Bonjour à tous, c'est Paul de TheEngineeringMindset.com. Dans cette vidéo, nous allons étudier les condensateurs pour savoir comment ils fonctionnent, dans quelles applications ils sont utilisés et pourquoi ils sont importants. N'oubliez pas que l'électricité est dangereuse et peut-être mortelle. Vous devez être qualifié et formé avant d'effectuer des travaux électriques.
Ne touchez jamais les bornes d'un condensateur car cela pourrait provoquer un choc électrique. Qu'est-ce qu'un condensateur ? Un condensateur peut stocker une charge électrique. C'est un peu comme une batterie, sauf qu'il stocke l'énergie d'une manière différente.
Il ne peut pas stocker autant d'énergie, mais il peut se charger et libérer son énergie beaucoup plus rapidement. Cela le rend très utile et c'est pourquoi les condensateurs sont utilisés dans presque tous les circuits imprimés. Comment est-ce qu'un condensateur fonctionne ?
Visualisez une canalisation avec de l'eau qui s'écoule. L'eau continuera de couler jusqu'à ce que nous fermions la vanne. Après cela, aucune eau ne peut s'écouler.
Cependant, si après la vanne, nous plaçons un réservoir au préalable, Le réservoir stockera une partie de l'eau et l'eau continuera à s'écouler une fois la vanne fermée. Lorsque nous fermons la vanne, l'eau cessera d'alimenter le réservoir, mais nous obtiendrons toujours un écoulement régulier jusqu'à ce que le réservoir se vide. Une fois le réservoir de nouveau rempli, nous pouvons ouvrir et fermer la vanne autant de fois que nous le souhaitons. Et tant que nous ne vidons pas complètement le réservoir, nous obtiendrons un approvisionnement ininterrompu en eau à l'autre bout du tuyau.
Ainsi, nous pouvons utiliser un réservoir d'eau pour stocker l'eau et éliminer les interruptions en approvisionnement. Dans les circuits électriques, le condensateur agit comme le réservoir d'eau et stocke l'énergie. Il peut en libérer pour atténuer les interruptions énergétiques. Si nous allumons et éteignons très rapidement un circuit simple qui ne contient pas de condensateur, la lumière clignotera. Mais si nous connectons un condensateur au circuit, la lumière restera allumée pendant les interruptions, au moins pendant une courte durée, car le condensateur se décharge et alimente maintenant le circuit.
A l'intérieur d'un condensateur simple, on trouve deux plaques métalliques conductrices, qui sont généralement faites d'aluminium. Celles-ci sont séparées par un matériau isolant dit électrique tel que la céramique. Dit électrique signifie que le matériau se polarise lorsqu'il est en contact avec un champ électrique.
Nous étudierons cela à plus près bientôt. Un des côtés du condensateur est connecté au terminal positif du circuit et l'autre côté est connecté au négatif. Sur le côté du condensateur, on peut trouver une bande et un symbole.
Cela marque quel côté est le négatif. De plus, la branche négative est plus courte. Si l'on connecte un condensateur à une batterie, la tension dirigera les électrons de la borne négative vers le condensateur.
Les électrons s'accumuleront alors sur une des plaques du condensateur, tandis que l'autre plaque libérera à son tour quelques électrons. Les électrons ne peuvent cependant pas traverser le condensateur à cause du matériau isolant. A terme, le condensateur accumulera donc la même tension que la batterie et plus aucun électron ne coulera.
Il y a maintenant une accumulation d'électrons d'un côté du condensateur, cela signifie que nous avons stocké de l'énergie et que nous pouvons la libérer en cas de besoin. Parce qu'il y a plus d'électrons d'un côté par rapport à l'autre et que les électrons sont chargés négativement, cela signifie que nous avons un côté négatif et un côté positif. Il y a donc une différence de potentiel ou une différence de tension entre les deux.
On peut mesurer cela avec un multimètre. La tension électrique est similaire à la pression. Lorsqu'on mesure la tension, on mesure la différence ou la différence de potentiel entre deux points. Si vous imaginez une canalisation d'eau sous pression, nous pouvons mesurer la pression à l'aide d'un manomètre.
Le manomètre compare également deux points différents. La pression à l'intérieur du tuyau par rapport à la pression atmosphérique à l'extérieur du tuyau. Lorsque le réservoir est vide, la jauge indique zéro car la pression à l'intérieur du réservoir est égale à la pression à l'extérieur du réservoir, de sorte que la jauge n'a rien à comparer. Les deux points sont à la même pression. Il en va de même avec la tension.
On compare la différence entre deux points. Si nous mesurons la tension entre les deux pôles d'une batterie de 1,5 V, nous verrons une différence de 1,5 V entre les pôles. Mais si nous mesurons uniquement le même pôle, alors on verra 0 V, car il n'y a pas de différence.
C'est pareil. Revenons-en au condensateur. On mesure la tension entre les deux pôles et on constate une différence de tension entre les deux en raison de l'accumulation d'électrons.
On continuera d'obtenir ce résultat même si on déconnecte la batterie. Si vous vous souvenez de la vidéo sur les aimants, les opposés s'attirent l'un vers l'autre. La même chose se produit avec l'accumulation d'électrons chargés négativement.
Ils sont attirés par les charges positives des atomes de la plaque opposée. Mais ils ne peuvent jamais les atteindre, en raison du matériau isolant. Cette traction entre les deux côtés crée un champ électrique qui maintient les électrons en place jusqu'à ce qu'un autre chemin soit créé.
Si nous plaçons par exemple une petite lampe dans le circuit, il existe maintenant un chemin pour que les électrons circulent et atteignent la plaque opposée. Ainsi, les électrons circuleront dans la lampe, l'alimenteront, et les électrons pourront atteindre l'autre côté du condensateur. Cela ne durera que pendant une courte durée, jusqu'à ce que l'accumulation d'électrons s'égale de chaque côté.
Ensuite, la tension devient nulle, il n'y a donc plus de force d'attraction et aucun électron ne circulera. Une fois que l'on connecte la batterie de nouveau, le condensateur commencera à se charger. On peut donc interrompre l'alimentation et le condensateur fournira de l'énergie pendant ces interruptions. Quelles sont les applications des condensateurs ?
Les condensateurs sont utilisés partout. Ils ont des apparences différentes mais sont faciles à repérer. Dans les circuits imprimés, ils ont tendance à ressembler à quelque chose comme ça. Et nous, dans les dessins techniques, ils sont représentés comme ceci. Il existe également des condensateurs plus grands qui sont utilisés par exemple dans les moteurs à induction, les ventilateurs de plafond ou les climatisations.
Et il y en a même des gigantesques comme celui-ci qui sont utilisés pour corriger des facteurs de puissance faibles dans les grands bâtiments. Sur le côté d'un condensateur, il y a deux valeurs inscrites. Ce sont la capacité électrique et la tension. La capacité d'un condensateur est mesurée en unité farade, indiquée avec un F majuscule, bien qu'un condensateur s'évalue généralement en microfarade, donc on ajoute un symbole micro juste devant celui-ci qui ressemble à la lettre U avec une queue.
L'autre valeur est la tension électrique qui se mesure en volts avec un V majuscule. La valeur de tension marquée sur le condensateur est la tension maximale que le condensateur peut supporter. Nous avons déjà abordé la tension électrique en détail dans une vidéo précédente que vous trouverez dans les liens ci-dessous. Ce condensateur est évalué à une certaine tension nominale et si je dépasse cette valeur, il explosera. De nouveau, mais au ralenti.
Cool, non ? Pourquoi utilise-t-on des condensateurs ? L'une des applications de condensateurs les plus courantes dans les grands bâtiments est la correction du facteur de puissance. Lorsque trop de charges inductives sont placées dans un circuit, les ondes de courant et de tension se désynchronisent et le courant est en retard par rapport à la tension. Nous utilisons donc des batteries de condensateurs pour contrer cela et resynchroniser les deux.
Nous avons déjà abordé le facteur de puissance en détail précédemment. Confère les liens ci-dessous. Une autre application très courante est pour lisser les pics lors de la conversion de courant CA en CC.
Lorsque nous utilisons un redresseur en pont, l'onde sinusoidale CA est inversée pour faire circuler le cycle négatif dans une direction positive, ce qui fera penser au circuit qu'il reçoit du courant continu. L'un des problèmes de cette méthode réside dans les écarts entre les pics. Mais comme nous l'avons vu précédemment, nous pouvons utiliser un condensateur pour alimenter le circuit en énergie pendant ses interruptions, ce qui permettra de lisser l'alimentation pour qu'elle ressemble davantage à une alimentation cessée.
Nous pouvons mesurer la capacité et la tension stockée à l'aide d'un multimètre. Tous les multimètres ne peuvent pas mesurer la capacité électrique, mais je vous mets un lien ci-dessous pour le modèle que j'utilise personnellement. Vous devez être très prudent avec les condensateurs, car nous savons maintenant qu'ils stockent de l'énergie et peuvent conserver des valeurs de tension élevées pendant une longue période même s'ils sont déconnectés d'un circuit. Pour vérifier la tension, il faut sélectionner le mode tension continue, cesser sur notre multimètre, puis connecter le fil rouge au côté positif du condensateur et le fil noir au côté négatif.
Si on obtient une mesure de plusieurs volts ou plus, il faut décharger cela en toute sécurité en connectant les bornes à une résistance et en continuant à mesurer la tension. Nous voulons nous assurer que la tension se situe dans la plage des millivolts avant de manipuler le condensateur, sinon vous pourriez subir un choc électrique. Pour mesurer la capacité électrique, il suffit simplement de régler le multimètre sur la fonction condensateur.
On connecte le fil rouge au côté positif et le fil noir au côté négatif. Après un court délai, le multimètre nous donnera une valeur. On obtiendra probablement une lecture proche de la valeur indiquée, mais pas exactement.
Par exemple, celui-ci a une tension nominale de 1000 uF, mais quand nous le mesurons, nous obtenons une valeur d'environ 946. Celui-ci est évalué à 33 uF, mais nous mesurons environ 36. Ok, c'est tout pour cette vidéo, mais... Pour continuer à en apprendre plus, vous pouvez cliquer sur une de nos vidéos à l'écran maintenant pour une autre leçon avec moi. N'oubliez pas de nous suivre sur Facebook, Twitter, Instagram et bien sûr sur TheEngineeringMindset.com.