Charge et décharge d’un condensateur dans un circuit RC

Qu'est-ce qu'un condensateur ? Comment analyser la dynamique de charge et de décharge de ce dispositif dans un circuit RC série, c'est-à-dire, un circuit électrique où le condensateur est placé en série avec une résistance ? Voici les explications de Rodolphe et Olivier, professeurs de physique-chimie.

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Qu’est-ce qu’un condensateur ?

Il peut stocker une charge électrique. À la différence d’une batterie, un condensateur peut se charger ou se décharger plus rapidement. Il est utilisé dans beaucoup de circuits imprimés. Un condensateur fonctionne comme un réservoir de stockage d’électricité. S’il est alimenté en électricité, il se charge. S’il n’est plus alimenté en électricité, il se décharge rapidement. Il est utilisé pour atténuer les interruptions d’alimentation.  

Comment est constitué un condensateur ?

Un condensateur est composé de deux plaques métalliques conductrices. Elles sont séparées par un matériau isolant. Le schéma d’un condensateur électrique est représenté par deux segments parallèles de même longueur, séparé par un vide qui représente l’isolant. La capacité électrique d’un condensateur est mesurée en unité Farads (F) et on mesure la tension en Volts.  

Comment se charge un condensateur ? 

La croissance est de plus en plus lente à mesure que le temps passe. La tension aux bornes du condensateur devient voisine de la tension aux bornes du générateur. On distingue deux régimes au niveau de la tension : un régime transitoire au cours duquel la tension croît aux bornes du condensateur et un régime permanent au cours duquel la tension est quasi constante aux bornes du condensateur. Pour passer du régime transitoire au régime permanent, il faut patienter sur une durée de 5 x RC.

Comment se décharge un condensateur ?

Au début, la décharge se fait rapidement, puis lentement avec le temps. La décroissance devient modérée avec le temps. Au début du temps, la tension aux bornes du condensateur est élevée. En effet, au début de l’expérience, il y a une forte décroissance de la tension au cours du temps. Plus, on patiente, plus la tension est faible et plus la décroissance sera modérée. Au temps long, la tension du condensateur devient très faible.