Condensateurs pour installations électriques AC

Dans l'article "Condensateurs: finalité, dispositif, principe d'action" On lui a parlé des condensateurs électrolytiques. Ils sont principalement utilisés dans les circuits DC, comme capacités de filtrage dans les redresseurs. De plus, ils ne peuvent se passer de découpler les circuits d'alimentation des cascades de transistors, des stabilisateurs et des filtres à transistors. De plus, comme cela a été dit dans l'article, ils ne permettent pas le courant continu, mais ne veulent pas travailler sur le courant alternatif.

Des condensateurs non polaires existent pour les circuits alternatifs, et bon nombre de leurs types indiquent que les conditions de fonctionnement sont très diverses. Dans les cas où une stabilité élevée des paramètres est requise et la fréquence suffisamment élevée, des condensateurs à air et en céramique sont utilisés.

Les paramètres de ces condensateurs sont soumis à des exigences accrues. Tout d'abord, il s'agit d'une grande précision (faible tolérance), ainsi que d'un coefficient de température insignifiant de la capacité TKE. En règle générale, ces condensateurs sont placés dans les circuits oscillatoires de l'équipement radio récepteur et émetteur.

Si la fréquence est petite, par exemple la fréquence du réseau d'éclairage ou la fréquence de la gamme sonore, il est tout à fait possible d'utiliser du papier et des condensateurs en papier.

Les condensateurs diélectriques en papier sont recouverts d'une mince feuille métallique, le plus souvent en aluminium. L'épaisseur des plaques varie entre 5 ... 10 μm, ce qui dépend de la conception du condensateur. Un diélectrique en papier condensateur imprégné d'une composition isolante est noyé entre les plaques.

Afin d'augmenter la tension de fonctionnement du condensateur, le papier peut être posé en plusieurs couches. Cet ensemble est tordu comme un tapis et placé dans un boîtier rond ou rectangulaire. Dans ce cas, bien sûr, les conclusions sont tirées des plaques, et le cas d'un tel condensateur n'est connecté à rien.

Les condensateurs en papier sont utilisés dans les circuits basse fréquence à des tensions de fonctionnement élevées et à des courants importants. L'une de ces applications très courantes est l'inclusion d'un moteur triphasé dans un réseau monophasé.

Dans les condensateurs métal-papier, le rôle des plaques est joué par la couche métallique la plus fine pulvérisée sous vide sur un papier condensateur, tout de même en aluminium. La conception des condensateurs est la même que celle des papiers, mais les dimensions sont beaucoup plus petites. La portée des deux types est à peu près la même: circuits à courant continu, pulsé et alternatif.

La conception des condensateurs en papier et en papier métallique, en plus de la capacité, fournit à ces condensateurs une inductance importante. Cela conduit au fait qu'à une certaine fréquence, le condensateur en papier se transforme en un circuit oscillant résonnant. Par conséquent, ces condensateurs ne sont utilisés qu'à des fréquences ne dépassant pas 1 MHz. La figure 1 montre le papier et les condensateurs de papier produits en URSS.

Figure 1 Papier et condensateurs papier pour circuits AC

Les anciens condensateurs en papier métallique avaient la propriété de s'auto-guérir après une panne. Il s'agissait de condensateurs des types MBG et MBGCH, mais maintenant ils ont été remplacés par des condensateurs à diélectrique céramique ou organique des types K10 ou K73.

Dans certains cas, par exemple, dans les dispositifs de stockage analogiques, ou d'une autre manière, les dispositifs d'échantillonnage-stockage (SEC), des exigences spéciales sont imposées aux condensateurs, en particulier à faible courant de fuite. Ensuite, les condensateurs viennent à la rescousse, dont les diélectriques sont faits de matériaux à haute résistance. Ce sont tout d'abord des condensateurs fluoroplastiques, polystyrène et polypropylène.Résistance d'isolement légèrement inférieure dans les condensateurs en mica, céramique et polycarbonate.

Les mêmes condensateurs sont utilisés dans les circuits pulsés lorsqu'une stabilité élevée est requise. Tout d'abord, pour la formation de divers retards, impulsions d'une certaine durée, ainsi que pour le réglage des fréquences de fonctionnement de différents générateurs.

Pour que les paramètres de temps du circuit soient encore plus stables, dans certains cas, il est recommandé d'utiliser des condensateurs avec une tension de fonctionnement accrue: il n'y a rien de mal à installer un condensateur avec une tension de fonctionnement de 400 ou même 630V dans un circuit 12V. Un tel condensateur prendra bien sûr plus de place, mais la stabilité de l'ensemble du circuit dans son ensemble augmentera également.

La capacité électrique des condensateurs est mesurée en Farads F (F), mais cette valeur est très grande. Il suffit de dire que la capacité du globe ne dépasse pas 1F. En tout cas, c'est exactement ce qui est écrit dans les manuels de physique. 1 Farad est la capacité à laquelle, avec une charge de q pour 1 pendentif, la différence de potentiel (tension) sur les plaques de condensateur est de 1 V.

Il résulte de ce qui vient d'être dit que Farada a une très grande valeur, donc, en pratique, des unités plus petites sont plus souvent utilisées: microfarads (μF, μF), nanofarads (nF, nF) et picofarads (pF, pF). Ces valeurs sont obtenues à l'aide de préfixes fractionnaires et multiples, qui sont indiqués dans le tableau de la figure 2.

Figure 2

Les pièces modernes sont de plus en plus petites, il n'est donc pas toujours possible d'y apposer des marques complètes, de plus en plus elles utilisent différents systèmes de symboles. Tous ces systèmes sous forme de tableaux et d'explications à leur sujet se trouvent sur Internet. Sur les condensateurs conçus pour le montage CMS, le plus souvent, il n'y a aucun signe du tout. Leurs paramètres sont lisibles sur l'emballage.

Afin de savoir comment les condensateurs se comportent dans les circuits alternatifs, il est proposé de faire quelques expériences simples. Dans le même temps, il n'y a pas d'exigences particulières pour les condensateurs. Le papier ou les condensateurs de papier les plus courants conviennent parfaitement.

Les condensateurs conduisent un courant alternatif

Pour vérifier cela de première main, il suffit d'assembler un schéma simple illustré à la figure 3.

Figure 3

Vous devez d'abord allumer la lampe via les condensateurs C1 et C2 connectés en parallèle. La lampe brillera, mais pas très brillamment. Si nous ajoutons maintenant un autre condensateur C3, la luminescence de la lampe augmentera considérablement, ce qui indique que les condensateurs résistent au passage du courant alternatif. De plus, une connexion parallèle, c'est-à-dire augmentation de capacité, cette résistance diminue.

D'où la conclusion: plus la capacité est grande, plus la résistance du condensateur au passage du courant alternatif est faible. Cette résistance est appelée capacitive et est appelée dans les formules Xc. Xc dépend également de la fréquence du courant, plus il est élevé, moins Xc. Ceci sera discuté plus tard.

Une autre expérience peut être faite en utilisant un compteur d'électricité, ayant préalablement déconnecté tous les consommateurs. Pour ce faire, vous devez connecter en parallèle trois condensateurs de 1 μF et les brancher simplement sur une prise de courant. Bien sûr, il faut être extrêmement prudent, ou même souder une prise standard aux condensateurs. La tension de fonctionnement des condensateurs doit être d'au moins 400V.

Après cette connexion, il suffit d'observer simplement le compteur pour s'assurer qu'il reste immobile, bien que l'on estime qu'un tel condensateur soit équivalent en résistance à une lampe à incandescence d'une puissance d'environ 50W. La question est, pourquoi ne tourne pas le compteur? Cela sera également discuté dans le prochain article.

Boris Aladyshkin