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Qu'est-ce que la capacitance ?

Qu'est-ce que la capacitance ?

Un multimètre numérique peut facilement mesurer la capacitance.

La capacitance représente la capacité d'un composant ou d'un circuit à recevoir et stocker de l'énergie sous la forme d'une charge électrique.

Les condensateurs sont des appareils de stockage d'énergie dont la forme et la taille varient d'un modèle à l'autre. Ils comprennent deux plaques conductrices (généralement un métal fin) coincées dans un isolant en céramique, en plastique (pellicule), en verre ou en autres matériaux, voire d'air.

L'isolant est également appelé élément diélectrique. Il amplifie la capacité de charge du condensateur. Les condensateurs sont entre autres utilisés dans les secteurs de l'automobile, de la marine et de l'aéronautique.

Les plaques sont connectées à deux bornes externes, qui sont parfois longues et fines, et qui ressemblent à de petites antennes métalliques. Ces bornes peuvent être branchées à un circuit.

Les condensateurs et les piles stockent de l'énergie. Alors que les piles libèrent l'énergie progressivement, les condensateurs la libèrent rapidement.

Exemple : un condensateur connecté au flash d'un appareil photo numérique reçoit l'énergie de la batterie de l'appareil photo, puis la libère d'un coup dès que l'obturateur est actionné. Selon sa taille, le condensateur pourrait avoir besoin d'une ou deux secondes pour recueillir suffisamment d'énergie pour réutiliser le flash.

Les condensateurs recueillent l'énergie (la tension) lorsque le courant se répand dans un circuit électrique. Les deux plaques retiennent une charge égale et, alors que la plaque positive recueille une charge, une charge équivalente se libère de la plaque négative.

Lorsqu'un circuit est mis hors tension, le condensateur retient l'énergie accumulée, même si de petites fuites ont généralement lieu.

Variété de condensateur (affichés en couleur) sur une carte de circuit imprimé.

La capacitance s'exprime sous la forme d'un rapport entre la charge électrique de chaque conducteur et la différence potentielle (c.-à-d. la tension).

La valeur de capacitance d'un condensateur est mesurée en farads (F) d'après le physicien anglais Michael Faraday (1791-1867).

Un farad est une grande quantité de capacitance. La plupart des appareils électrodomestiques contiennent des condensateurs qui ne produisent qu'une fraction de farad, souvent un millième de farad (microfarad, µF) voire un picofarad (soit un trillionième de farad, pF).

Les supercondensateurs sont eux en mesure de stocker des charges électriques monumentales représentant des milliers de farads.

La capacitance peut être augmentée lorsque :

  • les plaques du condensateur (conducteurs) sont rapprochées ;
  • des plaques plus grandes offrent davantage de surface.
  • L'élément diélectrique est le meilleur isolant pour l'application.
Les condensateurs peuvent adopter des formes différentes.

Sur les circuits électriques, les condensateurs sont souvent utilisés pour bloquer le courant continu (DC), ce qui permet au courant alternatif (AC) de circuler.

Certains multimètres numériques permettent de mesurer la capacitance pour que les techniciens puissent :

  • identifier un condensateur inconnu ou non étiqueté ;
  • détecter des condensateurs ouverts ou court-circuités ;
  • mesurer les condensateurs directement et afficher la valeur correspondante.

Référence : Digital Multimeter Principles, écrit par Glen A. Mazur, édité chez American Technical Publishers.