Qu’est-ce qu’un courant de déplacement dans un condensateur ?
considérons un condensateur constitué de deux plaques sans rien entre elles, avec de l’air comme diélectrique entre elles et considérons maintenant qu’une batterie est connectée via le condensateur. le condensateur commence à se charger et la charge commence à s’accumuler sur les deux plaques.
l’une des plaques reçoit une charge positive et l’autre plaque reçoit une charge négative aux bornes respectives de la batterie et les deux plaques sont séparées par de l’air comme indiqué précédemment.
or, du fait des charges positives et négatives accumulées sur les plaques, un champ électrique s’établit entre les deux plaques donc ionise l’air entre les deux plaques et produit le courant appelé courant de déplacement. il est à noter que le véritable flux d’électrons ne se produit pas ici… l’ionisation de l’air provoque le courant de déplacement.
dans un condensateur, vous avez toujours un courant de déplacement et jamais un courant de conduction dans des conditions normales (c’est à dire que vous appliquez une différence de potentiel inférieure à la tension maximale spécifiée).
Les courants de conduction se produisent lorsque les électrons se déplacent réellement. mais dans le courant de déplacement, aucun porteur de charge n’est impliqué. seules les variations du champ électrique sont censées être équivalentes à un courant.
Le condensateur contient un matériau isolant (appelé diélectrique) pris en sandwich entre deux conducteurs. Étant donné que les isolants ne peuvent transporter qu’un champ électrique mais pas des fluides en mouvement, le paragraphe ci-dessus est justifié.
Cependant, si vous appliquez une tension énorme sur un condensateur, celui-ci se comporte différemment. sous des différences de potentiel suffisamment importantes, de nombreux isolants cessent de s’isoler. c’est-à-dire qu’ils conduisent l’électricité. ainsi, si vous appliquez une tension significative au-delà de la limite spécifiée, le diélectrique se comporte comme un conducteur. afin que vous obteniez un courant de conduction dans le condensateur. cela se produit exactement comme un coup de foudre, lorsque la différence de potentiel entre les nuages et la terre devient si grande que l’atmosphère est forcée de se comporter et que l’éclair électrique frappe le sol. c’est ce qu’on appelle casser un condensateur
lorsqu’un condensateur tombe en panne, il ne transporte plus le courant de déplacement. parce qu’il est maintenant chef d’orchestre ! comme tout autre conducteur, le champ électrique à l’intérieur est nul, tout comme le courant de déplacement. de nos jours, on obtient des condensateurs très compacts. du fait de leur compacité, leur diélectrique se décompose assez facilement. Par exemple, de nombreux condensateurs miniatures actuels sont fabriqués pour fonctionner correctement jusqu’à 60 volts, au-delà de quoi leur défaillance se produit.
Comment peut-il y avoir un courant de déplacement mais pas de courant de conduction dans un condensateur ?
Contrairement aux résistances et aux inductances, les électrons ne peuvent pas traverser le milieu diélectrique situé entre les plaques d’un condensateur dans des conditions normales. mais un condensateur sera considéré comme un courant conducteur lorsqu’il est utilisé dans un circuit. En effet, au lieu de passer directement d’une armature à l’autre à travers le milieu diélectrique, les électrons s’accumulent ou quittent l’une des armatures du condensateur. la plaque qui perd des électrons développera une charge nette positive et l’autre plaque développera une charge nette négative (à mesure que les électrons s’y accumulent). ce processus de déplacement des électrons d’une plaque à l’autre sera considéré comme un courant électrique normal alors qu’en réalité aucun électron ne traversait le condensateur.
ce déplacement se produit jusqu’à ce que la différence de potentiel entre les plaques du condensateur soit égale à celle de la tension d’entrée. un tel déplacement d’électrons provoquera la formation d’un champ électrique dans le milieu diélectrique qui conservera le champ électrique même après la suppression de la tension d’entrée à cause de la charge entre les broches.
C’est ainsi que le courant de déplacement aux bornes d’un condensateur diffère du courant de conduction traversant d’autres dispositifs passifs. sous des conditions normales. Un courant de conduction peut se produire lors d’une défaillance diélectrique.
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