Introduction aux condensateurs
Nous allons défricher le terrain pour expliquer ce qu'est un condensateur et à quoi il sert.
Un condensateur est un composant électrique que l'on retrouve dans presque tous les circuits électroniques. Il est schématiquement composé de 3 parties : 2 pôles (+ et -), souvent en plaques, et un diélectrique, isolant polarisable, entre ces pôles. Cette "paroi" peut être solide, liquide ou gazeuse (air).
La capacité d'un condensateur se mesure en Farad (F), mais on utilise généralement ses sous-divisions : microFarad (µF), nanoFarad (nF) voire picoFarad (pF).
Son fonctionnement est le suivant : avec un courant électrique, les électrons vont s'accumuler sur le pôle négatif. C'est la charge du condensateur, phase pendant laquelle le courant ne circule pas dans le circuit. Quand le pôle est saturé, il ne peut plus retenir ces électrons qui vont traverser le diélectrique, la "paroi" isolante entre les 2 pôles. C'est la décharge du condensateur, phase pendant laquelle le courant circule dans le circuit.
A quoi ça sert ?
Le condensateur est utilisé principalement pour stabiliser une alimentation électrique. Il peut aussi découpler (=séparer) le courant alternatif (signal audio) du courant continu, ce dernier étant bloqué par le condensateur, ou bien traiter des signaux périodiques (filtrage/EQ) voire stocker de l'énergie (supercondensateurs).
Les diodes permettent de rectifier le courant alternatif, c'est-à-dire que le courant fait des pics de 0 Volt à un max après les diodes. En branchant un condensateur entre le circuit actif et la masse, le courant continu ne passera pas mais les pics viendront charger le condensateur réduisant ainsi le courant et la tension effective dans le circuit. Dans l'autre sens, quand la tension des pics chute, le condensateur va se décharger en fournissant tension et courant, permettant ainsi un lissage de la tension et du courant. C'est pourquoi on implante un condensateur en amont d'un composant afin d'absorber les pics et de combler les creux et ainsi fournir une puissance constante au composant.
A quoi ça ressemble ?
Il existe plusieurs types de condensateurs (dans l'ordre de la photo) : les céramiques, les tantales, les film métal, les électrolytiques, les film PP. Ils ont des caractéristiques propres qui répondent à des besoins spécifiques.
Le condensateur électrolytique est de loin le plus habituel avec sa forme de chapeau haut-de-forme. Il est composé de 1 ou 2 feuille(s) de métal séparée(s) par le diélectrique, enroulée(s) sur elle(s)-même et mise(s) dans le boîtier. Efficace pour le filtrage simple, il n'est pas adapté aux hautes fréquences.
Ci-dessous c'est un condensateur électrolytique à quatre sections. Il y a donc 4 condensateurs de différentes valeurs dans un seul boîtier.
Le disque céramique est idéal pour les hautes fréquences mais ne fait pas un bon filtre car il lui faut une grande taille pour une grande valeur de capacité. Dans les circuits nécessitant impérativement une tension stable, on trouve généralement un grand condensateur électrolytique en parallèle à un disque céramique. L'électrolytique fait tout le boulot et le disque céramique écrête les hautes fréquences restantes.
Le condensateur tantale est petit, plus ou moins en forme de goutte, mais offre une meilleure capacité à taille égale que le disque céramique. Il est également plus onéreux mais est très utilisé dans les circuits des petits appareils électroniques.
Quoique non polarisé, le vieux condensateur à papier avait une bande noire d'un côté. La bande noire indiquait de quel côté était la feuille de métal (agissant comme un isolant). Ce côté était connecté à la masse (ou à la plus basse tension). Le but de cette feuille de métal était d'augmenter la durée de vie du condensateur à papier.
Nous arrivons aux condensateurs qui vous intéresseront le plus en termes d'iTrucs. Ils sont très petits en comparaison des condensateurs déjà évoqués, ce sont les condensateurs CMS ou SMD (Composant Monté en Surface = Surface Mounted Device). Malgré leur taille réduite, leur fonctionnalité est la même que celle des plus grands condensateurs. Au-delà de leur qualité, c'est le "boîtier" qui prime : il respecte un format standardisé, par exemple 0201 = 0,25 mm x 0,125 mm (0,01" x 0,005"). Le boîtier d'un condensateur CMS céramique suit les mêmes règles que celui d'une résistance CMS. Il est alors presque impossible de différencier d'un simple coup d'œil une résistance d'un condensateur.
CMS sur un circuit électronique
CMS agrandis
Tester des condensateurs
Déterminer la valeur d'un condensateur peut se faire de plusieurs façons. La première, bien sûr, est lire le marquage sur le composant.
Ce condensateur a une capacité de 220 µF avec une tolérance de 20 %, soit une capacité réelle comprise entre 176 et 164 µF. Sa tension maximale d'utilisation est de 160 V. L'implantation des pattes montre que c'est un condensateur radial : les deux pôles sortent du même côté. Un condensateur axial aurait ses pattes sortant chacune d'un côté du condensateur. La bande fléchée sur le côté du condensateur indique la polarité, les flèches pointant vers le "point négatif".
Maintenant la question est de savoir comment vérifier si un condensateur est à remplacer.
Pour faire une vérification sur un condensateur installé sur un circuit, il vous faudra un ESR-mètre. Si le condensateur est enlevé du circuit, on peut utiliser un multimètre réglé sur Ohmmètre pour un test "tout ou rien". Ce test ne montre que si le condensateur est complètement mort ou pas et absolument pas s'il est en bon état de marche ou pas. Pour déterminer si un condensateur fonctionne à sa valeur nominale, il faudra utiliser un capacimètre. Cela reste vrai pour déterminer la capacité d'un condensateur sans indication.
Le mesureur utilisé pour ce wiki est le moins cher de n'importe quelle grande surface. Pour ces tests nous pouvons avantageusement utiliser un multimètre analogique. Le mouvement de l'aiguille sera alors plus visuel que les nombres qui défilent rapidement. Ceci doit permettre à tout un chacun de mener ces tests sans dépenser une fortune dans un outil de mesure Fluke, par exemple.
Il faut toujours décharger un condensateur avant de le tester si on ne veut pas prendre un choc électrique. Les petits condensateurs peuvent être déchargés en reliant les 2 pattes à un tournevis. Une meilleure méthode consiste à décharger le condensateur à travers une charge, ce qui peut être fait avec des pinces croco et une résistance. Un petit tuto à ce sujet sur cet excellent site.
Pour tester un condensateur avec un multimètre, réglez ce dernier dans la gamme des résistances les plus élevées (10k Ohms ou plus). Connectez vos pointes aux pattes du condensateur correspondantes : rouge vers le + et noir vers le -. Si le multimètre va graduellement de zéro à l'infini, c'est que le condensateur fonctionne. S'il reste à zéro c'est que le condensateur ne se charge pas avec le multimètre et qu'il ne fonctionne donc pas.
Ceci fonctionne également avec des condensateurs CMS. Même test avec l'aiguille qui bouge doucement dans le même sens.
On peut également faire un test de tension sur un condensateur. Nous savons que le condensateur emmagasine une différence de potentiels de charge entre ses pôles, ce sont des tensions. Un condensateur a une anode avec une tension positive et une cathode avec une tension négative. Une façon de vérifier qu'un condensateur fonctionne est de le charger avec une tension puis de lire la tension entre les 2 pôles. Pour cela il est nécessaire d'appliquer un courant continu aux bornes du condensateur. Dans ce cas la polarité est très importante... si le condensateur est polarisé (électrolytique). La tension positive ira sur l'anode et la négative sur la cathode du condensateur. N'oubliez pas de vérifier les indications sur le condensateur à tester. Appliquez ensuite une tension - qui devrait être moindre que la tension d'utilisation indiquée - pendant quelques secondes. Dans cet exemple, le condensateur de 160 V sera chargé quelques secondes avec une pile 9 V.
Une fois la charge faite, déconnectez la pile du condensateur et lisez à l'aide du multimètre la tension entre les pattes du condensateur. On devrait lire autour de 9 V. La tension va rapidement baisser vers 0 V car le condensateur se décharge par le multimètre. Si la tension n'est pas maintenue par le condensateur, il est défectueux et doit être remplacé.
Le plus simple, bien sûr, est de mesurer la capacité avec un capacimètre. Ici nous avons un condensateur FRAKO axial GPF 1000 µF 40 V avec une tolérance de 5 %. Vérifier la capacité au capacimètre est évident. Sur ces condensateurs, la borne positive est marquée. Connectez la pointe positive (rouge) de l'outil à cette borne et la négative (noire) à l'autre. Ce condensateur affiche 1038 µF, ce qui est clairement dans la tolérance.
Pour tester un condensateur CMS, il peut s'avérer difficile de le faire avec les pointes fournies avec le multimètre. On pourra soit souder des aiguilles au bout de ces pointes, soit investir dans des pincettes adaptées, ce qui serait le mieux.
Certains condensateurs ne nécessitent aucun test pour établir leur mauvais état. Une inspection visuelle peut révéler des signes de boursoufflures sur le haut ("bulging tops" ci-dessous) ou de coulures en dessous, indiquant des condensateurs morts. C'est la panne la plus fréquente dans les alimentations électriques. Quand on remplace un condensateur, il est impératif de prendre un condensateur de valeur égale ou supérieure, mais jamais avec un condensateur de moindre valeur.
Si le condensateur à vérifier ou remplacer n'a aucune indication, il vous faudra un schéma. L'image ci-dessous, trouvée sur ce site, montre quelques-uns des symboles des condensateurs utilisés dans les schémas.
Cet extrait de schéma d'un iPhone montre le symbole des condensateurs ainsi que les valeurs associées (polarisation ou non, capacité, tolérance, boîtier, tension d'utilisation).
Ce wiki ne couvre que les bases sur quoi chercher sur un condensateur, il n'est en aucun cas complet. Pour en savoir plus sur n'importe quel composant électronique, il y a beaucoup de matériel online et offline.
Où acheter des condensateurs
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48 commentaires
Thank you for the good info.
Ivo Tanev - Réponse
You have explained capacitors in a way that a person with very basic electrical knowledge (such as myself) can understand. I read your information from beginning to end. Thank you for sharing.
lisacarroll57 - Réponse
Thanks for the precise and easy to Understand information on Capacitors. Well done!
sanjaycolaco - Réponse
Great explanation! I think you should also mention the use of capacitors as coupling capacitors, to block any DC while letting the AC (audio) signal through. Many DIY-ers work on guitar effect pedals, where one should always use coupling capacitors on both input and output jacks to ensure no DC can flow from the effect circuit to the instrument, or the amp.
joakimgrahl - Réponse
Right on. Thats how I ended up here.
mogwaiemperor -
@joakimk that is a great idea. I will expand on this is the near future. Currently working on resistors, diodes and fuses.
oldturkey03 - Réponse
Great reading and learning.
lpmeter - Réponse
One question...What if your Cap does not have a positive,or negative symbols,then how would you check the component?
lpmeter - Réponse
If no ones answered your question yet, chances are its non-polarized, which just means it doesn't matter. Either lead could be negative or positive. If it is shaped like a little metal can (like the ones up there↑↑ in dudes story wth the bulging tops) just assume it is because they almost always are. Or if it's shaped like a little shiny colored test drop shape, which usually is still marked, if assume those are too to be safe . Those would be tantalum. Google what those look like and also silver mica caps. Never seen those before. But if its a little box shaped cap, or kinda boxy and orange or yellow or blue or gray, or looks painted up like some ocean fish, then it wont have a polarity . And neither will the little orangish beige tiny circular ones that are ceramic . But be sure first because the ones that do will blow the !&&* up, and catastrophically at that sometimes.
mogwaiemperor -
Thank you a million times AND Massively Big Hugs to you for saving me hundreds of dollars ... I have an Amana washer and one of the two capacitors was giving unusual readings as indicated in this "IFIXIT" manual, so I decided to re-solder the one that gave a strange reading and viola, it cured the problem immediately ... the thing that alerted me to a soldering issue was the dull colour of the solder on that one capacitor, whereas the other one had bright and shiny solder ... thank you a million times for all that you do to enlighten and educate the public and save us a few dollars ... Blessings be upon you and your kind heart ... 8)
James Nickerson - Réponse
Thank you great explanation
dawit - Réponse
frank ennbeans - Réponse
I must say this was the first web lecture I enjoyed learning ...
Nitin Rathor - Réponse
Nice keep it up
Abdoulie Bah - Réponse
Very useful and simple explanation to understand and to save lot of money. Thank you
Sunil Manuweera - Réponse
Thanks for the Information, Very useful and straight to the point, keep up the good work.
sibongeleni nxumalo - Réponse
This is soo gooooooood!! Thank you! It`s so hard to find good learning material on this subject.
Lupas Florin - Réponse
bravo sir i understand you make explan simple
princenovair - Réponse
Thanks for that explanation
Joseph Ssemiyingo - Réponse
Very helpful, thanks!
Jason Dunn - Réponse
Very well explained info
thanks
SEUN SONOIKI - Réponse
Thanks for the simple explanation!
Tech Sure - Réponse
Thanks, for the very informative article!
JOHN AQUILINO - Réponse
Umm the best capacitors are made by Panasonic and pretty much the standard and I wonder why that was not in the list of vendors.
Ravi Rajangam - Réponse
Digikey, Mouser, etc. that are listed are distributors of electronic components. They sell brands like Panasonic. I am curious on what basis you consider Panasonic caps to be the best? For SMT caps, I would strongly disagree. For SMT-type caps, TDK, Murata, and even Samsung have the best technology… offer highest values/voltages/temp. coefficient in a given package size, more stable over life, better retain their value after being subjected to ESD, and tend to be able to take more stress without cracking/damage. For SMT chip resistors, I do agree that Panasonic is one of the top options. NOTE: This is my personal opinion and does not reflect the opinion of my employer.
matthewlasorsa -
This is a very explanatory write up... Very elementary and useful for all level of electronic understanding…thanks alot for this?.
Amusan Olamilekan - Réponse
Hello!
Thanks for your detail explanation. I also have some questions which i have CBB22 in my hand in this company write 355j 400v.
I want to check is this mentioned volts are DC or AC. and how I measure the volts??
Mudassir Ghulam Kasbati - Réponse
You are the tutor I need because You made it possible for a hard head like myself understand, thank you.
Angel Altavilla - Réponse
Here is a very informative article about Electrical Bonding.. please follow it..
Electrical-Technology - Réponse
Why cannot I measure capacitors in circuit using a multimeter with a capacitor measurement mode? I only need to check whether the capacitor is dead or not, no need for the exact capacitance value.
Jeri Haapavuo - Réponse
Hi ihave a tv capacitor 450 volts 100uf.when tested it reads198uf would this be faulty? Would be greatfull if you could get back.
terry spencer - Réponse
1000uf 50v electrolytic capacitor testing with esr reads 1940uf. This is a bad cap right? Thank you!
Mj Pags - Réponse
Thank you, i have learnt something from your wiki.
dubemw - Réponse
Thanks for your comprehensive article. It helped a great deal - my treadmill was moving erratically and after reading your article discovered that a large electrolytic capacitor was positively bulging at the top!
Charlieroy - Réponse
Great explanation. I have learned electronics only for Physics in Advanced Level education (2 years in school just before entry to the university in Sri Lanka). But I clearly understood everything you have written and that is very much useful. Thank you !
kevinfer83 - Réponse
Thanks for the explanation. Now, how about ceiling fan capacitors? Some have two capacitors and some have only one. Do you know why?
amlopex - Réponse
Two smaller ones may be notably cheaper than a bigger one. I guess in a ceiling fan the product size is no problem and thus two may be used as well (taking a little bit more space).
Jeri Haapavuo -
Thanks that's great
Ya Max Joel KOUAKOU - Réponse
Thanks for this! So if my multimeter has a “uf" setting, does that mean it can test capacitors?
T N - Réponse
Most likely, yes… “µF” represents ‘microfarads’, and farads are a value of capacitance
matthewlasorsa -
Merci pour cette page ! Typo in French version à propos du condensateur de 220muF : ça devrait être entre 176 et 264, pas entre 176 et 064.
Cyprien Gay - Réponse
Bonjour Cyprien ! Bien vu ! J’ai corrigé. Notre site est conçu comme un wiki modifiable par tout le monde. La prochaine fois, n’hésitez donc pas à corriger en cliquant sur Traduire en haut à droite :) Merci pour l’œil attentif et excellente journée à vous !
Claire Miesch -
thanks, easy to understand
Med Djihed - Réponse
Very insightful and clear explanation, thank you very much.
[deleted] - Réponse
Great general summary but I strongly disagree with the advice quoted below about using ‘higher capacitance values’. Replacement capacitors should ALWAYS be of the same nominal capacitance value as the original. Yes, there are cases where a circuit needs only a minimum capacitance to operate, so using a higher value would be ok. But there are many cases where a specific capacitance value is required for the circuit to operate correctly and safely. Don’t risk it. Use the same value, type (electrolytic, polar vs non-polar, etc.), and package size as the original.
It is acceptable to use a higher voltage rating or smaller tolerance value than the original if necessary. For SMD caps, using a higher class of dielectric can be acceptable (i.e., if original cap was ‘X7R’, a ‘C0G’ replacement should be acceptable).
matthewlasorsa - Réponse
Thank u very much
DokMawuer - Réponse
Awesome!
Great old dry stuff that never gets old.
And the pictures are the cherry on the circuit.
Your great work is much appreciated my friend
Tlze App - Réponse
CORECHIPS is an industry-leading independent electronic components distributor with cost-saving and reliable supply chain ,serving global customers with one-stop sourcing solution, satisfying value-added options and setting up the long-term partnership with them.
zoe - Réponse