ANNEE SCOLAIRE: 2019-2020

LYCÉE LE ROI DES ROIS – UNIVERS DU ROI DES ROIS

Koumassi Bia-Sud

10 BP 2616 Abidjan 10

Tel : 07-87-16-37

Cel: 59-57-33-17

1) Définition

Un condensateur est un ensemble de deux conducteurs dont les surfaces

(armatures) en regard sont séparées par un isolant appelé diélectrique. Le

diélectrique peut être de l’ai du verre, du mica… de façongénérale onsymbolise

dans un circuit un condensateur de façon suivante :

Diélectrique

2) Différent types de condensateur.

2. 1 condensateur non polarisé

Un condensateur non polarisé peut-être formé de deux feuilles

d’aluminium servant d’armature. Il peut être variable, il est utilisé dans les

radios de communication.

Symbole.

2. 2 Condensateur polarisé

Ce sont des condensateurs électrolytiques ou électrochimiques, utilisés en

électroniquepour filtrer des tensions

Symboles :

+ +

Où

3) Charge et décharge du condensateur.

3.1) expérience

1 2

A

R R

K

6V - B

+

A

Armature

Armature

LEÇON 4: LES CONDENSATEURS

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On place le commutateur k dans la position 1 onobserve la déviation de

l’aiguille du galvanomètre vers la droite ensuite elle revient à zéro. Il y

donc passage d’un courant d’intensité I1pendant une courte durée ∆t.

l’aiguille du voltmètre passe de 0 à 6v pendant la mêmedurée ∆t et reste

sur 6 v. lecondensateur est chargé.

On place le commutateur k dans la position2 l’aiguille du galvanomètre

dévie vers la gauche ensuite elle revient à 0. Un courant I2 circule une

courte durée ∆t l’aiguille du volte metre passe de 6v à 0v ; le condensateur

est déchargé.

3.2 ) Interprétation

Le commutateur est dans la position 1chargement du condensateur.

- Des e- quittent l’l’armatureà celle-ci se décharge positivement part défaut d’e- soit qa

sa charge

- Des e- arrivent sur l’armatureB ; celle-ci se charge

négativement par excès d’électrons soit qb sa

charge.

- A chaque instant le nombre d’e- quitte l’armature

A est égale au nombre d’e- qui arrivent sur

l’armature B qA=q et q=-q et la tension Uab

augmente progressivement et le condensateur se

charge quand UAB=U=6v. Il n’y a plus de

déplacement d’e- : la charge est terminée.

- Le déplacement des e- créé un courant transitoire appelé courant de charge d’intensité

i1.

- Le commutateur est dans la position 2 : décharge du condensateur.

- Les e- en excès sur l’armature B quittent progressivement tandis qu’un nombre égale

d’e- arrive sur l’armature A. la tension UABdiminue

- progressivement au fur et àmesure que |qA| es |qB| diminuée progressivement.

- Quand le condensateur est déchargé UAB=0 et qA=qB = 0

- Le déplacementd’e-crée un courant transitoire I2appelé courant de décharge.

B R

K

6V -

+ A

e-

e-

R

K

B

e-

A

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4) Capacité d’un condensateur

4-1) Expérience

4-2 Résultats

T(s) 0 5 10 15 20 25 30

UAB(V) 0 25 50 75 100 125 150

- D’une part : 𝑈

𝑡AB= k = 5 =constante T=

𝑈

𝑘AB

- D’autre part : I0 = 𝑞

𝑡aq= I0* t = * UAB

- qA= UAB = 2.10-4UAB q= C*UABavec C = 2.10-4

C’est la capacité du condensateur

4. 3 Conclusion

qA=C.UABla charge q de l’armature d’un condensateur est proportionnelle à la

tension UAB aux bornes du condensateur ; le coefficient de proportionnalité (C)

s’appelle la capacité du condensateur.

4.4) Unités

L’unité de capacité d’un condensateur est le Farad (symbole F). On utilise

couramment ses sous multiples.

- le microfarad (uF)=10-6 F

- le nanofarad (nF)=10-9F

- Le picofarad (pF)=10-12

5) Tension de claquage d’un condensateur

Le diélectrique d’un condensateur se caractérise par la valeur du

champélectrostatiquemaximum qu’il peut supporter c’est le champdisruptif la tension aux

bornes du condensateur correspondant au champdisruptif est appelé tension de claquage. Au-

delà du champdisruptif ou de la tension de claquage le condensateur est détruit.

N P

A B V

I0

k 10

-3

5

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6) Association des condensateurs.

6.1) Association en série

Exo : Calculer la capacité équivalente de deux condensateurs C1=2uF et

C2=4uF monté en série

Réponse C= 8

6𝑢𝐹 = 1,33𝑢𝐹

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6.2) Association en dérivation

7) Energie stockée par un condensateur

Un condensateur de capacité C sous une tension U emmagasine pendant sa

charge. une énergie appelée stockée

𝜀 = 1

2𝐶𝑈²

Or Q=CU

𝜀= 1

2∗ (

𝑄

𝐶)²

𝜀 = 1

2𝑄𝑈 C=

𝑄

𝑈

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Exercice 1

a) Calcule la capacité équivalente dans chaque cas.

b) On applique une tension de UAB=5000V entre A et B sur le montage 2

1) Calculer la charge QAB à ces bornes.

2) Calculer l’énergie stockée lors du passage du courant.

Exercice 2

On dispose de deux condensateur de capacités respectives C1et C2inconnu es

pour trouer ces capacité on associe les condenssateur puis on mesure la capacité

du condensateur équivalent.

Ce

- Association en serie : Ce=1,2 Uf

Détermine C1et C2