Associer des condensateurs
Quand on ne dispose pas d’un condensateur de la bonne valeur, ou qu’il faut une tension de service plus élevée, on en associe plusieurs. Les règles sont l’inverse de celles des résistances.
En parallèle, les capacités s’additionnent :
C = C₁ + C₂ + C₃ + …
En série, ce sont les inverses qui s’additionnent :
1 ÷ C = 1 ÷ C₁ + 1 ÷ C₂ + 1 ÷ C₃ + …
Une association en série est toujours inférieure au plus petit condensateur. Saisissez 0 pour une position non utilisée : le calculateur l’ignore.
Charge et énergie
À partir de la tension appliquée à l’ensemble, le calculateur donne aussi :
- la charge stockée, Q = C × U
- l’énergie stockée, E = ½ × C × U²
Avec des capacités en microfarads, la charge est en microcoulombs et l’énergie est affichée en millijoules.
Exemple
Trois condensateurs de 10 µF, 22 µF et 47 µF sous 12 V :
| Parallèle | Série | |
|---|---|---|
| Capacité totale | 79 µF | 5,998 µF |
| Charge | 948 µC | 71,97 µC |
| Énergie | 5,688 mJ | 0,4318 mJ |
À tension égale, l’association en parallèle stocke plus de 13 fois l’énergie de la série.
Pourquoi mettre en série ?
Surtout pour la tension. En série, chaque condensateur porte la même charge, si bien que la tension totale se répartit en raison inverse des capacités : U₁ = Q ÷ C₁. Dans l’exemple, le 10 µF reçoit 7,2 V, le 22 µF 3,3 V et le 47 µF 1,5 V. Deux condensateurs identiques en série se partagent la tension à parts égales, ce qui permet d’obtenir 50 V de tenue avec deux composants de 25 V. En pratique, on place une résistance d’équilibrage aux bornes de chacun, car les courants de fuite ne sont jamais identiques.
Pourquoi les règles sont inversées
La capacité d’un condensateur plan vaut C = ε × S ÷ d. Mettre des condensateurs en parallèle revient à ajouter de la surface d’armature S : les capacités s’additionnent. Les mettre en série revient à ajouter de l’écartement d : ce sont les inverses qui s’additionnent. Les résistances font l’inverse, car la résistance augmente avec la longueur et diminue avec la section.
Conseils pratiques
Les condensateurs électrolytiques ont une tolérance large, souvent ±20 %, et la valeur réelle peut s’écarter sensiblement de la valeur nominale. Les condensateurs polarisés doivent être branchés dans le bon sens dans les deux montages, et la tension de service d’une batterie en parallèle est celle du composant le plus faible.