Pourquoi la tension aux bornes d’un condensateur ne peut-elle pas changer instantanément ?
Pour modifier la charge d’un condensateur, vous devez soit ajouter, soit retirer des électrons des plaques. ces électrons ont une masse et une vitesse limitée à laquelle ils peuvent se déplacer. par conséquent, il faut du temps pour que la charge change, quelle que soit l’ampleur de la force qui tente de la déplacer.
La tension aux bornes d’un condensateur est proportionnelle à la charge de la plaque du condensateur. Par conséquent, pour modifier la tension, vous devez ajouter ou supprimer une charge. pour changer la charge instantanément, vous aurez besoin d’un courant infini. cela n’est tout simplement pas possible car un courant infini n’est pas possible, sans parler de l’inductance et de la résistance parasites faibles mais inévitables dans les conducteurs et les plaques du condensateur qui le ralentiront également. très rapide est possible, l’instantané ne l’est pas. car dans ce cas, le courant circulant de/vers le condensateur serait infini.
cela n’est pas possible pour deux raisons :
le condensateur doit être idéal et le circuit connecté au condensateur (en fait, il doit s’agir d’un court-circuit) idéal 0 – impédance supraconductrice.
Même si le premier cas est rempli, les électrons dans le condensateur ont une masse, un nombre limité d’entre eux, ils ne peuvent pas accélérer instantanément et il n’y en a pas une quantité infinie, le courant ne peut pas être infini.
pensez à un récipient rempli d’eau avec un orifice de décharge. vous ne pouvez pas puiser autant d’eau à la fois que le trou le permet. ou pensez à une calèche sur une route escarpée. vous le poussez, et il faut du temps pour le pousser jusqu’à la limite.
De même, un condensateur ne peut se décharger qu’à un taux de courant donné ; il lui faut du temps avant de se décharger. la tension étant proportionnelle à la charge va évoluer lentement, au rythme du courant qui passe.
pouvons-nous dire qu’en raison de la résistance existante (qui peut être une résistance interne dans la source ou une résistance externe dans le circuit) sur le trajet entre la source et le condensateur, le condensateur est incapable de se charger (à partir de la source) instantanément , c’est-à-dire en un temps nul . Alors la source de tension a besoin d’une puissance infinie pour déplacer toute la charge sur le condensateur en un temps nul.
En termes techniques, c’est parce que la tension aux bornes d’un condensateur est proportionnelle à l’intégrale temporelle de la charge qui l’alimente. Le taux de transfert de charge électrique est équivalent au courant électrique, ce qui provoque un changement instantané de la tension aux bornes d’un condensateur. vous auriez besoin soit (a) d’un condensateur infiniment petit, soit (b) de l’alimenter avec un courant infiniment grand.
Il est intuitivement évident que pour changer instantanément le niveau d’eau du réservoir, il faut soit (a) un réservoir de volume infinitésimal, et/ou (b) un système pour alimenter le réservoir en eau à une vitesse infiniment élevée. la pression de l’eau est similaire à la tension électrique et le débit de l’eau est similaire au courant électrique.
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