Principes clés

● Découvrez les formules de conversion de la capacité en impédance.

● Obtenez une meilleure compréhension de la façon dont la capacité et l’impédance interagissent.

● Apprenez-en davantage sur l’importance de l’impédance dans l’analyse des circuits alternatifs.

Capacité et sa relation avec l’impédance

Le domaine de l’électronique contient divers paramètres qui jaugent, aident et affectent la fonctionnalité, ainsi que la performance, de chaque appareil électronique. Ces paramètres affectent les décisions de conception initiales et finales.

Les paramètres tels que la capacité et l’impédance doivent rester dans les limites acceptables de la conception ou même la conception la plus précise ne parviendra pas à fournir le résultat fonctionnel souhaité. En outre, il existe des cas où la conversion d’un paramètre en l’équivalent d’un autre est une exigence. Une telle conversion, comme la capacité à l’impédance, est une exigence de l’analyse détaillée du circuit AC.

Condensateurs et capacité

Le composant associé à la capacité est, bien sûr, un condensateur, et la capacité d’un système à stocker une charge électrique est appelée capacité. En physique, c’est le rapport de la variation d’une charge électrique dans un système par rapport à une variation de son potentiel électrique. Dans les deux cas, l’unité standard de la capacité est le farad.

Ces composants électroniques passifs stockent de l’énergie sous la forme d’un champ électrostatique. Dans sa forme la plus pure, un condensateur incorpore deux plaques conductrices séparées par un matériau isolant appelé diélectrique. La capacité d’un condensateur est directement proportionnelle à la surface de ses plaques et inversement proportionnelle à la séparation entre ces plaques. Cependant, la capacité nette dépend également de la constante diélectrique de la substance séparant les plaques.

Lors de la conversion de l’impédance d’un condensateur, nous utilisons la formule Z = -jX. Gardez à l’esprit que la réactance est un paramètre plus univoque, et qu’elle définit la quantité de résistance qu’un condensateur aura à une fréquence spécifique. Comme indiqué précédemment, connaître l’impédance est nécessaire pour une analyse détaillée du circuit alternatif.

Inducteur et impédance

Comprendre l’impédance dans un circuit alternatif

L’impédance est la résistance active d’un circuit ou d’un composant électrique au courant alternatif provenant des effets combinés de la réactance et de la résistance ohmique. En d’autres termes, l’impédance est l’extension des principes de la résistance dans les circuits alternatifs. Nous définissons également l’impédance comme toute obstruction, ou la mesure de l’opposition d’un courant électrique, au flux d’énergie lors de l’application d’une tension.

La définition plus technique est l’opposition totale offerte par un circuit électrique au flux de CA d’une seule fréquence. En résumé, c’est une combinaison de réactance et de résistance que nous mesurons en ohms, et que nous représentons par le symbole Z.

La réactance (X) exprime la résistance d’un composant au courant alternatif, tandis que l’impédance (Z) indique la résistance d’un composant à la fois au courant alternatif et au courant continu. On la représente comme un nombre complexe par l’utilisation de la formule suivante : Z = R + jX. Idéalement, l’impédance d’une résistance est l’équivalent de sa résistance. Dans ces conditions, la partie réelle ou effective de l’impédance est la résistance, et la partie imaginaire est nulle ou zéro.

Conversion de la capacité en impédance

Il existe des calculateurs de réactance capacitive qui permettent de déterminer l’impédance d’un condensateur, à condition d’avoir sa valeur de capacité (C) et la fréquence du signal qui le traverse (f). Vous entrez la capacité en farads, picofarads, microfarads ou nanofarads et la fréquence en unités de GHz, MHz, kHz ou Hz. Par exemple, une capacité de 2 farads à une fréquence de 100 hertz donnera une impédance de 0,0008 ohms.

Voici la formule nécessaire pour calculer les valeurs ci-dessus :

Nous comprenons maintenant les paramètres d’une résistance idéale où son impédance est égale à sa résistance. Cependant, l’impédance d’un condensateur parfait est égale à la grandeur de sa réactance, bien que ces deux paramètres ne soient pas identiques. Nous exprimons la réactance comme un nombre ordinaire en ohms, et l’impédance du condensateur est la réactance multipliée par -j. Cela correspond à la formule suivante Z = -jX. Dans ce contexte, le terme -j représente le déphasage de 90 degrés qui se produit entre le courant et la tension dans un circuit purement capacitif.

Utilisation de l’équation de conversion

Après avoir utilisé l’équation ci-dessus (XC = 1/ωC = 1/2πƒC), vous pouvez obtenir la réactance d’un condensateur, et pour la convertir en impédance d’un condensateur, vous pouvez utiliser la formule Z = -jX. Rappelez-vous que la réactance est une valeur de paramètre plus apparente, et qu’elle discerne la résistance d’un condensateur à une fréquence spécifique.

Il ressort des équations ci-dessus que la réactance d’un condensateur est inversement proportionnelle à la fois à la capacité et à la fréquence. Par conséquent, une capacitance plus élevée et une fréquence plus élevée se traduisent par une réactance plus faible. Cette relation inverse entre la fréquence et la réactance facilite l’utilisation de condensateurs pour bloquer les composantes à basse fréquence d’un signal tout en permettant simultanément aux composantes à haute fréquence de passer.

La capacité dans un circuit alternatif est facilement discernable, mais c’est l’impédance qui est une exigence de l’analyse approfondie des circuits alternatifs. Logiquement, cela signifie qu’acquérir une meilleure compréhension de l’importance de l’interaction de ces deux paramètres est primordial.

Enroulement du fil de cuivre de l’inducteur

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