Condensateur : modèle détaillé
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Les fabricants s'efforcent de réaliser des éléments "condensateurs" dont la partie capacitive est prépondérante, ceci dans toutes les conditions d'utilisation.
Mais il est impossible de réaliser un élément qui soit purement capacitif et on peut définir le modèle suivant :
Mais il est impossible de réaliser un élément qui soit purement capacitif et on peut définir le modèle suivant :
- Ls : inductance parasite (fils de connexion, éventuel enroulement des électrodes, éventuel électrolyte)
- Rs : résistance parasite série (fils de connexion, électrodes, éventuel électrolyte)
- Rp : résistance parasite parallèle (fuite dans le diélectrique)
- C : capacité
La figure ci-contre illustre le module de l'impédance d'un condensateur en fonction de la fréquence, calculé avec le modèle ci-dessus. On peut définir trois zones :
- Zone résistive : caractérisée par la résistance de fuite Rp. Cette valeur limite la durée de stockage lorsque le condensateur est utilisé comme "réservoir d'énergie électrique"
- Zone capacitive : caractérisée par la capacité C. C'est la zone de travail habituelle du condensateur
- Zone inductive : caractérisée par l'inductance Ls. C'est une zone à éviter en pratique puisque le condensateur présente une impédance qui croît en fonction de la fréquence, ce qui est l'inverse de son comportement souhaité
Note :
La fréquence de résonnance série qui délimite les comportements capacitif et inductif dépend de la technologie employée. Dans le cas des condensateurs électrolytiques, cette fréquence est relativement basse (de l'ordre de 1MHz voire moins, selon la valeur de la capacité). Ceci explique pourquoi il est nécessaire en pratique de mettre de plus petites capacités (technologie céramique par exemple) en parallèle avec les condensateurs électrolytiques, lorsque ces derniers servent au stockage de l'électricité. Une bonne pratique consiste à mettre un condensateur électrolytique par carte imprimée et des condensateurs céramique de plus faible valeur (10 à 100nF) directement aux bornes des circuits intégrés. Ceci se justifie d'autant plus que les lignes d'alimentation des circuits intégrés forment des inductances en série avec une résistance. Les condensateurs céramiques servent alors à fournir les pointes de courant (importantes dans les circuits numériques) alors que le condensateur électrolytique sert de réservoir à plus long terme.
La fréquence de résonnance série qui délimite les comportements capacitif et inductif dépend de la technologie employée. Dans le cas des condensateurs électrolytiques, cette fréquence est relativement basse (de l'ordre de 1MHz voire moins, selon la valeur de la capacité). Ceci explique pourquoi il est nécessaire en pratique de mettre de plus petites capacités (technologie céramique par exemple) en parallèle avec les condensateurs électrolytiques, lorsque ces derniers servent au stockage de l'électricité. Une bonne pratique consiste à mettre un condensateur électrolytique par carte imprimée et des condensateurs céramique de plus faible valeur (10 à 100nF) directement aux bornes des circuits intégrés. Ceci se justifie d'autant plus que les lignes d'alimentation des circuits intégrés forment des inductances en série avec une résistance. Les condensateurs céramiques servent alors à fournir les pointes de courant (importantes dans les circuits numériques) alors que le condensateur électrolytique sert de réservoir à plus long terme.
