conservation de la charge et condensateur variable
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conservation de la charge et condensateur variable



  1. #1
    Amator

    conservation de la charge et condensateur variable


    ------

    Bonjour a tous,

    Dans le cas d'un condensateur plan initialement chargé puis isolé de tout.
    On écarte manuellement les électrodes , la tension aux bornes des électrodes augmente-t-elle ?

    Je me base sur la conservation de la charge et sur la charge d'un condensateur définie par Q = CU.
    Si Q = Cste , lorsque C tend vers 0, U tendrait vers l'infini ? Intuitivement ça me choque.
    Est-ce juste ?

    Merci de vos réponses.

    -----

  2. #2
    calculair

    Re : conservation de la charge et condensateur variable

    oui c'est juste, remarque il faut aussi produire un travail infini pour écarter vers l'infini mes électrodes......

    Citation Envoyé par Amator Voir le message
    Bonjour a tous,

    Dans le cas d'un condensateur plan initialement chargé puis isolé de tout.
    On écarte manuellement les électrodes , la tension aux bornes des électrodes augmente-t-elle ?

    Je me base sur la conservation de la charge et sur la charge d'un condensateur définie par Q = CU.
    Si Q = Cste , lorsque C tend vers 0, U tendrait vers l'infini ? Intuitivement ça me choque.
    Est-ce juste ?

    Merci de vos réponses.
    En science " Toute proposition est approximativement vraie " ( Pascal Engel)

  3. #3
    phys4

    Re : conservation de la charge et condensateur variable

    Citation Envoyé par Amator Voir le message
    Si Q = Cste , lorsque C tend vers 0, U tendrait vers l'infini ? Intuitivement ça me choque.
    Pour illustrer cela, je prendrais deux cas :
    - un condensateur plan, le champ entre les plans est uniforme et ne dépend que de la charge, la tension est le produit du champ par la distance des plans.
    la tension est donc proportionnelle à la distance et il faut fournir un travail égal à l'augmentation d'énergie du champ qui occupe un espace de plus en plus grand.

    - au delà d'une certaine distance, nous ne pouvons plus considérer que le condensateur reste plan . Prenons alors le cas de deux sphères chargées de charges opposées. En écartant les sphères, le champ prend un espace plus grand, mais il diminue rapidement, et l'énergie ne tend pas vers l'infini, la tension non plus : la tension limite est seulement le double de celle d'une sphère isolée.
    Pour un condensateur qui n'est pas lui-même infini, le travail effectué et la tension ne tendent pas vers l'infini.
    Comprendre c'est être capable de faire.

  4. #4
    Amanuensis

    Re : conservation de la charge et condensateur variable

    Citation Envoyé par Amator Voir le message
    U tendrait vers l'infini. Intuitivement ça me choque.
    Pourtant c'est la même chose que le fait que l'énergie potentielle de gravitation augmente avec la distance (avec l'altitude dans le cas simple usuel). Plus un caillou est haut, plus ça fait mal quand il vous chute sur la tête.
    Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.

  5. A voir en vidéo sur Futura
  6. #5
    Gwinver

    Re : conservation de la charge et condensateur variable

    Bonjour;

    Il faut considérer deux étapes :
    1 / le condensateur se charge, la formule donne la charge en fonction de la tension Q = C U

    2/ le condensateur est maintenant déconnecté, il garde sa charge Q.

    C'est différent de la phase de charge, pour obtenir la même charge Q avec C tendant vers zéro, il faut une tension U tendant vers l'infini.

  7. #6
    Amator

    Re : conservation de la charge et condensateur variable

    Merci de vos reponses.
    Si je pose le problème différemment.
    Je considère un condensateur variable rotatif , type condensateur à air des radios d’antan, comme on peut voir ci dessous
    https://www.egloff.eu/index.php/fr/e...e-325pf-detail

    La distance entre les électrodes ne varie pas.
    Seule la surface en regard varie, pour éventuellement tomber à zéro.
    Je règle ce condensateur sur sa valeur max.
    Je le charge a une tension, puis le déconnecte.
    Je fais tendre C vers 0.
    U entre les électrodes devrait tendre vers l’infini, une étincelle devrait jaillir entre les électrodes ?
    Ça me perturbe toujours autant !

  8. #7
    Resartus

    Re : conservation de la charge et condensateur variable

    Bonjour,
    il n'y aura pas d'étincelle vers l'électrode fixe, la distance augmentant aussi, .

    Mais on peut ruser en reliant celle-ci par un conducteur à une troisième électrode de faible capacité mutuelle avec l'électrode mobile. Alors il se produire bien une étincelle vers cette troisième électrode
    Ce phénomène a été exploité historiquement dans certaines machines électrostatiques
    Why, sometimes I've believed as many as six impossible things before breakfast

  9. #8
    gts2

    Re : conservation de la charge et condensateur variable

    Bonjour,

    Pour ce genre de condensateur, l'expression n'est qu'une approximation qui marche d'autant moins que l'on s'approche de 0 (même si les armatures ne sont pas en regard, il y a quand même influence). Donc la tension va augmenter mais pas diverger.

  10. #9
    Amator

    Re : conservation de la charge et condensateur variable

    Merci a tous. C'est surprenant comme effet.

  11. #10
    harmoniciste

    Re : conservation de la charge et condensateur variable

    Citation Envoyé par Amanuensis Voir le message
    Pourtant c'est la même chose que le fait que l'énergie potentielle de gravitation augmente avec la distance (avec l'altitude dans le cas simple usuel). Plus un caillou est haut, plus ça fait mal quand il vous chute sur la tête.
    Oui, et de la même façon, la vitesse d'arrivée n'est pas infinie quand la hauteur devient infinie. Elle est de l'ordre de 40 km/s "seulement"

  12. #11
    gwgidaz
    Animateur Électronique

    Re : conservation de la charge et condensateur variable

    Citation Envoyé par Amator Voir le message
    Merci de vos reponses.
    Si je pose le problème différemment.
    Je considère un condensateur variable rotatif , type condensateur à air des radios d’antan, comme on peut voir ci dessous
    https://www.egloff.eu/index.php/fr/e...e-325pf-detail

    La distance entre les électrodes ne varie pas.
    Seule la surface en regard varie, pour éventuellement tomber à zéro.
    Je règle ce condensateur sur sa valeur max.
    Je le charge a une tension, puis le déconnecte.
    Je fais tendre C vers 0.
    U entre les électrodes devrait tendre vers l’infini, une étincelle devrait jaillir entre les électrodes ?
    Ça me perturbe toujours autant !
    Bonjour, C ne tendra pas vers zéro, il restera une capacité résiduelle de quelques pourcents .

    Le condensateur rotatif est un procédé qui permet de générer de l'énergie électrique à partir de l'énergie mécanique, puisque l'énergie mécanique pour éloigner les plaques se transforme en énergie électrique.....

    Par ailleurs, c'est aussi un procédé d'amplification d'un signal RF : A la place du condensateur mécanique, on utilise une diode à capacité variable : la capacité diminue quand on applique la tension dite "de pompe ".

    On applique à la diode un signal RF de fréquence Fo que l'on veut amplifier . A chaque alternance ( + et -) du signal Fo à amplifier, on applique la tension positive qui diminue la capacité (appelé signal de pompe, donc à 2Fo )
    Donc chaque alternance du signal à amplifier voit sa tension augmenter, et son énergie aussi , il est donc amplifié.

    C'est ce qu'on appelle un amplificateur paramètrique. Il a été utilisé en radioastronomie car il ne génère presque pas de bruit ( les condensateurs ne génèrent pas de tension de bruit thermique )

  13. #12
    Amator

    Re : conservation de la charge et condensateur variable

    Citation Envoyé par gwgidaz Voir le message
    Le condensateur rotatif est un procédé qui permet de générer de l'énergie électrique à partir de l'énergie mécanique, puisque l'énergie mécanique pour éloigner les plaques se transforme en énergie électrique.....
    Autant je vois bien l’énergie mécanique nécessaire pour écarter les 2 électrodes d’un condensateur plan,
    autant je ne vois pas l’énergie mécanique nécessaire à faire tourner les électrodes d’un condensateur rotatif chargé (en négligeant les frottements mécaniques, bien sûr).

    Merci pour l’explication sur amplification paramétrique, c'est une bonne application de l'effet.

  14. #13
    gts2

    Re : conservation de la charge et condensateur variable

    Les lignes de champ électrique aux bords ne sont pas verticales mais inclinées (effet de bord), ce qui crée une force répartie sur le pourtour dont le moment est non nul.

  15. #14
    Gwinver

    Re : conservation de la charge et condensateur variable

    Bonsoir.

    Dans le cas d'un condensateur plan, les deux plans sont en face l'un de l'autre et les lignes de champ sont perpendiculaires aux faces.
    Dès qu'il y a un décalage entre les deux faces, les lignes de champ ne sont plus perpendiculaires aux lames, mais en biais, au moins celles partant des parties qui n'ont pas de vis à vis. Il y a donc un couple de rappel qu'il faut vaincre pour assurer la rotation.

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