Qu’est-ce qu’un condensateur ?
Les condensateurs sont des composants électriques, semblables aux résistances et aux inductances, qui entravent le courant dans un circuit. Toutefois, contrairement à une résistance qui dissipe le courant, un condensateur stocke de l’énergie afin de préserver la tension dans le circuit. Les condensateurs utilisent un champ électrique pour stocker l’énergie.
Qu’est-ce qu’un inducteur ?
Comme les condensateurs, les inducteurs sont des composants électriques utilisés dans un circuit pour entraver les variations du courant ou filtrer certaines fréquences. Un inducteur stocke l’énergie dans un champ magnétique, ce qui préserve le courant dans le circuit.
Différences entre condensateurs et inducteurs
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Les condensateurs comportent deux plaques conductrices qui sont généralement séparées par un matériau diélectrique servant d’isolant. En théorie, un entrefer peut séparer les plaques, mais cette conception est extrêmement inefficace en raison de la perte d’énergie. Les types de condensateurs les plus courants sont les suivants :
- Condensateurs en céramique
- Condensateurs au tantale
- Condensateurs électrolytiques
Un inducteur est simplement un fil, presque toujours enroulé, avec deux bornes. Les inducteurs peuvent être couplés, peuvent avoir un boîtier spécial et peuvent avoir différents matériaux à l’intérieur de la bobine. Les plus petits inducteurs ont tendance à être beaucoup plus grands que les plus petits condensateurs, car le fil enroulé prend beaucoup plus de place que les fines couches des plaques du condensateur. Toutefois, les inducteurs montés en surface sont devenus beaucoup plus petits pour s’adapter aux petits appareils tels que les téléphones portables. Voici quelques types d’inducteurs typiques :
- Inducteurs multicouches
- Inducteurs couplés
- Inducteurs moulés
- Inducteurs RF
- Selfs
- Inducteurs pour montage en surface
Les condensateurs stockent l’énergie dans un champ électrique.
Les inducteurs stockent l’énergie dans un champ magnétique.
Dans un condensateur, l’énergie est calculée en termes de tension. La tension est déterminée par la différence d’énergie potentielle entre les deux plaques séparées. Un condensateur résiste aux variations de tension en stockant l’énergie dans le champ électrique créé par les plaques et l’espace. Lorsqu’un courant est appliqué au circuit, des charges s’accumulent sur les plaques du condensateur. Par conséquent, la tension ne peut pas changer instantanément dans un condensateur.
- Un courant ne peut pas traverser les plaques d’un condensateur.
Dans un inducteur, l’énergie est calculée en fonction du courant. Un inducteur résiste aux variations du courant dans le circuit. Lorsqu’un courant constant traverse l’inducteur, un champ magnétique est créé. En tant que propriété du champ magnétique, lorsque le courant augmente ou diminue soudainement, le courant à l’intérieur du champ magnétique change dans la direction opposée. Cela résiste, ou entrave, la variation du courant à travers le circuit. L’inducteur empêche le courant de changer instantanément.
- Un courant peut passer à travers le fil d’un inducteur, mais il crée alors un champ magnétique.
Si un courant alternatif est appliqué à un circuit composé d’un condensateur et d’une résistance, la tension (ou la force électromotrice) sera décalée par rapport au courant (en fonction de la capacité et de la fréquence), car le condensateur résiste aux variations de tension. Dans ce cas, la charge du condensateur s’accumule au fur et à mesure que le courant se poursuit, jusqu’à ce que la différence de potentiel à l’intérieur du condensateur constitue une force d’opposition trop importante pour le courant.
Si un courant alternatif est appliqué à un circuit composé d’un inducteur et d’une résistance, le courant sera en retard sur la tension (en fonction de l’inductance et de la fréquence), car l’inducteur résiste aux variations du courant. Lorsqu’un courant continu est appliqué, le courant commence par être faible et augmente jusqu’à un état stable, à l’inverse du condensateur. Cela se produit parce que le champ magnétique dans l’inducteur résiste à la variation soudaine du courant qui se produit lorsque le courant continu est activé. Lorsque le courant est coupé, le champ magnétique résiste à nouveau à la variation.
Les condensateurs sont les meilleurs pour conduire les signaux à haute fréquence. Ils peuvent être utilisés pour bloquer les signaux à basse fréquence ou le bruit. La taille du condensateur peut modifier la gamme de fréquences filtrées, et il est possible de combiner des condensateurs de tailles différentes.
Les inducteurs sont plus performants aux basses fréquences et filtrent les signaux à haute fréquence et les oscillations. Les inducteurs peuvent être utilisés en tandem avec des condensateurs pour restreindre la gamme de fréquences dans le circuit.
Étant donné que les condensateurs fonctionnent bien à haute fréquence, ils sont couramment utilisés dans les alimentations à haute tension, où ils peuvent filtrer le bruit. Traditionnellement, ils ont été utilisés dans des situations où une capacité et des niveaux de puissance très élevés étaient nécessaires, comme dans les radars. Ils sont également utilisés dans les appareils électroniques tels que les radios qui utilisent des signaux oscillants, dans lesquels une plaque du condensateur peut se décharger et l’autre se charger instantanément. Les condensateurs sont également couramment placés à côté des micropuces pour bloquer les interférences des signaux continus ; dans ce cas, il s’agit de condensateurs de découplage.
Les inducteurs sont populaires dans une grande variété d’appareils électroniques et électroménagers modernes. Les téléviseurs, les radios et les bougies d’allumage sont autant d’utilisations quotidiennes des inducteurs. Dans les situations où les fréquences ou la résonance sont importantes, les inductances peuvent être combinées avec des condensateurs et des résistances pour amplifier ou restreindre les oscillations dans le circuit. Les inductances traditionnelles sont généralement trop grandes pour être utilisées avec les micropuces modernes, mais les inductances montées en surface sont fabriquées dans des dimensions suffisamment petites pour les appareils électroniques d’aujourd’hui. D’autres types d’inductances ont des capacités supplémentaires, comme l’utilisation d’inductances couplées dans les transformateurs.
Tableau des différences entre les condensateurs et les inducteurs
Résumé des condensateurs et des inducteurs
- Les condensateurs et les inducteurs sont des composants électriques similaires qui entravent le courant dans un circuit ; contrairement à une résistance, ils stockent l’énergie au lieu de la dissiper.
- Un condensateur stocke l’énergie dans un champ électrique, tandis qu’un inducteur stocke l’énergie dans un champ magnétique.
- Les condensateurs résistent aux variations de tension et ne sont pas traversés par le courant ; les inducteurs résistent aux variations de courant et sont conducteurs.
- Les condensateurs fonctionnent mieux aux hautes fréquences et les inductances aux basses fréquences ; ils peuvent être combinés pour filtrer les signaux ou les fréquences indésirables.