Quelles sont les applications des condensateurs ?
Les condensateurs se trouvent dans presque tous les appareils électroniques et fournissent une variété d’applications fondamentales dans la conception de circuits. Les condensateurs offrent aux concepteurs des options de filtrage flexibles, des capacités de réduction du bruit, de stockage d’énergie et de détection, entre autres utilisations.
Dans ce guide, nous examinerons diverses utilisations des condensateurs dans l’électronique et les équipements.
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A quoi servent les condensateurs ?
Utilisés conjointement avec des résistances, les condensateurs sont souvent utilisés comme élément principal des filtres sélectifs en fréquence. De nombreuses conceptions et topologies de filtres sont disponibles. Ceux-ci peuvent être adaptés à la fréquence et aux performances en sélectionnant les valeurs et qualités de composants appropriées. Les types de conceptions de filtres incluent :
- filtre passe haut
- filtre passe bas
- filtre passe-bande
- filtre coupe-bande
- Filtre coupe-bande
- filtre passe-tout
- Filtre d’égalisation
Condensateurs de découplage et de dérivation
Les condensateurs jouent un rôle clé dans le fonctionnement de l’électronique numérique en protégeant les micropuces sensibles du bruit du signal d’alimentation. Ce bruit peut entraîner un comportement anormal. Les condensateurs utilisés dans cette application sont appelés condensateurs de découplage. Ces condensateurs doivent être placés à proximité de chaque micropuce pour fonctionner car les traces du circuit agissent comme des antennes et absorbent le bruit de l’environnement environnant. Des condensateurs de découplage et de dérivation sont également utilisés dans n’importe quelle zone du circuit pour réduire l’effet global du bruit électrique.
Condensateurs de couplage ou de blocage CC
Les condensateurs bloquent les signaux CC à CA et peuvent être utilisés pour séparer les composants CA et CC du signal. Pour le couplage, la valeur du condensateur n’a pas besoin d’être précise ou exacte. Cependant, il doit s’agir d’une valeur élevée car la réactance du condensateur détermine les performances dans les applications couplées.
Condensateur d’amortissement
Dans les circuits pilotant des charges hautement inductives, telles que les moteurs ou les transformateurs, de fortes pointes de puissance transitoires peuvent se produire lorsque l’énergie stockée dans la charge inductive est soudainement libérée. Cette décharge peut endommager les composants et les contacts.
L’utilisation de condensateurs peut limiter ou supprimer les pointes de tension sur un circuit, ce qui rend le fonctionnement plus sûr et les circuits plus fiables. L’utilisation de techniques de mise en mémoire tampon dans les circuits à faible puissance empêche les interférences radioélectriques indésirables des pointes. Ces interférences peuvent créer un comportement anormal dans le circuit et rendre difficile l’obtention de certifications et d’approbations de produits.
Condensateurs de puissance d’impulsion
Les condensateurs sont de petites batteries avec des capacités de stockage d’énergie uniques au-delà des batteries chimiquement réactives. Les grands condensateurs et les batteries de condensateurs sont le meilleur choix pour de nombreuses applications lorsque de grandes quantités d’énergie sont nécessaires en peu de temps. Les batteries de condensateurs stockent l’énergie pour des applications telles que les lasers pulsés, les radars, les accélérateurs de particules et les railguns. Une application courante pour les condensateurs de puissance pulsée est dans la lampe de poche d’un appareil photo jetable, où il est chargé puis rapidement déchargé à travers la lampe de poche pour fournir des impulsions de courant élevées.
Applications de circuits résonnants ou accordés
Alors que les résistances, les condensateurs et les inductances forment des filtres, certaines combinaisons provoquent des résonances pour amplifier le signal d’entrée. Ces circuits amplifient les signaux à la fréquence de résonance, génèrent des tensions élevées à partir d’entrées basse tension et agissent comme des oscillateurs et des filtres accordés. Dans un circuit résonnant, il faut veiller à choisir des composants capables de supporter la tension que chaque composant voit à travers lui, sinon il tombera rapidement en panne.
Applications de détection capacitive
La détection capacitive est récemment devenue une caractéristique courante des appareils électroniques grand public avancés. Cependant, les capteurs capacitifs sont utilisés depuis des décennies dans une variété d’applications pour la position, l’humidité, le niveau de liquide, le contrôle de la qualité de fabrication et l’accélération. La détection capacitive fonctionne en détectant les changements de capacité de l’environnement local par le biais de changements dans le diélectrique, c’est-à-dire les changements de distance entre les plaques d’un condensateur ou les changements de surface du condensateur.
Sécurité des condensateurs
En tant que composants de stockage d’énergie, les condensateurs peuvent stocker des quantités dangereuses d’énergie. Ce niveau d’énergie élevé peut provoquer des chocs mortels et endommager l’équipement, même si le condensateur est déconnecté du secteur pendant une période de temps significative. Pour cette raison, c’est toujours une bonne idée de décharger les condensateurs avant de travailler sur un équipement électrique.
Les condensateurs électrolytiques sont sujets à de graves défaillances dans certaines conditions, en particulier lorsque la tension sur les condensateurs électrolytiques polarisés est inversée. Les condensateurs utilisés dans les applications haute puissance et haute tension peuvent également tomber en panne violemment en raison de la décomposition et de l’évaporation du matériau diélectrique.
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