Calculatrice de condensateurs (série, parallèle, charge et énergie)
Saisissez vos valeurs. La réponse et la solution détaillée se mettent à jour pendant la saisie.
Résultat
| Condensateur | Capacité | Tension | Charge | Énergie |
|---|---|---|---|---|
| C1 | 10 µF | 7,197 V | 71,97 µC | 259 µJ |
| C2 | 22 µF | 3,271 V | 71,97 µC | 117,7 µJ |
| C3 | 47 µF | 1,531 V | 71,97 µC | 55,11 µJ |
Associez des condensateurs en série ou en parallèle et trouvez la charge et la tension de chacun, ou calculez la charge Q = C·V et l’énergie stockée E = ½·C·V² d’un seul condensateur. Un troisième mode donne la capacité d’un condensateur plan à partir de la surface des armatures, de l’écart et du diélectrique, et vérifie si le champ ferait claquer l’air entre les armatures.
Corrigé pas à pas
En série : additionner les inverses
Charge et énergie
Formules clés
- Constante de temps
- τ = RC | τ = L/R
- Réponse
- x(t) = x(∞) + [x(0) − x(∞)]·e−t/τ
- Condensateur en continu
- circuit ouvert ; vC ne peut pas sauter
Comment calculer des condensateurs en série et en parallèle
- En parallèle : les condensateurs ont la même tension, donc leurs charges s’additionnent. La capacité équivalente est la somme : C = C₁ + C₂ + C₃.
- En série : chaque condensateur porte la même charge. Additionnez les inverses : 1/C = 1/C₁ + 1/C₂ + 1/C₃. Le résultat est plus petit que le plus petit des condensateurs.
- Avec une tension V aux bornes de l’association, la charge totale est Q = C·V et l’énergie stockée est E = ½·C·V².
- En série, chaque condensateur a la tension Vᵢ = Q/Cᵢ, donc le plus petit condensateur reçoit la plus grande tension. En parallèle, chaque charge est Qᵢ = Cᵢ·V.
- Pour un condensateur plan, C = ε₀·εr·A/d avec ε₀ = 8,854 × 10⁻¹² F/m, la surface des armatures A en m² et l’écart d en m.
Questions et réponses
Pourquoi les condensateurs en série et les résistances en série sont-ils opposés ?
Les résistances en série s’additionnent parce que le courant traverse chacune à son tour. Des condensateurs en série agissent comme un seul condensateur à diélectrique plus épais, donc la capacité diminue ; ce sont les inverses qui s’additionnent. En parallèle, les surfaces des armatures s’additionnent en pratique, donc les capacités s’additionnent.
Quelle énergie un condensateur stocke-t-il ?
E = ½·C·V² = ½·Q·V = Q²/(2C). Un condensateur de 470 µF chargé à 25 V stocke ½ × 470 × 10⁻⁶ × 25² = 0,147 J. Les gros condensateurs peuvent rester chargés après la coupure de l’alimentation : déchargez-les avant de toucher les bornes.
Qu’est-ce que la permittivité relative εr ?
Elle indique de combien un diélectrique augmente la capacité par rapport au vide. L’air vaut environ 1,0006, le PTFE environ 2,1, le verre environ 5 à 10 et les diélectriques céramiques d’environ 10 à plusieurs milliers.
Quelle tension nominale un condensateur doit-il avoir ?
Supérieure à la plus grande tension qu’il verra, en général avec une marge de 20 % à 50 %. En série, les tensions ne se partagent pas également sauf si les condensateurs sont égaux, donc vérifiez chaque condensateur avec Vᵢ = Q/Cᵢ.
Entraînez-vous
S’entraîner : Transitoires RC et RL
Une calculatrice donne la réponse. À l’examen, il vous faut la méthode : entraînez-vous avec de nouveaux exercices, des indices et des corrigés détaillés.