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Comment utiliser le condensateur

    4 avril 2019 à 20:03:49

    Bonjour à tous, 

    j'ai, il y a qlq temps fais un poste quant au calcul et le choix du condensateur. Aujourd'hui, j'aimerai comprendre comment réellement l'utilisé dans un circuit électrique (sans se tuer).

    J'ai cru comprendre donc, que le condensateur se charge, puis se décharge. Je suppose que cela fonctionne avec un courant alternatif. Mais qu'en est-il lorsque l'on utilise un courant continu, comme avec une pile de 1.5V ? 

    Sur ce schema, on a du 230V alternatif, et je comprends très bien comment ça fonctionne.

     Dans ce schéma en revanche, je comprends que le condensateur se décharge lorsque l'on ouvre le circuit. Il faut donc que qlq'un ouvre le circuit pour décharger le condensateur.

    En réfléchissant, je me suis dis qu'il faudrait utiliser un oscillateur et tout ce qui va avec, pour créer un courant alternatif. Mais j'ai l'impression de partir un peu loin là non ? 

    Pour résumer ma question, comment augmenter significativement la tension d'un circuit alimenté par une pile, à l'aide d'un condensateur ? 

    Merci d'avance pour votre aide 

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      Staff 5 avril 2019 à 10:43:52

      Sur du courant alternatif, le condensateur se charge et se décharge à la fréquence de 50 Hz que EDF nous fournie.

      Le courant dans le condensateur n'est pas exactement en phase avec la tension, ce qui permet d'utiliser le condensateur comme une résistance de valeur R = 1 / ( 2 * pi * F * C ).

      L'avantage du condensateur, c'est qu'il ne chauffe pratiquement pas puisque contrairement à la résistance, il accumule de l'énergie quand la tension EDF est à son max (donc limite le courant dans la LED lors de l'accumulation) puis la restitue lorsque la tension EDF passe par 0 avant de repartir en négatif (donc renvoie de l'énergie dans les LED).

      La résistance quand à elle ne fait que transformer l’excédant d'énergie en chaleur, donc pas d'accumulation ni restitution.

      L’inconvénient du condensateur, c'est qu'il décale le cos phi du montage, ce qui a tendance à faire chier EDF mais ce n'est pas notre problème en temps que particulier.

      *****

      Si tu courant continue, il n'y a pas ce phénomène de charge/décharge puisque le courant est toujours dans le même sens.

      Dans ton montage, le condensateur se charge quand on ferme l'interrupteur puis il reste dans l'état où il est une fois l'interrupteur ouvert.

      Il n'y a rien pour décharger le condensateur, hormis sa propre auto-décharge.

      *****

      Pour augmenter une tension continue avec un condensateur, il faut faire un montage à capa commutée mais ça n'offre pas des courants très élevé en sortie.

      Je te conseille vivement d'opter pour un régulateur DC/DC de type boost, ce sera beaucoup plus efficace ;)

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        5 avril 2019 à 15:11:23

        Bonjour,

        "Pour résumer ma question, comment augmenter significativement la tension d'un circuit alimenté par une pile, à l'aide d'un condensateur ? "


        Ce n'est pas l'usage principal d'un condensateur dans un circuit avec pile. Et comme l'a indiqué Lorrio, il vaut mieux utiliser d'autres solutions pour ce problème. Dans un circuit avec pile, un condensateur, c'est utile principalement quand on a besoin de beaucoup de courant pendant très peu de temps, comme un flash d'appareil photo. On charge le condensateur pendant un certain temps, et ensuite on peut utiliser le flash qui ne prend qu'un temps très court. Le temps de recharge est supérieur au temps de décharge, donc il y a un intérêt à stocker de l'énergie dans un condensateur.

        Un autre usage en continu est : dans un autoradio, quand on allume le moteur, il y a un temps de 2 secondes pendant lequel l'autoradio est plus alimenté (la batterie donne tout au moteur). Là le condensateur peut servir à laisser l'autoradio fonctionner pour une coupure de courant de 2 secondes. Le condensateur va stocker l'énergie pour palier à cette coupure.

        L'autre aspect très utile est le filtrage. En continu, ça sert à virer des composantes "pas continues", en gros du bruit sur l'alimentation continue. Sur une pile, l'intérêt est assez limité.

        -
        Edité par Bibou34 5 avril 2019 à 15:12:27

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          6 avril 2019 à 9:09:47

          OK je vois le truc. Je ne réalise pas bien le temps que met un condensateur a se charger. Y a t'il une formule qui donne le temps de charge ? 

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            Staff 6 avril 2019 à 10:57:12

            La charge d'un condensateur est exponentielle.

            Cf cette image : http://www.physagreg.fr/images/cours-licence/ec2/charge-condensateur

            Sur ce graphique, le T manuscrit sur l'axe X correspond à la constante de temps Tho du condensateur.

            Mathématiquement, on a Tho = R * C avec :

            - R = la résistance en série avec le condensateur, exprimée en ohm

            - C = le condensateur à chargé, exprimé en farad

            - THo = la constante de temps, en second

            Ou bout du temps Tho, le condensateur est chargé à 63%.

            Au bout de 3*Tho, le condensateur est chargé à 99%.

            A noter que si l'on ne met pas de résistance série, alors on a R=0 et donc Tho=0, ce qui correspond à une charge instantané du condensateur.

            En pratique, R ne vaut jamais 0 car les fils ont toujours une petite résistance mais celle-ci est extrêmement faible donc le condensateur se chargera extrêmement rapidement.

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              6 avril 2019 à 13:32:17

              Bien expliqué. Un bémol: à 3 tau c'est 95% de la tension visée. Pour 99%, il faut attendre 5 tau.

              -
              Edité par zoup 6 avril 2019 à 13:33:15

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                7 avril 2019 à 10:07:51

                Je commence à comprendre maintenant. Mais qu'entendez-vous par "résistance en série" ? La résistance qui se trouve avant dans le circuit électrique, montée en série avec le condensateur ? 

                Donc si je reviens sur les postes précédents, le condensateur est utilisé pour envoyer une ou plusieurs impulsions électriques très élevées, mais pas pour pour modifier la tension ou autres dans un circuits ? 

                Dans le premier schéma de mon premier poste, quel sera finalement le comportement de mes leds ? Allumées fixes ? Clignotantes ? 

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                  Staff 7 avril 2019 à 10:52:27

                  La résistance série, c'est effectivement la résistance montée en série dans le circuit électrique.

                  Dans ton second schéma avec la pile, il s'agit du "resistor".

                  -----

                  Pour ce qui est du premier schéma, j'ai pratiquement tout expliqué dans mon premier message ;)

                  Lorsque le condensateur est placé en série dans un montage alimenté par une tension alternative, on peut considérer celui-ci comme étant une résistance de valeur R = 1 / ( 2 * pi * F * C ).

                  Celui-ci vient donc limiter le courant dans les LEDs pour ne pas qu'elles crament.

                  Sur une alternance positive, le courant passe dans le condensateur et dans les LEDs.

                  Sur une alternance négative, le courant passe dans le condensateur et dans la diode D17.

                  Du coup, tes LEDs s'allument progressivement lorsque la tension de l'alternance positive augmente puis s’éteigne progressivement lorsque la tension diminue et restent ensuite éteinte pendant toute la durée de l'alternance négative.

                  Vu que EDF nous délivre une tension à 50 Hz, les LEDs vont s'allumer et s'éteindre 50 fois par secondes.

                  Mais à l'oeil nu, on aura l'impression que les LEDs sont allumées en permanence à cause de la persistance rétinienne.

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                    23 avril 2019 à 14:52:36

                    Pardon pour le temps de réponse. J'ai eu a faire...

                    Ok j'ai compris. Je me rend compte que j'ai bcp a apprendre encore. 

                    Merci à vous d'avoir répondu à mes nombreuses questions. je risque de revenir avec qlq questions plus tard ! ;)

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