Dans les circuits électroniques, les condensateurs assurent notamment une stabilité de l'alimentation électrique.
Principe de fonctionnement
Un condensateur est un composant électronique ou électrique qui absorbe et restitue de l’électricité, à l’image d’un ressort. Il est constitué de deux armatures conductrices (les électrodes) séparées par un isolant (le diélectrique).
Mises sous tension, les armatures tentent d’échanger des électrons mais ceux-ci sont rapidement arrêtés par l’isolant. Les zones de contact armature/diélectrique se chargent ainsi d’énergie électrique statique (Q en coulombs), en quantité proportionnelle à la tension appliquée (U en volts) et à la capacité de stockage (C en farads) du matériau isolant (Q = C x U).
Usages
De tailles et de technologies diélectriques multiples, les condensateurs sont utilisés partout en électronique et en électricité, depuis les oscillateurs à très hautes fréquences des microprocesseurs jusqu’aux redresseurs et onduleurs des alimentations en courants alternatifs et continus. Des bancs de condensateurs de très grandes capacités sont également utilisés pour produire les décharges alimentant les lasers et les accélérateurs de très grande puissance.
Les condensateurs sont donc des composants essentiels dans de nombreux circuits électroniques, en raison de leur capacité à stocker et à libérer de l'énergie électrique de manière contrôlée. Leur fonction de stockage temporaire de charge électrique les rend indispensables dans les circuits de filtrage, où ils aident à lisser les variations de tension, ou dans les circuits de temporisation, où ils définissent des délais précis. Par ailleurs, les condensateurs sont souvent utilisés pour découpler les signaux électriques dans les circuits, isolant ainsi différentes parties du circuit les unes des autres afin d'éviter les interférences et les perturbations.
Technologies
La technologie des condensateurs varie en fonction de l'application spécifique.
- Les condensateurs électrolytiques offrent une grande capacité de stockage dans un espace relativement compact, ce qui les rend idéaux pour les applications nécessitant une forte densité d'énergie, comme les alimentations électriques et les systèmes audio.
- Les condensateurs céramiques sont couramment utilisés dans les circuits à haute fréquence et les appareils mobiles en raison de leur faible taille et de leur excellente stabilité thermique.
- D'autres types, comme les condensateurs à film ou les supercondensateurs, sont utilisés pour des applications spécifiques nécessitant une durée de vie plus longue, une plus grande stabilité ou une capacité de charge très élevée.
Gestion thermique
La gestion thermique des condensateurs est un aspect crucial de leur conception et de leur utilisation. Lorsqu'ils sont soumis à des tensions élevées ou à des charges répétitives, les condensateurs peuvent chauffer, ce qui peut altérer leurs propriétés électriques et entraîner une défaillance prématurée.
Pour éviter cela, il est important de veiller à ce que les condensateurs soient bien ventilés ou refroidis, et de choisir des composants avec des marges de sécurité suffisantes par rapport aux conditions d'exploitation prévues.
