Farad – Unité de Capacitance
La capacité est définie comme la capacité de stocker une charge électrique et est symbolisée par la lettre majuscule C. Tout couple de conducteurs séparés par un isolant (ou un vide) forme un condensateur. Deux notions de capacité étroitement liées sont couramment reconnues : la capacité propre et la capacité mutuelle.
Farad – Unité de Capacitance
L’unité SI de la capacité est le coulomb par volt. Cette unité est si couramment utilisée qu’elle porte un nom spécial, le farad (F). 1 farad = 1 F = 1 coulomb par volt = 1 C/V. Comme nous le verrons, le farad est une unité très grande. Les sous-multiples du farad, tels que le microfarad et le picofarad, sont des unités plus pratiques dans la pratique.
Par exemple, la capacité de plaques métalliques parallèles et plates de surface A et de séparation d est donnée par l’expression ci-dessous :
Comme on peut le voir, la permittivité est souvent représentée par la permittivité relative εr ou κ, qui est le rapport de la permittivité absolue ε et de la permittivité du vide ε0. εr = κ = ε/ε0
Un Farad
Un farad de capacité est une unité relativement grande de capacité, et on ne la trouve pas couramment dans la plupart des circuits électroniques. Un condensateur avec une capacité d’un farad peut stocker un coulomb (C) de charge par volt de différence de potentiel entre ses plaques.
Pour vous donner une idée de la grandeur d’un farad, considérez les exemples suivants :
- Un petit condensateur céramique typique utilisé en électronique pourrait avoir une capacité d’environ 0,1 microfarads (µF), soit un dix-millionième de farad.
- Un condensateur électrolytique typique utilisé dans les circuits d’alimentation pourrait avoir une capacité de quelques centaines ou milliers de microfarads (µF), ce qui est encore de nombreux ordres de grandeur inférieur à un farad.
- Un supercondensateur ou un ultracapaciteur, qui est un type de condensateur de haute capacité utilisé dans certaines applications de stockage d’énergie, pourrait avoir une capacité de plusieurs farads ou même des dizaines de farads.
En résumé, un farad de capacité est une unité relativement grande de capacité, et les condensateurs avec des capacités dans la gamme du farad sont typiquement utilisés seulement dans des applications spécialisées. La plupart des circuits électroniques utilisent des condensateurs avec des capacités dans la gamme du microfarad ou du picofarad.
Exemple
Disons que nous avons un condensateur avec les spécifications suivantes :
- Capacité (C) : 100 microfarads (µF)
- Tension (V) : 50 volts (V)
- Distance (d) : 0,5 millimètres (mm)
- Surface (A) : 10 centimètres carrés (cm²)
Cela signifie que le condensateur peut stocker jusqu’à 100 microcoulombs (µC) de charge par volt de différence de potentiel entre ses plaques. La tension maximale que le condensateur peut supporter sans se décomposer est de 50 volts. La distance entre les plaques est de 0,5 millimètres, ce qui signifie que la capacité du condensateur est inversement proportionnelle à cette distance – plus les plaques sont proches, plus la capacité est grande. Enfin, la surface de chaque plaque est de 10 centimètres carrés, ce qui signifie que la capacité du condensateur est directement proportionnelle à cette surface – plus la surface est grande, plus la capacité est grande.
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