Pertes dans un condensateur
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Voir aussi : - Le condensateur - Le condensateur variable - Permittivité et constante diélectrique - Les condensateurs électrolytiques - Les condensateurs au papier - Les condensateurs à film plastique - Comportement d'un condensateur en HF

Aucun isolant n'est parfait, le diélectrique d'un condensateur présente des pertes qui dépendent de :
- la nature de l'isolant
- la fréquence d'utilisation
- la température
- la tension appliquée au condensateur
- le volume du diélectrique
Ces pertes peuvent être dues à la conduction mais surtout à l'hystérésis diélectrique.

Pertes par conduction

Elles sont dues au courant de fuite qui traverse le diélectrique comme si celui-ci était une résistance.
Cette "résistance de fuite" ou résistance d'isolement Ri est déterminée par la résistivité de l'isolant utilisé et par les dimensions du condensateur.
Les pertes par conduction peuvent être calculées avec la formule :

Dans les condensateurs autres qu'électrolytiques, ces pertes sont très faibles car la résistance d'isolement est en générale de plusieurs dizaines voire milliers de mégohms.

Pertes par hystérésis diélectrique

L'énergie dissipée dans le diélectrique du condensateur en une seconde correspond à une puissance. Comme pour les pertes par conduction, le diélectrique peut être assimilé à une résistance fictive Rs (RES : résistance équivalente série) qui dissiperait la même puissance dans des conditions identiques.
Du point de vue des pertes par hystérésis, le condensateur peut être représenté par un condensateur idéal C en série avec la résistance Rs. Les tensions Up et Uc sont déphasées de 90 degrés. L'angle
d est appelé angle de pertes. On utilise la tangente de cet angle de perte pour exprimer la qualité du diélectrique.

En remplaçant Up et Uc par leur valeur en fonction de Rs et Xc (capacitance de C) on démontre la formule :

Ces pertes sont gênantes car elles peuvent provoquer un échauffement du condensateur et la modification de ses caractéristiques (permittivité du diélectrique, résistance d'isolement, augmentation de l'angle de perte...)

Caractéristiques de quelques diélectriques

Ces valeurs sont des ordres de grandeurs car les caractéristiques varient dans de grandes proportions.
L'angle de perte est généralement mesuré en BF (50Hz à 1kHz) et la résistance d'isolement à 20°C.
 isolant

 tg d

 Ri (MW.µF)
 céramique

 <30.10-3

 >10000
 mica

 4.10-4

 100000
 papier

 <10.10-3

 >1000
 papier métallisé

 100.10-4

 500
 polycarbonate

 10.10-4

 >50000
 polyester (Mylar)

 5.10-4

 >50000
 polystyrène

 <5.10-4

 >1000000
 polysulfone

 <10-4

 250000
 PVC

 3.10-2
 
 verre

 5.10-4

 >100000


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