Les condensateurs sont principalement utilisés pour :
stocker de l'énergie.
stabiliser une alimentation électrique (c'est une application liée au stockage de l'énergie : il se décharge lors des chutes de tension et se charge lors des pics de tension) ;
traiter des signaux périodiques (filtrage par exemple) ;
séparer le courant alternatif du courant continu, ce dernier étant bloqué par le condensateur.
Il existe des condensateurs qui peuvent stocker énormément de charge dans peu d'espace, on parle alors desupercondensateurs.
Le condensateur est caractérisé par le coefficient de proportionnalité entre charge et tension, appelécapacité électrique (ou simplement capacité) et exprimé enfarads (F). La relation caractéristique d'un condensateur idéal est :
La borne au potentiel le plus élevé (borne positive) est donc chargée positivement.
La charge « totale » d'un condensateur est donc nulle. Procédant par influence électrostatique, le courant « pénétrant » par une borne ressort à l'identique par l'autre borne, bien que les armatures soient séparées par un isolant.
Si l'on oriente la branche de circuit contenant le condensateur dans le sens : borne 1 → borne 2, fixant ainsi le sens positif du couranti, on définit alors algébriquement la tensionu dans le sens opposé (« convention récepteur ») :
.
Il devient alors possible de définir algébriquement une relation entre le courant circulant dans la branche et la dérivée temporelle de la tension :
.
Lorsque l'on connecte un condensateur à un générateur de tension continue à l'aide d'un circuit ayant une résistanceR, la valeur de la tension aux bornes du condensateur en régime transitoire est définie en fonction du temps pour un système du premier ordre par la relation suivante :
Plusieurs types de condensateurs. De gauche à droite : céramique multicouche, céramique disque, filmpolyester multicouche, céramique tubulaire,polystyrène, film polyester métallisé, électrolytique aluminium. Unité de mesure : centimètre.
Uncondensateur est uncomposant électronique élémentaire, constitué de deux armatures conductrices (également appelées « électrodes ») eninfluence totale et séparées par un isolantpolarisable (ou « diélectrique »). Sa propriété principale est de pouvoir stocker des charges électriques opposées sur ses armatures. La valeur absolue de ces charges est, en première approximation, proportionnelle à la valeur absolue de la tension qui lui est appliquée.
Un condensateur est constitué fondamentalement de deux armatures conductrices appelées « électrodes », très proches l'une de l'autre, séparées par unisolant appelé « diélectrique ».
La charge électrique emmagasinée par le condensateur est proportionnelle à la tension appliquée entre ses deux armatures. Aussi, un tel composant est-il principalement caractérisé par sacapacité, rapport entre sa charge et la tension.
La capacité d’un condensateur se détermine essentiellement en fonction de la géométrie des armatures et de la nature du ou des isolants ; la formule simplifiée suivante, davantage adaptée à un condensateur plan, est souvent utilisée pour estimer sa valeur :
où :
S désigne la surface des armatures en regard (qui s'exprime en mètres carrés, m2),
L'unité de base decapacité électrique, lefarad représente une capacité très élevée, rarement atteinte (à l'exception des supercondensateurs) ; ainsi, de très petits condensateurs peuvent avoir des capacités de l'ordre dupicofarad (pF).
Une des caractéristiques des condensateurs est leur tension de service maximale, qui dépend de la nature et de l'épaisseur de l'isolant entrant dans leur constitution. Cet isolant présente une certainerigidité diélectrique, c'est-à-dire une tension au-delà de laquelle il peut apparaître un violent courant declaquage qui entraîne une destruction du composant (sauf pour certains d'entre eux, dont l'isolant est dit auto-cicatrisant).
La recherche de la plus forte capacité pour les plus faibles volume et coût de fabrication conduit à réduire autant que possible l'épaisseur d'isolant entre les deux armatures ; comme la tension de claquage diminue également dans la même proportion, il y a souvent avantage à retenir les meilleurs isolants.
De nombreuses techniques, souvent issues de lachimie, ont permis d'améliorer sensiblement les performances des condensateurs, que l'on relie à la qualité du diélectrique employé. C'est donc la nature du diélectrique qui permet de classer les condensateurs :
les condensateurs non polarisés, de faible valeur (quelquesnano- oumicrofarads) sont essentiellement de technologie « Mylar » ou « céramique » ;
les condensateurs dits polarisés sont sensibles à lapolarité de la tension électrique qui leur est appliquée : ils ont une borne négative et une positive. Ce sont les condensateurs de technique « électrolytique » (également appelée, par abus de langage, « chimique ») et « tantale ». Une erreur de branchement ou une inversion accidentelle de latension conduit généralement à leur destruction, qui peut être très brutale, voire explosive ;
lessupercondensateurs ont une énorme capacité mais une faible tenue en tension (quelques volts). Ils ont été développés à la suite des recherches effectuées pour améliorer lesaccumulateurs. La capacité qui peut dépasser la centaine de farads est obtenue grâce à l'immense surface développée d'électrodes sur support decharbon actif ;
les condensateurs à capacité variable, employés par exemple pour la réalisation des filtres RLC réglables.Principe du condensateur ajustable
Quand les plaques sont rapprochées, la capacité augmente rapidement, de même que le gradient de tension (c'est-à-dire le champ électrostatique). Par exemple, le champ dans un condensateur soumis à seulement 5 volts et dont les plaques sont distantes de 5 micromètres est de1 million de volts par mètre. L'isolant joue donc un rôle capital. L'isolant idéal aurait une résistance infinie et une transparence totale au champ, n'aurait aucun point d'éclair (gradient de champ où apparaît un arc), n'aurait aucune inductance (qui limite la réaction aux hautes fréquences : un condensateur idéal laisserait passer la lumière par exemple), etc. Un isolant doit donc être choisi selon le but recherché, c’est-à-dire l'usage voulant être fait du condensateur.
Contrairement à tout autre condensateur, lorsqu'on les fabrique, on ne met pas d'isolant entre les deuxconducteurs. D'ailleurs, un électrolytique neuf conduit lecourant continu. En fait, un des conducteurs estmétallique, l'autre est unegelée conductrice : le conducteur métallique est simplement inséré dans la gelée. Lorsqu'on applique unetension pour la première fois, une réaction chimique (appeléeélectrolyse, d'où le nom) a lieu, ce qui crée une interface isolante à la surface du métal. Évidemment, sitôt formée, cette couche empêche le courant de passer et donc sa propre formation. Il en résulte une couche isolante très mince (quelques molécules d'épaisseur) d'où la très grandecapacité des condensateurs électrolytiques en fonction de leur volume. D'où aussi leur tension maximale limitée (quelques centaines de volts).
Cependant, la gelée n'est pas aussi bonne conductrice qu'un métal : un condensateur électrolytique a donc une résistance série non négligeable qui crée un « zéro » au sens desfonctions de transfert (filtre passe-bas) avec la capacité. De plus, uncourant alternatif passant dans la gelée déforme lesorbitales des électrons descouches de valence qui lient la gelée, créant une petitevibration mécanique dans la gelée, d'où :
Il existe deux techniques de condensateurs au tantale :
Les condensateurs autantale àélectrolyte solide : ce sont des condensateurs où la première électrode est le tantale, et la seconde du dioxyde de manganèse MnO2.
Le contact avec le dioxyde de manganèse est assuré par une couche de métallisation à base d'argent.
Cette technologie apporte les avantages suivants :
pas de dégradation dans le temps, en stockage ou en utilisation ;
coût faible.
Les condensateurs autantale à électrolyte liquide (WET Tantalum) :ce sont des condensateurs où la première électrode est le tantale, et la seconde un gel conducteur.
plus de résistance série (ESR) que les modèles « solides » ;
faibles inductances série ;
faibles résonances ;
capacité d'auto-cicatrisation élevée, d'où une grande fiabilité ;
coût plus élevé.
En effet, l'électrolyte liquide est capable d'oxyder le tantale en cas de défaut dans la couche d'oxyde, cette régénération en fait des condensateurs de grande fiabilité, ils sont souvent choisis pour des applications où la fiabilité est un critère déterminant ; exemple : utilisation dans unsatellite. Par contre, cette possibilité signifie qu'un courant de fuite plus élevé est possible, à prendre en compte dans la conception.
Les condensateurs à électrolyte liquide sont plus coûteux, en raison des matériaux utilisés : argent ou encore tantale massif pour le boîtier (à cause de l'électrolyte acide), ainsi que des procédés de fabrication plus complexes (assemblage étanche), ils sont de fait réservés à des applications « haut de gamme ».
Les condensateurs au tantale solide présentent une résistance série extrêmement faible, ce qui en fait un composant préférentiel pour lesdécouplages d'alimentation sur les cartes.
Les condensateurs au tantale ont toutefois un défaut : ils présentent une légère non-linéarité, c'est pourquoi ces condensateurs sont déconseillés pour la transmission de signaux (création d'harmoniques paires) sauf lorsqu'ils sont associés à d'autres condensateurs non électrolytiques pour former un condensateur composite.
Les condensateurs au tantale solide ont également un autre défaut : le tantale risque de prendre feu en cas de dépassement du courant ou en cas de défaillance. C'est pourquoi ils sont peu utilisés dans des applications où cela présente un danger pour l'utilisateur (automobile par exemple).
autres (influence de latempérature, le vieillissement des matériaux, etc.).
L'hystérésis de charge est un effet qui fait que, en dessous d'une tension seuil (faible), la gelée ne laisse pas passer de courant (par exemple, un gros condensateur électrolytique de 1 farad soumis à une tension de 5 microvolts n'accumulera pas une charge de 5 microcoulombs). Il en résulte donc que les faibles signaux alternatifs en ressortent avec une distorsion qui ressemble à celle d'unamplificateur classe B pure, quoique beaucoup moindre.
L'effet de batterie, moins négligeable, est dû à l'existence d'une réaction d'électrolyse et une d'électrosynthèse parasites qui ont lieu en présence d'un signal alternatif ou d'une tension continue. Cette charge et décharge de batterie est à ne pas confondre avec une charge et décharge de condensateur, car sa constante de temps est beaucoup plus grande. Pour l'observer, on peut charger un condensateur électrolytique, le laisser charger quelques minutes (ce qui provoque le phénomène) puis le décharger brusquement en lecourt-circuitant pendant un court moment. Au moyen d'unvoltmètre, on observera alors aux bornes la réapparition d'une tension : c'est la charge de batterie.
Un autre effet de cette technologie est que la couche isolante n'a pas toujours la même épaisseur, même pour un même modèle. L'épaisseur dépend de plusieurs facteurs : la température, les micro-aspérités microscopiques du métal, les vibrations, l'humidité lors de la fabrication, l'âge du condensateur, l'usage auquel il a été soumis, etc. C'est pourquoi la capacité des électrolytiques est toujours présentée avec une grandetolérance (typiquement –20 % à +100 % pour les gros), ce qui en fait des mauvais candidats pour faire des filtres précis ou des bases de temps.
Ils sont fabriqués selon la définition classique du condensateur : deux conducteurs métalliques séparés d'un isolant. Comme toujours, l'isolant, choisi en fonction de l'usage qu'on veut en faire, déterminera la nature du condensateur.
Condensateur variable : plusieurs positions du rotor.
Cette catégorie comprend les condensateurs variables/ajustables et certaines capacités de faible valeur réalisées à l'aide ducircuit imprimé lui-même. Ses caractéristiques d'isolation sont relativement faibles et sensibles à l'humidité ambiante.
Exemple
Condensateur ajustable à air (utilisés dans les postes récepteurs de radio pour le choix des stations).
Description
Ils sont constitués d'armatures mobiles l'une par rapport à l'autre ; les surfaces en regard déterminent la valeur du condensateur.
les avantages d'une inductance extrêmement faible et d'une très grande résistance parallèle, c'est pourquoi les condensateurs à isolant céramique sont largement utilisés :
dans les applications haute fréquence (jusqu'à des centaines de gigahertz),
dans les applications haute tension (circuits à valves (tubes) par exemple),
pour les composants de surface, car ils se prêtent bien à une miniaturisation ;
les inconvénients :
d'être mécaniquement fragile,
d'être extrêmement sensible à la chaleur : le simple fait de le toucher fait varier sa capacité,
d'avoir un champ d'éclair pas très élevé. Ils nécessitent une certaine distance entre les plaques et se prêtent donc mal aux grandes capacités (ce qui n'a pas d'importance dans les hautes fréquences),
d'avoir une légère hystérésis de charge et de générer un tout petit peu de bruit lorsque le dV/dt (courant donc) est élevé (grande amplitude de signal ou très haute fréquence). Ce bruit étant unbruit blanc, il a peu d'effet sur les circuits haute fréquence, ceux-ci étant généralement accordés (syntonisés) sur une bande étroite.
Plusieurs classes de céramiques sont définies selon leur tenue en température[1] :
les céramiques C0G (NP0) présentent une grande stabilité et sont utilisées pour les applications de haute fréquence, et chaque fois que l'on exige une bonne stabilité en température. Malheureusement, ces céramiques ne présentent pas une très grande constante diélectrique, ce qui limite la valeur de la capacité : 200 nanofarads au maximum, pour les composants de surface ;
effet piézoélectrique avec X5R ou X7R, le condensateur fait office de microphone. Il faut préférer le type C0G pour les applications audio ;
les céramiques Y4T et Z5U, ont des dérives en température de l'ordre de 50 % dans les gammes citées plus haut, et sont donc réservées aux fonctions dedécouplage. Par contre on peut obtenir des capacités jusqu'à 200 microfarads en composants de surface ;
les céramiques particulières pour les hyperfréquences, de très haute stabilité et de très faible facteur de perte. Ces céramiques ont un coût nettement supérieur, mais sont indispensables pour certaines applications.
Ces condensateurs, généralement de faible valeur, sont utilisés en haute fréquences et en moyenne et haute tension. Ils ont une bonne stabilité (étalon de mesure par exemple), mais ils coûtent environ deux fois plus cher qu'un condensateur céramique de tension et capacité égale par exemple.
Condensateurs film à base de matériaux synthétiques
Deux méthodes sont utilisées : soit par l'utilisation de feuilles conductrices et isolantes (film/foil construction), soit par dépôt d'aluminium sur le diélectrique (metallized film capacitor). La deuxième méthode diminue le coût, le volume, le poids des condensateurs, mais diminue également le courant admissible[3].
L'avantage dupolyéthylène est qu'il peut être étiré (oulaminé) très mince et peut donc permettre des capacités appréciables dans un petit volume (pas comparables aux électrolytiques, cependant). Il est facile à fabriquer et à former, ces condensateurs sont donc peu coûteux. Les condensateurs à polyéthylène sont très employés dans les circuits audio de moyenne à bonne qualité et dans des circuits demandant une faible variation de capacité avec l'âge et l'humidité.
Le grand avantage des condensateurs en polystyrène est leur qualité. Ils sont très stables. Pour cette raison, ils sont employés là où la précision est requise : circuits syntonisés à bande étroite, bases de temps… Leurbruit est pratiquement indécelable et très proche de la limite théorique (limite de Johnson). Ils sont très peu sensibles à la température et à l'âge et, pour autant qu'on reste en deçà des limites de courant et tension du manufacturier, insensibles à l'usage. Leur inductance parasite dépend du montage : certains sont faits de deux feuilles de métal et deux feuilles de polystyrène enroulées en spirale : ceux-là présentent une bonne précision de la capacité au prix d'une certaine inductance parasite (faible). D'autres sont faits de plaquesmoulées dans un bloc de polystyrène : ils sont moins précis pour la capacitance (ce qui n'est pas un problème pour les circuits de précision qui ont toujours un élément ajustable) mais ont une inductance parasite extrêmement faible.
Polypropylène
Les condensateurs polypropylène (PP) sont très utilisés en audio et dans les applications impulsionnelles (alimentations à découpage, circuits d'aide à la commutation, etc.) car ils sont caractérisés par une résistance série très faible et admettent donc des courants efficaces importants. Ils sont aussi moins chers que les condensateurs au polystyrène (lepolypropylène est très connu des manufacturiers de plastique : beaucoup de jouets, de meubles, boîtiers divers, pièces automobiles, téléphones portables et autres accessoires, même les sacs d'épicerie, sont faits de polypropylène). Ils sont aussi stables que le polystyrène. Ils sont moins précis en valeur nominale que les condensateurs au polystyrène (ils ne sont pas utilisés dans les circuits de référence comme les bases de temps précises). Ils sont aussi assez volumineux pour leur capacité, le polypropylène se prêtant mal, lui aussi, à un laminage très fin.
Les condensateurs à film papier ont été utilisés dans les anciens récepteurs radio. Ils ont été abandonnés du fait de leur mauvais vieillissement, entraînant un important courant de fuite. ils peuvent être trouvés chez des luthiers, les guitaristes adeptes d'un sonvintage les utilisant parfois sur les guitares électriques.
Verre
Les condensateurs multicouches avec un diélectrique en verre sont utilisés pour leur stabilité en température et leur durée de vie[6].
Lorsqu’on maintient une tension u entre les bornes d’un condensateur un champ électrique Е s’établit entre ses armatures.
Chaque diélectrique est caractérisé par le champ électrique maximal qu’il peut supporter. Ce champ, appelé champ disruptif constitue la limite au-delà de laquelle une étincelle jaillit entre les deux armatures provoquant la décharge du condensateur accompagné généralement de sa détérioration : c’est le claquage du condensateur.
La valeur des condensateurs électroniques est marquée sur leurs boîtiers sous quatre formes principales. Elle est en clair sur les condensateurs de grosseur suffisante pour accueillir l'inscription (exemple : 10 µF). Le caractère µ est parfois transformé en la lettre u comme dans 10 uF. Le fabricant peut utiliser le code de couleursCEI 60757 relativement peu employé sauf sur certains condensateurs en boîtier plastique. Le plus souvent sur les condensateurs de taille modeste et de précision normale, la valeur est notée enpicofarads (pF) dans le format XXY où XX correspond aux deux premiers chiffres de la valeur et Y à la valeur de l'exposant de dix ennotation scientifique[7]. Une lettre peut suivre pour indiquer la tolérance (J pour ±5 %, K pour ±10 % ou M pour ±20 %)[8].
Par exemple la signification des marquages suivants est :
La dernière manière de marquer la valeur capacitive sur les condensateurs ressemble à la première, elle est en « clair » pour autant que l'on sache que l'unité de lecture est le microfarad [µF]. S'il est marqué :
Unmultimètre en modeohmmètre peut être utilisé pour vérifier si un condensateur est défectueux ou non mais permet aussi d’estimer la valeur de sa capacité si cette dernière est à minima de l’ordre du microfarad[9].
Le principe de base est le suivant : on utilise un multimètre numérique en ohmmètre qui a la propriété de délivrer un courant constant (il se comporte comme ungénérateur de courant) pour charger le condensateur à tester. Ensuite les relations valables lors d’une charge à courant constant : q(t) = I dt = C duc(t) permettent d’évaluer la valeur de C grâce à la mesure du temps nécessaire pour atteindre la valeur limite de l’ohmmètre.
On retire le condensateur à tester du dispositif, il ne doit être relié à aucun autre circuit ou composant.
On le décharge complètement en le connectant à une résistance ou en le court-circuitant.
On sélectionne un calibre, ce qui nécessite de connaitre le multimètre utilisé et de tenir compte de l’ordre de grandeur de la capacité à mesurer.
La majorité des appareils délivrent un courant qui provoque une chute de tension de 2 V au calibre maximum. Par exemple sur le calibre 2 MΩ, le courant délivré vaut 1 µA. Si l’on dispose d’un deuxième multimètre, on pourra mesurer avec exactitude la valeur constante de l’intensité délivrée par l’appareil lorsqu’il est réglé sur ce calibre.À noter qu’un courant de cette intensité permet de charger un condensateur de 1 µF sous une tension de 2 V en 2 secondes, c’est pourquoi il est illusoire de mesurer une capacité inférieure à cette valeur. Cependant la quasi-totalité des condensateurs utilisés dans le petit électroménager ont des valeurs de capacité supérieures au µF.
La relation suivante permet d’évaluer la valeur de la capacité d’un condensateur en bon état :
avec :
valeur de l’intensité délivrée par le multimètre.
valeur de la tension correspondant au calibre maximal.
Ces deux valeurs peuvent être mesurées par un autre multimètre.
Δt : durée nécessaire pour atteindre le calibre maximal (la valeur affichée est alors souvent OL)
Si le condensateur n’est pas polarisé, peu importe ensuite le sens du câblage.
S’il est polarisé (condensateur électrochimique) on prendra garde à connecter la borne négative du condensateur sur la masse du multimètre (la borne "com").
Si le condensateur est en bon état, les valeurs qui apparaissent sur l'écran partent de quasiment zéro, et augmentent de manière régulière jusqu’à la limite du calibre.
La valeur initiale n’est jamais nulle car le temps de la mesure, de l’ordre de quelques centaines de ms, suffit à charger un peu le condensateur.
Si la valeur reste faible et constante, le condensateur est en court-circuit, il est hors d’usage.
Si la valeur est d’emblée très élevée, le condensateur est un circuit ouvert (à la suite d'un claquage par exemple ou une connexion défectueuse) il est également hors d’usage. Attention toutefois à s’assurer de ne pas avoir choisi un courant d’intensité trop élevé (donc un faible calibre de l’ohmmètre) qui chargerait de manière quasi instantanée un condensateur de faible capacité.
Enfin, on peut évaluer les éventuels courants de fuite de cette manière ; lorsque le multimètre indique une valeur proche de la mi calibre (par exemple 100 kΩ sur le calibre 200 kΩ), on débranche le condensateur, on attend plusieurs secondes, puis on reconnecte le multimètre. Si l’affichage indique quasiment la même valeur que celle qui était affichée au moment où l’on a débranché, cela signifie que la charge du condensateur est restée la même et qu’il n’y a pas de courant de fuite significatif.
Calcul des circuits comportant un ou des condensateur(s)
Symbole d'un condensateur non polarisé dans un circuit.
L'intensité qui circule dans la branche où est présent un condensateur, ne dépend pas directement de la tension aux bornes de ce condensateur, mais de la variation de cette tension. Ainsi, on écrit généralement l'équation (en convention récepteur, étant la charge de l'armature sur laquelle arrive) :
On peut ainsi en déduire l'impédance du condensateur alimenté par une tension fonction périodique du temps :
où U et I sont les valeurs efficaces de la tension et de l'intensité.
Latransformation complexe appliquée à la tension et à l'intensité permet de déterminer l'impédance complexe :
Ces relations montrent bien qu'un condensateur se comporte comme un circuit ouvert (impédance infinie) pour une tension continue et tend à se comporter comme un court-circuit (impédance nulle) pour les hautes fréquences. Pour ces raisons, ils sont utilisés pour réaliser desfiltres, en les associant avec desrésistances, descomposants actifs (on parle defiltre actif, quand descomposants réactifs — condensateurs ouinductances — sont utilisés dans la boucle decontre-réaction d'unamplificateur), et/ou des inductances. L'usage d'inductances est cependant généralement limité auxapplications HF (radiocommunication) pour lesquelles on n'a pas besoin de valeurs élevées, ou aux applications dans lesquelles on ne dispose pas d'une alimentation pour mettre en œuvre un filtre actif et/ou pour lesquelles le coût élevé de fabrication d'une inductance de valeur importante n'a pas un impact important sur le coût global (dans les filtres de séparation des voies sur desenceintes acoustiques de qualité, par exemple).
Un condensateur stocke de l'énergie sous forme électrique.
Cette énergieE (joules) s'exprime en fonction de sa capacitéC (farads) et de sa chargeq (coulombs) (ou de sa tensionu) selon[10] :
On remarque que cette énergie est toujours positive (ou nulle) et qu'elle croît comme le carré de la charge ou de la tension.
Ces propriétés sont analogues à celles de l'énergie cinétique d'une massem animée d'une vitessev.
Démonstration
La puissance est la dérivée de l'énergie par rapport au temps :
La puissance est également le produit de l'intensité et de la tension :
Or, par définition de l'intensité :
De plus, la loi de comportement du condensateur stipule que, d'où
D'où, par intégration :
Une autre démonstration est possible : supposons un condensateur initialement déchargé (donc de potentiel nul). On veut monter le condensateur à un potentiel (égal à la différence de potentiel entre les deux armatures). On apporte plein de charges jusqu'aux armature. Cette opération coûte un travail élémentaire :
Pour obtenir le travail total, on intègre de 0 jusqu'au potentiel souhaité[11].
La puissance électriqueP reçue par le condensateur est :
qui est bien la dérivée de l'énergie annoncée précédemment (en convention récepteur).
Si la puissance est positive (puissance reçue) cette énergie augmente, le condensateur se charge. Inversement, lorsque le condensateur se décharge, l'énergie diminue, la puissance est négative : elle est cédée par le condensateur au monde extérieur.
Il en résulte qu'il est difficile de faire varier rapidement la tension aux bornes d'un condensateur et ceci d'autant plus que la valeur de sacapacité sera élevée. Cette propriété est souvent utilisée pour supprimer des variations de tension non désirées (filtrage).
Inversement, une décharge très rapide d'un condensateur dans une utilisation de faible résistance électrique est possible. Une énergie importante est délivrée dans un temps très court (donc avec une très forte puissance). Cette propriété est entre autres exploitée dans les flashs électroniques et dans les alimentations de lasers pulsés.
Il est préférable de parler depuissance reçue (ou cédée) plutôt que depuissance consommée.
Ce dernier qualificatif laisse à penser que la puissance reçue est « perdue » ou du moins dissipée. Ce qui est le cas d'une résistance qui « consomme » de la puissance électrique, toujours positive pareffet Joule, la puissance Joule « consommée » s'écrivant :
Lorsque deux condensateurs sont placés en parallèle, donc soumis à la même tension, le courant à travers cet ensemble est la somme des courants à travers chacun des condensateurs. Ceci a pour conséquence que la charge électrique totale stockée par cet ensemble est la somme des charges stockées par chacun des condensateurs qui le composent :
donc :
Ce raisonnement est généralisable àn condensateurs en parallèle : le condensateur équivalent àn condensateurs en parallèle a pour capacité la somme des capacités desn condensateurs considérés.
La tension maximale que peut supporter l'ensemble est celle du condensateur dont la tension maximale est la plus faible.
Lorsque deux condensateurs sont en série, donc soumis au même courant, il en résulte que la charge stockée par chacun d'eux est identique.
ou
d'où
Ce raisonnement étant généralisable àn condensateurs, on en déduit que le condensateur équivalent àn condensateurs en série a pour inverse de sa capacité la somme des inverses des capacités desn condensateurs considérés.
Cette association est généralement une association den condensateurs identiques ayant pour but d'obtenir un ensemble dont la tension maximale qu'il peut supporter est égale à n fois celle des condensateurs utilisés, ceci au prix d'une division de la capacité parn.
Les condensateurs sont très souvent utilisés dans les circuits de hautes fréquences. Sur ces fréquences, les éléments parasites peuvent changer notablement les valeurs calculées. En général, jusqu'aux fréquences de quelques gigahertz, deux éléments parasites doivent être pris en compte : l'inductance du boîtier et la résistance équivalente série. L'introduction de ces deux éléments parasites est indispensable, notamment pour la simulation des circuits au-delà de quelques centaines de MHz.
On peut considérer aujourd'hui que l'immense majorité des condensateurs utilisés en hautes fréquences sont en céramique et en composants de surface. C'est donc surtout ce type de condensateur qui est envisagé ici.
Le modèle d'un condensateur CMS sera donc constitué par trois éléments en série : la capacité nominale C, la résistance équivalente série Rs et l'inductance du boîtier L.
À plusieurs centaines de MHz, la simulation du circuit va exiger une modélisation encore plus fine du condensateur et de sa piste. L'ensemble sera considéré comme uneligne de transmission. On devra alors introduire l'impédance caractéristique de la ligne, fonction de la largeur du condensateur et de la piste, et de l'épaisseur du substrat sur lequel il est posé.
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