges qu'ils peuvent accumuler. Un autre facteur pouvant affecter la capacitance et le permissivitédiélectrique (ε) du milieu inséré entre les plaques d'un condensateur: plus la permittivité diélectrique du milieu est grande, plus grande sera la quantité maximale de charge stockée dans un condensateur.
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Ainsi, la capacité d'un condensateur à plaques parallèles peut être calculée en utilisant la relation suivante:
Sous-titre:
Ç – capacité (F)
ε – permittivité électrique du milieu (F/m)
LES – surface des plaques de condensateur (m²)
ré – distance entre les plaques de condensateur (m)
La figure ci-dessous montre un schéma d'un condensateur à plaques parallèles :
Dans la figure ci-dessus, A est l'aire de l'une des plaques et d est la distance qui les sépare.
Formule de l'énergie stockée dans les condensateurs
Nous pouvons calculer la quantité d'énergie potentielle électrique stockée entre les armatures d'un condensateur en utilisant l'équation suivante :
Sous-titre:
ETPOT – énergie potentielle électrique (J – joules)
Q – charge électrique (C – coulombs)
U – Tension électrique (ou différence de potentiel) (V – volts)
A travers l'équation ci-dessus et la formule de capacité, on peut également en déduire une deuxième équation, donnée par :
Sous-titre:
ETPOT – énergie potentielle électrique (J)
Ç – capacité (F)
U – Tension électrique ou différence de potentiel (V)
Exercice résolu
Un condensateur à plaques parallèles d'une capacité de 2,0 µF est connecté à un potentiel de 220,0 V. Calculer l'amplitude de la charge électrique stockée entre les armatures du condensateur et son énergie potentielle électrique.
Résolution:
Pour résoudre cet exercice, nous utiliserons dans un premier temps la formule de capacité qui relie la charge et la tension électrique. Regarder:
Selon les données fournies par l'énoncé de l'exercice, nous devons :
Ensuite, pour calculer l'énergie potentielle électrique stockée dans le condensateur, on utilise la formule suivante :
De cette façon, nous aurons la résolution suivante :
Par Rafael Hellerbrock
Diplômé en Physique
Souhaitez-vous référencer ce texte dans un travail scolaire ou académique? Voir:
HELERBROCK, Rafael. "Qu'est-ce qu'un condensateur ?"; École du Brésil. Disponible en: https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-capacitor.htm. Consulté le 27 juin 2021.
