Les condensateurs en modélisme ferroviaire
Les condensateurs sont des composants électriques très répandus dans nos montages électroniques. Alors, disons-le tout de suite, rien à voir avec la condensation et pour une fois le terme anglais "capacitor" est bien mieux adapté.
Leur rôle est de stocker et de restituer ou de transférer une certaine quantité d'énergie électrique, un peu comme une batterie d'accumulateur. La comparaison s'arrête là car les quantités d'énergie concernées ne sont pas comparables. On trouve des condensateurs dans tous les circuits électroniques qui selon leurs valeurs, leurs dimensions ont des caractéristiques bien différentes. Les condensateurs sont caractérisés par leurs valeurs de capacité, leurs tension de service, leurs technologies de fabrication et leurs polarisations.
Basée sur la valeur théorique de celle de notre bonne vieille Terre comparable à un très gros condensateur naturel, l'unité de capacité est le Farad. Il est évident que le Farad qui constitue la base de départ des différentes capacités doit être utilisé avec ses sous-multiples, on parlera alors de micro Frarad (10 ^-6), nano Farad (10^-9), pico Farad (10^-12). Le marquage de ces valeurs est souvent indiqué "en clair", mais parfois on a recours à un code chiffré. Par exemple, un composant marqué "103" signifie 10 suivi de 3 zéros, soit 10,000 pico Farads, et donc 10 nano Farads. Autant il est assez facile de comprendre le rôle et les montages à base de résistances en série ou en parallèle à l'aide de quelques règles de base, en revanche il est parfois plus délicat de bien comprendre celui des condensateurs et de déterminer avec précision la valeur à appliquer sur tel ou tel circuit électrique ou électronique en fonction de ce qu'on veut obtenir. Il faut rappeler que les branchements de plusieurs condensateurs en série ou en parallèle répondent à des règles strictes qu'il est intéressant de connaître et de retenir. Pour faire simple encore une fois, se souvenir que :
- les valeurs des condensateurs montés en parallèle s'ajoutent alors que leurs tensions de service restent inchangées. Par exemple : 1000µF/25V + 470µF/25V = 1470µF/25V.
- les valeurs des condensateurs montés en série se calculent par la formule : 1/(1/C1+1/C2) mais leurs tensions de service s'ajoutent. Par exemple : 100µF/50V + 100µF/50V = 50µF 200V
Le tableau qui suit indique en plus les symboles utilisés en face de ces différents sous-multiples.
| Technologie | Utilisation | Valeurs | Symbole | Taille |
|---|---|---|---|---|
| Electrochimique | Alimentation, filtrage, découplage, stalilisation, liaison | 0.1µF à 10.000 µF | µF | quelques mm à plusieurs dizaines de cm |
| Céramique | Découplage HF, liaison, antiparasite | 100 nF à 1µF | nF- µF | quelques mm |
| Polyester | Découplage HF, stabilisation, liaison, antiparasite | 100 nF à 1µF | nF- µF | quelques mm à quelques cm |
| Tantale | Filtrage, stabilisation, liaison | 100 nF à 100 µF | nF-µF | en forme de goutte |
Quelques exemples de condensateurs......
Condensateur au Tantale polarisé qui offre de fortes capacités sous un plus faible volume que les électrochimiques. Très stable, en contrepartie aucune tolérance ni inversion de polarité possible, sinon : gare au pétard !!!
Condensateur électrochimique polarisé à usage général. Supporte assez mal les surtensions. Marquage généralement "en clair". Vieillissement variable.
Condensateur polyester ou mylar typiquement dédié aux capacités moyennes. Non polarisé Marquage le plus souvent en clair.
Condensateur plastique céramique non polarisé pour des valeurs moyennes. Ce type de composant est en voie de disparition remplacé par des modèles plus petits avec des tolérances plus serrées.
Condensateur papier/plastique. Utilisé souvent pour des tensions plus élevées. Non polarisé mais de moins en moins utilisé en raison de sa taille et de son vieillissement connu. Marquage en clair.
Condensateur céramique normalement dédié aux petites capacités. Non polarisé. Marquage en code ou plus rarement en clair.
Petit condensateur céramique polyester actuel. Non polarisé. Très bonnes performances et tenue dans le temps. Marquage souvent en code, plus rarement en clair.
Les couleurs représentées ci-dessus n'ont rien de systématique et ne donnent pas d'indications sur la technologie de fabrication.
Sauf mention clairement indiquée, les condensateurs sont souvent marqués en "pico Farads". il n'est pas rare de rencontrer des valeurs du genre 100.000 pico Farads, c'est à dire 100 nano Farads ou 0,1 micro Farad, ces trois valeurs étant identiques.
Le code couleur des valeurs est le même que pour les résistance, mais le marquage peut aussi se faire en chiffres et dans ce cas, il s'agit aussi d'un code. Par exemple un marquage du genre 104 ne signifie pas 104 pF, mais devra être lu comme 100, suivi de 4 zéros, donc 100.000 pF, c'est à dire 100 nF, ou encore 0,1µF. Il faut donc faire très attention au moment de la lecture car les erreurs peuvent très vite se produire.
A noter que cette rubrique non exhaustive ne concerne que les condensateurs classiques et pas les modèles dit "SMS" ou "SMD" prévus pour les montages en surface, car dépourvus de queues de connexions. Ceux-ci se présentent alors sous des formes et dimensions bien plus réduites.