charges aux armatures d'un condensateur

[Billy 1816]

Bonjour,

On voit dans beaucoup de cours sur l'electrostatique des représentations de condensateurs avec des charges +q et -q aux armatures. Et on part de ce principe dans les calculs de capacité, energie...
Cependant on n'a pas de justification à ce fait.
J'ai pu lire qu'un générateur prend les électrons d'un côté et les envoie de l'autre ce qui constituerait une explication. Mais premièrement je ne sais pas comment un générateur fonctionne et de plus on ne branche pas toujours le condensateur sur un générateur.

Existe t'il des situations ou les charges ne sont pas exactement opposées sur les armatures, et ou l'utilisation du condensateur est tout de même intéressante ?
Si oui est ce qu'on peut utiliser les formules de capacité ou energie classqiues ?

Merci de votre aide.
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[izentrop]

Existe t'il des situations ou les charges ne sont pas exactement opposées sur les armatures

C'est le cas pour l'électricité statique.

L'été quand il fait chaud et sec, votre voiture, isolée du sol par ses pneus, peut être fortement chargée positivement. Votre charge est neutre, vous approchez bravement la clé de la serrure...
Et paf une châtaigne et les charges s'équilibrent en un instant

[gts2]

On voit dans beaucoup de cours sur l'electrostatique des représentations de condensateurs avec des charges +q et -q aux armatures. Et on part de ce principe dans les calculs de capacité, energie...
Cependant on n'a pas de justification à ce fait.

Si : cela s'appelle le théorème des éléments correspondants et cela concernent donc la charge des armatures en regard.
Comme son nom l'indique, le principe d'un condensateur est de condenser les charges et donc ces charges en regard sont nettement plus grandes que les charges "à l'extérieur" qui elles ne sont pas soumises à ce principe.

Existe t'il des situations ou les charges ne sont pas exactement opposées sur les armatures, et où l'utilisation du condensateur est tout de même intéressante ?
Si oui est ce qu'on peut utiliser les formules de capacité ou énergie classiques ?

Comme dit précédemment, les charges "intérieures" sont exactement opposées, par contre les charges "extérieures", extrêmement faibles, ne sont pas opposées et cela ne remet pas en cause les calculs classiques.

[Billy 1816]

Je n'avais jamais vu ça mais peut être que je n'ai pas fait attention ou que mes cours sont mauvais. J'avais essayé le même type de démonstration mais sans considérer que les armature du condensateur ont une épaisseur. Il faut aussi démontrer que les charges sont localisées sur les surfaces externes des armatures mais cela se fait avec la loi d'ohm locale à l'équilibre.

Merci !

Au fait je me demande donc ce qu'il se passe si ce n'est pas le cas, y a t'il une étincelle ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[gts2]

Bonjour,

L'épaisseur des armatures ne jouent pas de rôle.

Tant qu'aux charges externes OK, mais quand je parlais d'intérieur et d'extérieur, cela n'était pas relatif au conducteur mais au condensateur.
Et les charges internes du condensateur (sur les armatures en regard) sont nettement plus grandes que sur les faces opposées des armatures.

S'il y a une masse, la différence passe dans la masse, sinon les charges (ou tout au moins les variations de charge) seront égales et c'est le potentiel commun par rapport à la terre qui va changer.
Mais ces charges sont infiniment faibles (rappel : la capacité de la Terre, c'est seulement 710 μF)

[jiherve]

bonsoir,
en réalité avec l’ionosphère comme seconde armature on approche le Farad , le champ induit est d'ailleurs mesurable de mémoire environ 150v/m; Ce champ peut être exploité pour mesurer l'attitude d 'un aéronef :https://diydrones.com/profiles/blogs...ll-invents-the.
JR

[gts2]

Oui, et c'est bien un exemple qui confirme que la capacité de la Terre (capacité d'un conducteur) est très petite devant la capacité Terre-ionosphère (capacité d'un condensateur) ; dans le cas présent un facteur de l'ordre de 1000

[Billy 1816]

Si on considère les armatures du condensateur sans épaisseur, je ne vois pas comment aboutir au théorème que vous avez proposé. J'avais compris que vous parliez des charges environnant le condensateur mais je ne savais pas qu'il y avait plus de charges d'un côté que de l'autre d'une armature.

Qu'entendez vous par "la différence passe dans la masse" et ou placez vous cette masse ?

[gts2]

Ci-dessus deux plaques mises en regard et reliées à deux générateurs de tension.

Il faut bien sûr une épaisseur minimale (il faut bien mettre le conducteur), mais la valeur de cette épaisseur ne joue pas sur q.

Ici les deux faces en regard des deux plaques ont bien des charges opposées (on peut appliquer le théorème des éléments correspondants), +q et -q dépendant de U=V2-V1.
Les charges des deux faces tournées vers l'extérieur ont des charges Q1 (dépendant de V1) et Q2 (dépendant de V2) (sous approximations évidemment)

Encore une fois, on peut "oublier" Q1 et Q2.

[Billy 1816]

Merci pour ces explications, j'étais directement parti du principe que le théorème que vous avez fourni permet de déduire l'égalité des charges sur les deux armatures mais il concerne uniquement les armatures en regard. Je n'ai juste pas compris quand vous avez parlé de différence qui part dans la masse si il y a une masse. Mais sinon j'ai compris que la différence part sur les faces externes des armatures.

[gts2]

Pour ce qui est de la masse, cela ne marche qu'avec UN condensateur, donc d'intérêt limité.



En "vrai" et évidemment lorsqu'il y n'y pas de masse, cela se complique, les charges surfaciques se répartissent pour que cela marche ...

[Billy 1816]

J'ai compris l'idée, merci pour votre aide.