Le Condensateur avec un Diélectrique
Un condensateur est un dispositif capable de stocker une charge électrique. Il se compose généralement de deux objets conducteurs, souvent des plaques ou des feuilles, placés l’un près de l’autre mais sans se toucher. Les condensateurs sont constitués de deux plaques métalliques séparées par un isolant appelé diélectrique (par exemple, en polystyrène, huile ou air).
Les condensateurs sont des composants électroniques extrêmement utilisés et utiles dans tout circuit et appareil électronique moderne. Leur capacité dépend uniquement de la taille, de la forme et de la position relative des deux conducteurs, ainsi que du matériau qui les sépare. Un condensateur simple est composé d’une paire de plaques parallèles d’une surface A, séparées par une petite distance d. Souvent, les deux plaques sont enroulées sous la forme d’un cylindre avec un isolant comme le plastique ou le papier pour séparer les plaques.
Types de Condensateurs
Les condensateurs sont divisés en trois groupes principaux :
- Condensateurs fixes : Leur valeur est fixée pendant le processus de fabrication et ne peut être modifiée par la suite.
- Condensateurs polarisés : Ces condensateurs possèdent des polarités positive et négative spécifiques. Ils doivent toujours être connectés avec les polarités correctes dans les circuits.
- Condensateurs variables : Leur capacité peut être ajustée, utilisés principalement comme ajusteurs lors du calibrage de circuits ou en tant que dispositifs réglables dans le fonctionnement d’instruments électroniques.
Le Condensateur avec un Diélectrique
Les diélectriques ont de nombreuses applications, mais leur utilisation la plus importante se trouve dans les condensateurs. Dans de nombreux condensateurs, un matériau isolant comme du papier ou du plastique est placé entre les plaques. Ce matériau, appelé diélectrique, permet de maintenir une séparation physique des plaques.
L’insertion d’un diélectrique solide entre les plaques d’un condensateur remplit trois fonctions :
- Séparation mécanique : Maintien des deux grandes feuilles métalliques à une très petite séparation sans contact.
- Isolation électrique : Augmentation de la différence de potentiel maximale possible entre les plaques du condensateur.
- Réduction du champ électrique : Augmentation de la capacitance.
Lorsqu’un champ électrique est appliqué entre les deux plaques, il induit une charge opposée sur le diélectrique, qui s’oppose au champ électrique appliqué. Le résultat est que le champ électrique à l’intérieur du diélectrique (qui remplit l’espace entre les plaques) est réduit, permettant au condensateur de stocker plus de charge. Par exemple, si un condensateur a une capacité C0 lorsqu’il n’y a pas de matériau entre les plaques, l’insertion d’un matériau diélectrique augmente la capacité à C = κeC0, où κe est la constante diélectrique.
Il est à noter que chaque matériau diélectrique possède une force diélectrique caractéristique, qui est la valeur maximale du champ électrique avant que la rupture diélectrique ne se produise et que les charges commencent à s’écouler.
