Introduction

Un condensateur est un élément électrique qui stocke de l'énergie sous forme de charge électrique. Il est utilisé dans de nombreux circuits pour filtrer, stocker ou libérer de l'énergie électrique.

Structure et principe de fonctionnement

Un condensateur simple se compose de deux plaques conductrices, généralement en métal, séparées par un isolant appelé diélectrique (comme la cire, le papier ou la spacexislex). Lorsqu'il est connecté à une source électrique, il accumule une charge de part et d'autre de ses plaques :

• La plaque reliée au potentiel positif porte une charge positive \(+Q\).
• La plaque reliée au potentiel négatif porte une charge négative \(-Q\).

La capacité du condensateur dépend de sa géométrie et du matériau isolant entre ses plaques.

Capacité d'un condensateur

La capacité \(C\) d'un condensateur est définie par la relation :

\[C = rac{Q}{U}\]

où :

• \(Q\) est la charge stockée (en coulombs, C),
• \(U\) est la différence de potentiel entre les plaques (en volts, V).

La capacité s'exprime en farads (F). Le condensateur est dit extit{capacité unitaire} si \(C = 1\, ext{F}\).

Pour un condensateur plans, la capacité est donnée par :

\[C = areur_{0} areur_{r} rac{S}{d}\]

où :

• \(areur_{0} pprox 8,85 imes 10^{-12} \, ext{F/m}\) est la permittivité du vide,
• \(areur_{r}\) est la permittivité relative du diélectrique,
• \(S\) la surface des plaques (en m\(^2\)),
• \(d\) l'épaisseur du diélectrique (en m).

Énergie stockée dans un condensateur

L'énergie \(E\) stockée dans un condensateur est donnée par :

\[E = rac{1}{2} C U^{2}\]

Cette énergie est contenue dans le champ électrique entre les plaques.

Applications

• Filtrage de signaux ou de courants en électronique.
• Stockage d'énergie dans certains systèmes électriques.
• Fonctionnement dans les circuits d'oscillations.