Capacité Électrique

La capacité électrique est la propriété d’un conducteur ou d’un composant à stocker des charges électriques entre deux armatures conductrices séparées par un isolant appelé diélectrique. Elle se mesure en farads (F) selon la relation C = Q/U, où Q est la charge stockée en coulombs et U la tension en volts.

Ordres de grandeur et applications

La capacité en alternatif : filtre naturel haute fréquence

En courant alternatif, un condensateur ne se comporte pas comme un circuit ouvert : son impédance (réactance capacitive) diminue quand la fréquence augmente. La formule est X_c = 1 / (2π × f × C).

Exemple concret avec un condensateur de 100 nF :

• À 50 Hz (réseau secteur) : X_c = 1 / (2π × 50 × 100×10^-9) ≈ 31 800 Ω — pratiquement circuit ouvert, le condensateur bloque le 50 Hz.
• À 50 kHz (alimentation à découpage) : X_c ≈ 32 Ω — le condensateur commence à laisser passer le courant HF.
• À 50 MHz : X_c ≈ 0,032 Ω — court-circuit quasi parfait, le condensateur dévie efficacement les perturbations RF vers la masse.

C’est pourquoi les condensateurs céramique 100 nF placés au plus près des circuits intégrés constituent le premier rempart contre le bruit haute fréquence dans toute alimentation électronique.

Compensation réactive en installation industrielle

Un moteur asynchrone consomme de l’énergie réactive inductive (son cos φ figure sur sa plaque). Cette énergie ne produit pas de travail mais circule sur les câbles et transformateurs, augmentant les pertes. Un banc de condensateurs placé en tête d’installation ou directement aux bornes du moteur fournit cette énergie réactive localement, déchargeant le réseau.

Pour les gros sites professionnels, l’énergie réactive consommée au-delà d’un seuil fixé par le tarif d’acheminement est facturée : c’est ce qui rend la compensation rentable. Un particulier n’est pas concerné, il ne paie que l’énergie active.

Le dimensionnement des câbles selon la norme NF C 15-100 part du courant : à puissance active égale, corriger le cos φ réduit ce courant, donc les pertes en ligne.

FAQ capacité électrique

Peut-on mesurer la capacité d’un condensateur avec un multimètre classique ?
Oui, la plupart des multimètres numériques modernes intègrent une fonction « Cx » (mesure de capacité) jusqu’à quelques centaines de µF. Pour les grandes capacités (milliFarads) ou les supercondensateurs, un pont LCR de labo est nécessaire. Toujours décharger le condensateur avant de le mesurer.

Quelle est la différence entre la capacité nominale et la capacité de travail d’un condensateur ?
La capacité nominale est mesurée à température ambiante sous tension nulle ou faible. En service, la capacité réelle d’un condensateur varie avec la tension appliquée, la température et le vieillissement, dans les limites que donne sa fiche technique — d’où l’importance de prévoir une marge au dimensionnement.

Pourquoi les câbles longs posent-ils des problèmes de capacité parasite ?
Un câble blindé de 100 m à 100 pF/m présente une capacité de 10 nF entre son âme et son écran. Associée à la résistance de source d’un capteur, elle forme un filtre passe-bas qui limite la bande passante du signal. Pour les capteurs rapides ou les signaux audio, on préférera un câble à faible capacité linéique et des longueurs minimales.