Condensateurs et diélectriques

Électricité et magnétisme (203-NYB)
Chapitre 5:
Condensateurs et diélectriques

5.1 La capacité
•Un condensateur est composé de deux
conducteurs, appelé armatures, séparés par un
isolant.
•On peut donner aux armatures des charges de
même grandeur mais de signe opposé en les
reliant à une pile.
• La capacité C est la quantité de charges qu’un
condensateur peur emmagasiner par unité de
différence de potentiel entre les armatures.
• L’unité SI de capacité est le farad (F).
1 farad = 1 coulomb/volt
6
12
11
1 10
1 10
QQ
C Q CV V
VC
F C V
FF
pF F
Q
V
C
1
V
2
V
1
Q
2
Q
1
C
2
C

5.1 (suite) Le condensateur plan
•Un condensateur plan est composé de deux
plaques conductrices planes de surface A séparées
par une distance d.
•Le champ électrique E est uniforme entre les
plaques
000
0
00
1
Q A Q
EA
Q
V Ed d
A
A
QV
Cd
Cdd
AC
A

5.2 Condensateurs en série et en parallèle
1 2 3
1 2 3
1 2 3
1 2 3
eq
eq
V V V V
q q q q
C V CV C V C V
C C C C
1 2 3
1 2 3
1 2 3
1 2 3
1
111
1 2 3
1 1 1 1
eq
eq
eq
q q q q
V V V V
q q q q
C C C C
C C C C
C C C C 
Des condensateurs branchés en
parallèle sont tous soumis à la même
différence de potentiel V.
Lorsque qu’une différence de potentiel
est appliquée à plusieurs condensateurs
branchés en série, ces derniers portent
tous la même charge.

5.2 (suite)
Exemple
+
-
18 V
+
-
18 V
1
11
12
1
11
2 4 1.33
1.33 18 24
eq
eq
eq
C C C
C F F F
Q C V F V C
'12
' ' ' '
'
11
'
22
2 4 6
2 48 6 8
2 8 16
4 8 32
eq
eq eq
C C C F F F
V Q C Q C C F V
q CV F V C
q C V F V C
En série, les deux condensateur obtiennent la même charge Q que l’on détermine en remplaçant
les deux condensateurs en série par un condensateur équivalent Ceq. Les deux condensateurs ont
la même charge mais pas la même différence de potentiel (V1 = 12 V et V2 = 6 V). Le plus petit
condensateur a la plus grande différence de potentiel. Lorsqu’on les branche en parallèle, le
condensateur le plus petit C1va se décharger dans le plus grand C2, mais la charge totale sera
conservée. On trouve les charges finales q1et q2à l’aide de la tension commune V’ que l’on
détermine à l’aide du condensateur équivalent C’eq.
E19 Deux condensateurs de capacité sont
reliés en série avec une pile de 18V. On enlève la pile et on relie
entre elles les armatures de même signe. Trouvez la charge et la
différence de potentielle finales pour chaque condensateur.
12
2 et 4C F C F
1
C
2
C
1
C
2
C
eq
C
Q
Q
Q
Q
Q
Q
Q
Q
Q
Q
1
C
2
C
1
2
q
q
1
2
q
q
V
eq
C
2
2
Q
Q
V
V
1
V
2
V