La réactance capacitive
La réactance capacitive
| De quoi est-il bien question ? Le titre barbare à souhait doit vous laisser perplexe, allons examiner la question. |
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| Nous avons vu dans la
section consacrée au courant continu ce qu'était un condensateur et quel était son
comportement tant en continu qu'en alternatif. Pour mémoire rappelons qu'il laisse passer
le courant alternatif et qu'il bloque le courant continu. Pour vous en convaincre s'il en est besoin, réalisez le montage suivant et observez : |
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Vous constatez que la lampe n'éclaire pas, manifestement quelque chose empêche le courant de circuler. |
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| Maintenant, faites une légère modification qui consiste à enlever la batterie et à la remplacer par une source de tension alternative et constatez par vous même : |
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La lampe s'éclaire ! Ceci confirme clairement (si j'ose dire) les propriétés du condensateur. |
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| Mais l'histoire ne s'arrête pas
là : |
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| Notre condensateur en
alternatif va présenter une autre caractéristique plutôt surprenante, il va être
sensible à la fréquence de la source de tension et cette "sensibilité" va
jouer sur sa réactance. Encore un nouveau terme ! La réactance du condensateur sera sa propriété à s'opposer au passage du courant alternatif |
1 X = ______ C w |
| La réactance sera notée X et s'exprimera en W (tout ce qui freine est en W !) | Avec X en W C en Farads w = 2 P f f en Hertz |
| Un exemple
d'application : |
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| Nous désirons connaître la réactance d'un condensateur de 100 pF à la fréquence de 50 MHz | Sachant que X
= 1/C w il vient : 1 X = __________________________ 100 10-12 x 2 x P x 50 106 1 X = ______________________ = 31,8 W 100 x2 x P x 50 10-6 |
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| Sans être un mathématicien de génie, on comprend vite que plus la fréquence f va croître, plus X diminuera. | Dans le même
ordre d'idée, on notera que la réactance est également fonction de la capacité, donc
à une fréquence donnée f, deux condensateurs de valeurs différentes auront des
réactances différentes. |
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| On peut essayer de visualiser
graphiquement comment évolue la réactance du condensateur en fonction de la fréquence.
(faites le vous même avec les valeurs du tableau, vous reconnaîtrez
facilement les courbes en 1/x). Dans cet exemple le condensateur à une capacité de 10 pF ( 10.10-12 F). |
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| La réactance, c'est
une chose mais ce condensateur, nous réserve t-il autre chose ? |
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| Ben oui ! (c'est la dernière). Non content d'avoir un comportement fonction de la fréquence et de la capacité, il offre (sic) une autre caractéristique intéressante: il déphase |
Vous devez vous souvenir qu'en continu, quand on applique une tension (continue) sur le condensateur, un courant circule pendant l'accumulation de charge. Une fois le condensateur chargé, le courant cesse et on peut mesurer une tension aux bornes de notre condensateur. | ||||||||||||||
| Intuitivement on comprend qu'il y a d'abord établissement du courant dans le condensateur puis établissement de la tension (je schématise) | On retiendra qu'un condensateur soumis à une tension alternative avance le courant sur la tension. Cette avance vaut 90° | ||||||||||||||
| Si nous
observons la tension et le courant aux bornes d'un condensateur dans un circuit
alternatif, voici ce que nous voyons. En vert, le courant En rouge, la tension  |
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| La représentation
vectorielle : |
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| Afin de pouvoir faire des calculs simplement en s'appuyant sur la méthode graphique, on dessine ceci |
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| Les abus de
langage : Il vous arrivera d'entendre parler de l'impédance d'un condensateur. Cette expression n'est pas correcte mais comme elle est passée dans le vocabulaire courant, il est maintenant difficile de s'en débarasser. |
| Et pour finir : |
| Un
condensateur (supputé sans perte) ne consomme pas de puissance. C'est une propriété très importante car si le condensateur présente bien une réactance (il s'oppose au passage du courant alternatif), il ne consomme pas de puissance |
| Ce qu'il faut en
retenir : - la formule de la réactance - Le déphasage de P/2 (90°) de la tension sur le courant (courant en avance sur tension) |
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Révision 01 du 15/10/2001 |
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En
image, voici l'allure de la courbe représentant l'impédance d'un
condensateur de 10 pF pour une fréquence évoluant de 1 MHz à 29 MHz. En
abscisse la fréquence en MHz et en ordonnées la réactance en ohm.
