Les condensateurs

Un condensateur est un composant électronique appelé aussi capacitor. Le condensateur, tel qu'il a été imaginé au début, est composé de deux plaquettes parallèles séparées par un isolant. Aujourd'hui, on en trouve de toutes formes : cylindrique, plat, etc.

A quoi sert un condensateur ?

Le condensateur a la capacité d'emmagasiner une charge électrique durant la phase de charge, puis de la libérer à la demande (on appelle cette phase la phase de déchargement). Ce composant peut également servir à temporiser, à retarder, ... en fonction de son utilité dans le circuit électrique. La capacité d'un condensateur est exprimée en F (Farad) et les l'ordres de grandeur d'une capacité d'un condensateur est généralement à l'ordre de pF (picofarads) ou µF (microfarads). 

La charge q stockée et la tension U aux bornes du condensateur sont liées par la relation suivante :

q = C × U

avec :

• U : la tension aux bornes du condensateur mesuré en Volts (V)
• C : la capacité du condensateur mesuré en Farads (F)
• q : la charge positive exprimé en Coulombs (C)

Un condensateur est constitué de deux électrodes métalliques séparées électriquement par un matériau non conducteur appelé de diélectrique :

Schéma et différents types

Pour modéliser un condensateur, deux lignes parallèles représentent les deux électrodes du composant, séparées par un petit espace représentant le diélectrique. L'image ci-dessous représente cette schématisation électrique :

Ce composant joue un rôle fondamental dans l’électronique d’aujourd’hui. En effet, il est présent dans la plupart des assemblages et montages électriques et/ou électroniques sous plusieurs formes. C'est pourquoi il est capital de bien comprendre son fonctionnement.

Les différentes variantes sont principalement quatre :

Condensateur non-polarisé	Condensateur polarisé	Condensateur ajustable	Condensateur variable

Différents types de condensateurs

Sur le marché de nos jours, il existe plusieurs formats et types de condensateurs en fonction de l'usage final dont les plus importants sont énumérés ci-dessous :

• Condensateurs céramiques
• Condensateurs à film
• Condensateurs électrolytiques
• Supercondensateurs
• Condensateurs mica
• Condensateurs verre
• Condensateur de traversée
• Condensateurs ajustables

Identification et code couleur

Pour identifier la valeur d'un condensateur, il est nécessaire d'en connaître le type au préalable. D'ailleurs, certains condensateurs sont identifiables par une écriture directe (un simple affichage en clair), d'autres par un codage particulier et d'autres encore par un code couleurs.

Pour le marquage en clair, il n'y a aucune difficulté à lire la valeur capacitive sur le condensateur. Dès que le symbole F ou le mot Farad n'est pas indiquée, et que la sous-unité n'est pas mentionnée non plus, une compréhension est nécessaire pour lire la valeur inscrite. Ci-dessous quelques exemples :

Pour un marquage chiffré, la valeur capacitive du condensateur est généralement exprimée en trois chiffres. Les deux premiers indiquent la valeur significative et le troisième est le facteur multiplicatif. Certaines indications sont suivies d'une lettre pour compléter une information complémentaire sur la tolérance.

Pour les condensateurs céramiques, un codage spécial a été adopté. Le tableau ci-dessous résume ce qui précède :

En fonction de son milieu d'utilisation et de son application dans l'industrie, un condensateur céramique doit être bien choisi. En effet, sa température de fonctionnement a un rôle primordial sur son rendement. Pour une meilleure classification, les deux normes EIA-198 et puis évolué à EIA RS-198 ont été mises en place pour identifier et déterminer la valeur à indiquer sur chaque condensateur si nécessaire. Cette indication, composée de 3 lettres comme Y5F, Y5U, Z5V, etc., détaille les caractéristiques de fonctionnement en fonction de la température.

Le tableau ci-dessous résume la correspondance pour la norme EIA RS-198 :

Il est à noter que d'autres tableaux de correspondance existent. Il est fortement recommandé de consulter la fiche technique fournie par le constructeur lors du choix de vos composants.

Pour le codage à couleur, en général, peu importe le type de condensateur et le constructeur, la relation entre les couleurs et les valeurs numériques est quasiment identique, et elle est détaillée dans le tableau ci-dessous  :

Et pour bien mémoriser l’ordre de ces codes, nous pouvons appliquer la même phrase mnémotechnique celle utilisé pour les résistances : « Ne Manger Rien Ou Jeûner Voilà Bien Votre Grande Bêtise »

Condensateur en parallèle et en série

Pour calculer la valeur exacte en Farad de plusieurs condensateur en parallèle ou en série, les règles ci-dessous doivent être appliquées :

• En série, la valeur capacitive en F équivalente d'un ensemble de condensateurs en série est égale à la somme des inverses de toutes les capacités en object.

Et sous forme d'équation, nous écrivons cela comme ci-dessous :

Ce qui donne pour notre cas de figure ci-dessus l'équation suivante : C_eq = 1/C₁ + 1/C₂ + 1/C₃ soit C_éq = (C₁ x C₂ x C₃) / (C₁ + C₂ + C₃)

• En parallèle : la valeur capacitive équivalente en F est calculée à partir de la somme des inverses de toutes les résistances en question.

Et sous forme d'équation, nous écrivons cela comme ci-dessous :

Ce qui donne d'après le schéma ci-dessus l'équation suivante : C_éq = C₁ + C₂ + C₃