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C'est parti

Le condensateur

Définition et symbole

Comment représenter un condensateur ?
Le condensateur est quasiment présent dans tous les circuits des appareils du quotidien.

Un condensateur est un composant en électronique qui a la capacité de stocker de l'énergie électrique. Il stocke cette électricité en fonction de la tension qu'il reçoit et ce de manière proportionnelle.

Il existe plusieurs façons de trouver la capacité d'un condensateur. Si ce n'est pas par le calcul, elle est souvent inscrite directement sur le condensateur. Il vous suffit alors de la déchiffrer. Attention au format des inscriptions, ce dernier vous donnera des indications sur l'unité et sur la valeur exacte du condensateur.

Selon sa capacité, un condensateur reçoit un marquage signifiant sa valeur.

La plupart du temps, le marquage respecte le schéma suivant XXY dans lequel la partie XX correspond à la valeur et Y à la puissance de 10 en picofarads de symbole pF.
Par exemple 122 correspondra à 12 x 102 pF.

Il peut aussi arrivé que l'on voit juste une valeur à deux chiffres. Il s'agit dans ce cas d'un marquage d'une valeur en microfarads de symbole µF.

Pour finir, quand les condensateurs sont assez gros et laissent la place pour une inscription complète, on retrouve la valeur ainsi que son unité directement marqués sur le condensateur en question.

Un condensateur est constitué de deux conducteurs métalliques (les armatures) en influence mutuelle, séparés par un isolant (le diélectrique). Le symbole est: .

On notera qu'un circuit série comportant un condensateur est un circuit ouvert. Il ne laisse donc pas passer un courant permanent. Un condensateur ne peut s'utiliser qu'en courant variable ou en régime transitoire.

Modélisation d'un condensateur

Pour modéliser un condensateur, il faut décrire certaines de ses caractéristiques à savoir la résistance, l'inductance, la valeur de la capacité et parfois l'effet de batterie ou encore l'hystérésis de charge du condensateur.

Relation idéale d'un condensateur

Le coefficient de proportionnalité entre la tension appliquée au condensateur et sa capacité est caractérisé par cette formule :

avec :

  • i : intensité du courant électrique traversant le condensateur et exprimée en ampères de symbole A ;
  • C : capacité électrique du condensateur exprimée en farads de symbole F ;
  • u : tension électrique aux bornes du condensateur, exprimée en volts de symbole V ;
  • du/dt représente la dérivée de la tension par rapport au temps.

Charge et décharge du condensateur : Convention récepteur

Lorsqu'un condensateur, en général associé à un dipôle ohmique, est soumis à une tension, la branche dans laquelle il se trouve est parcourue par un courant transitoire d'intensité i. On choisit un sens positif du courant et on l'indique par une flèche sur le circuit.

Si le courant circule effectivement dans le sens positif choisi, son intensité est comptée positivement. Si le courant circule dans le sens contraire, son intensité est comptée négativement. L'intensité est une grandeur algébrique.

Dans le cas du schéma ci-contre, lorsque l'interrupteur est en position 1, le courant circule dans le sens positif choisi (et représenté) et l'armature A se charge positivement (la charge électrique q>0 de l'armature A augmente et la charge de l'armature B est -q et augmente en valeur absolue). Lorsque l'interrupteur est dans la position 2, le courant circule dans le sens négatif, la condensateur se décharge (la charge q de l'armature A diminue).

La convention récepteur: Le circuit est orienté de A vers B, q est la charge de l'armature A et la flèche représentant la tension uC aux bornes du condensateur est opposée à l'orientation du courant.

Relation entre la charge q et l'intensité du courant

Avec la convention récepteur on a:
i  = dq

dt

Remarque: Cette relation est valable que le courant circule dans le sens positif choisi ou dans l'autre sens.

Capacité du condensateur

L'expérience montre (voir TP) qu'un condensateur soumis à une tension uC prend une charge q proportionnelle à uC telle que:

q = C uC
   avec      q: charge prise par le condensateur en coulomb (C)
uC: tension électrique règnant aux bornes du condensateur en volt (V)
C: capacité du condensateur en farad (F)

Remarque: le farad est une unité représentant une très grande capacité, rarement rencontrée en électronique ou au laboratoire. On utilise couramment les sous multiples: 1mF=10-3F, 1µF=10-6F, 1nF=10-9F (nanofarad) et 1pF=10-12F (picofarad).

Réponse d'un dipôle RC soumis à un échelon de tension.

Préliminaire

On dit qu'un dipôle est soumis à un échelon de tension  si la tension électrique appliquée à ses bornes passe brutalement (en une durée extrêmement brève) de 0 à une tension constante E. Ou inversement si la tension électrique appliquée à ses bornes passe brutalement de la valeur E à la valeur 0 constante. La tension appliquée peut alors être représentée comme il est indiqué ci-contre.

La réponse d'un dipôle RC soumis à un échelon de tension est le comportement électrique de ce dipôle. Ce comportement peut être caractérisé par l'évolution de la tension au bornes de ce dipôle, par l'évolution de l'intensité du courant dans ce dipôle ou par l'évolution de la charge prise par le condensateur au cours du temps.

  • L'évolution de la tension aux bornes du dipôle ohmique ou aux bornes du condensateur peut être facilement visualisée à l'aide d'un oscilloscope à mémoire ou d'ordinateur muni d'une interface (voir TP)
  • L'évolution de l'intensité du courant peut être visualisée à l'aide de l'ordinateur. Il suffit de visualiser la tension uR aux bornes du dipôle ohmique puis, en tenant compte de la loi d'Ohm (uR=Ri), de demander à l'ordinateur de tracer la courbe i=uR/R.
  • L'évolution de la charge du condensateur est obtenue à l'aide de l'ordinateur en lui demandant de tracer la courbe: q=C uC.

Étude expérimentale (TP)

L'étude approfondie du TP est indispensable. Nous ne rappellerons ici que les principaux résultats obtenus.

  • Lors de la charge du condensateur, la tension aux bornes du condensateur croît plus ou moins rapidement pour atteindre la valeur de la tension imposée par le générateur de tension constante E.
  • Les paramètres qui ont une influence sur la rapidité de cette évolution sont: la résistance R du dipôle ohmique et la capacité C du condensateur. E n'a aucune influence sur cette rapidité d'évolution.
  • Plus R est grande, plus uC met de temps pour tendre vers E.
  • Plus C est grande, plus uC met de temps pour tendre vers E.
  • La durée t=RC apparaît comme une durée caractéristique de l'évolution du système. t donne un ordre de grandeur du temps que met la tension uC pour atteindre (à 99% près) la valeur E. On dit alors que le condensateur est chargé.
  • t peut être déterminé graphiquement par trois méthodes différentes:
    • Méthode de la tangente à l'origine,
    • Méthode des 63%,
    • Méthode consistant à remarquer que le condensateur est considéré comme chargé au bout d'une durée tC=4,6 t.
  • Lors de la décharge du condensateur, la tension uC décroît plus ou moins rapidement de E à 0. On peut faire les mêmes observations qu'en ce qui concerne la charge.
  • La tension uC est une fonction continue du temps pour un cycle charge-décharge.
  • La tension uR aux bornes du dipôle ohmique est une fonction discontinue du temps pour un cycle charge-décharge. Il en est donc de même pour i.

Étude théorique

Il s'agit dans cette partie de montrer qu'il existe une théorie, fondée sur les propriétés électriques des circuits, qui permet de retrouver les résultats expérimentaux et qui permettra donc ultérieurement de prévoir le comportement d'un dipôle RC si l'on connaît ses paramètres caractéristiques R et C.

Equations différentielles vérifiées par la tension uC.

Considérons d'abord la phase de charge du condensateur. Le courant circule dans le sens positif (convention récepteur).

La loi d'additivité des tensions appliquée aux bornes du dipôle RC permet d'écrire: uR+uC=E
La loi d'Ohm appliquée au dipôle ohmique permet d'écrire: uR=R i.

Selon la convention récepteur:
i  = dq

dt

mais q=CuC => CduC/dt et uR=RCduC/dt.

Finalement l'équation différentielle cherchée s'écrit: RCduC/dt+uC=E

Considérons la phase de décharge du condensateur. Le courant circule dans le sens négatif mais la convention récepteur est toujours en vigueur.

La tension imposée par le générateur est alors 0. L'équation différentielle est alors: RCduC/dt+uC=0.

Solutions des équations différentielles précédentes.

Dans le cadre du cours de physique de terminale S on ne demande pas de résoudre ces équations différentielles (c'est-à-dire de trouver la fonction numérique uC=f(t) qui vérifie ces équations) mais de préciser à quelles conditions la fonction numérique uC=Ae-t/t+B (où A, B et t sont des constantes) est bien solution des équations différentielles.

Cas de la charge du condensateur

La fonction numérique uC=Ae-t/t+B est solution de l'équation différentielle RCduC/dt+uC=E si cette équation est vérifiée par la fonction numérique proposée et par sa dérivée.

Or: duC/dt=-A/t.e-t/t. En reportant cette expression de duC/dt et de uC dans l'équation différentielle on a: -RCA/t.e-t/t+Ae-t/t+B=E

ou encore: Ae-t/t(1-RC/t)+B=E

Cette équation devant être vérifiée quelque soit la date t. On a donc les deux conditions suivantes:

B=E et 1-RC/t=0  =>  t=RC

la fonction numérique uC s'écrit donc provisoirement: uC=Ae-t/RC+E

Il est possible de donner un sens physique à la constante mathématique A en examinant la valeur de uC à l'instant t=0 (conditions aux limites). A cette date uC=0 alors 0=A+E  =>  A=-E.

d'où la solution de l'équation différentielle lors de la charge: uC=E(1-e-t/RC).

Cas de la décharge du condensateur

En introduisant les expressions de uC et de duC/dt dans l'équation différentielle de la décharge on a:

Ae-t/t(1-RC/t)+B=0

cette équation devant être vérifiée quelque soit la date t. On a donc les deux conditions suivantes:

B=0 et 1-RC/t=0  =>  t=RC

la fonction numérique uC s'écrit donc provisoirement: uC=Ae-t/RC

Il est possible de donner un sens physique à la constante mathématique A en examinant la valeur de uC à l'instant t=0 (début de la décharge). A cette date uC=E alors A=E et la solution de l'équation différentielle de la décharge s'écrit uC=Ee-t/RC.

Les résultats précédents sont résumés ci-contre.

Réponse en intensité

Dans la partie précédente, nous nous sommes intéressés à la réponse du dipôle RC en tension. C'est-à-dire que nous avons examiné l'évolution de la tension aux bornes du condensateur.
Il est intéressant d'examiner la réponse en intensité. C'est-à-dire d'étudier l'évolution de l'intensité i du courant dans le dipôle RC au cours du temps lors du cycle charge-décharge.

Dans les deux cas (charge ou décharge) on a d'après la loi d'Ohm:
i  = uR

R
Etude de la charge

La loi d'additivité des tensions s'écrit: E=uC+uR  =>  uR=E-uC

on en déduit:
i  = E-uC

R

pendant la charge l'expression de uC est: uC=E-Ee-t/RC alors

i  = E e-t/RC

R

Cette expression de i montre que l'intensité du courant de charge décroît aux cours de la charge, de la valeur i0=E/R à la valeur voisine de 0 (le condensateur est chargé). Cela signifie que plus la phase de charge avance plus il est difficile de charger le condensateur.

Étude de la décharge

La loi d'additivité des tensions s'écrit: 0=uC+uR  =>  uR= - uC

on en déduit:
i  = -uC

R

pendant la décharge l'expression de uC est: uC=Ee-t/RC alors

i  = -E e-t/RC

R

Cette expression montre que le courant circule dans le sens négatif et croît de la valeur i0=-E/R (valeur à l'instant t=0 correspondant au début de la décharge) à une valeur proche de 0.
Entre la fin de la phase de charge et le début de la phase de décharge il apparaît une discontinuité dans la fonction i=f(t) qui correspond à l'inversion du sens du courant.

Cette évolution de l'intensité est résumée sur le schéma ci-contre.

Constante de temps du dipôle RC.

Le facteur t=RC apparaît aussi bien dans les équations différentielles de charge et de décharge que dans les expressions de uC et i.

Dimension du produit RC

[RC] = [R][C] or

R  = U

I
  => [R] = [U][I]-1
C  = q

u
  => [C] = [Q][U]
  => [C] = [I][T][U]

finalement: [RC]=[U] [I]-1 [I] [T] [U]-1  =>  [RC]=[T]

t=RC, homogène à une durée, est appelé constante de temps du dipôle RC et s'exprime en seconde (si R est en ohm (W) et  C en farad (F)). C'est une durée caractéristique du dipôle RC qui nous donne un ordre de grandeur de la durée de la charge ou de la décharge du condensateur.

Détermination expérimentale de la constante de temps

Méthode des 63%

Examinons la valeur que prend uC lors de la charge du condensateur lorsque t=t. en reprenant l'expression uC=E(1-e-t/RC), à la date t=t: on a:

uC(t) = E(1 - e-1)   => uC(t) = 0,63 E

Il suffit alors de lire sur le graphe uC=f(t) la valeur de t (voir ci-dessous). Le même raisonnement appliqué à la décharge du condensateur donne t=t pour uC=0,37E.

Méthode de la tangente à l'origine

Le coefficient directeur de la tangente à la courbe uC=f(t) est:

a  = duC

dt
  =>
a  = dE(1-e-t/t)

dt
  =>
a  = Ee-t/t

t
et à l'origine (t = 0):
a  = E

t

Si l'on note A le point d'intersection de la tangente à l'origine et de la droite uC=E, alors l'abscisse de A est tA. Avec ces notations, le coefficient directeur de la tangente à l'origine est: a=E/tA. En comparant les deux expressions du coefficient directeur de la tangente à l'origine on a: t=tA. Le même raisonnement appliqué à la décharge conduit aux deux constructions présentées ci-contre:

Comment résoudre une équation différentielle du second degré ?
Nous ne vous demanderons pas pour le moment de résoudre des équation différentielles compliquées donc ne paniquez pas !

Energie emmagasinée dans un condensateur

Relation donnant cette énergie

L'énergie emmagasinée dans un condensateur de capacité C aux bornes duquel règne une tension uC est:

EC = 1/2 CuC2
E: énergie électrique en joule (J)
C: capacité du condensateur en farad (F)
uC: tension entre les armature du condensateur en volt (V)

Ordre de grandeur de la durée du transfert d'énergie

L'énergie est transférée du générateur vers le condensateur lors de la phase de charge et du condensateur vers le circuit de décharge lors de la phase de décharge.

L'évolution de la tension aux bornes du condensateur se fait de façon continue en une durée dont l'ordre de grandeur est t. Ces transferts d'énergie ne sont donc pas instantanés (même s'ils peuvent être très brefs comme dans le cas d'un flash). L'ordre de grandeur de la durée de ces transferts est t.

Les utilités d'un condensateur

Les condensateurs sont utilisés dans moult domaines.

Stabilité

Les condensateurs peuvent être utilisés dans des installations électriques afin de "lisser" la tension d'un circuit. Dans ces conditions, le condensateur se chargera lors des pics de tension tout en se relâchant lors des baisses de tension. Cette dernière ne subissant pas de fluctuations du point de vue des appareils électriques du circuit et ainsi de leurs utilisateurs.

Ils sont donc présents dans de nombreux appareils ménagers que vous possédez chez vous :

  • Plaques de cuisson ;
  • Radiateurs ;
  • Chauffe-eau ;
  • Ordinateur ;
  • Bouilloire ;
  • Sèche cheveux ;
  • Etc.

Séparer les courants

On peut utiliser les condensateurs afin de séparer deux courants qui seraient présents simultanément : le courant alternatif et le courant continu. En effet, le courant continu ne peut passer à travers un condensateur car il ne se vide que quand sa capacité maximale est atteinte et ne peut donc pas délivrer le courant de façon continu.

Traiter les signaux

Les condensateurs sont capables de filtrer des signaux périodiques. Par exemple, dans une radio, le condensateur peut filtrer le signal sinusoïdale périodique de la radio FM.

Stocker

Dans le cas des super condensateurs, il peuvent être utilisés afin de stocker de l'énergie. En effet, leur grande capacité leur permet de retenir beaucoup d'énergie.

Liste des différents condensateurs existant

De nombreuses catégories de condensateurs existent en fonction de leurs utilisations. Les voici.

Les condensateurs polarisés

Les condensateurs que l'on appelle polarisés sont des condensateurs pour lesquels la polarité du courant électrique qui les traverse a une incidence. En effet, disposant d'une borne négative et une borne positive, ces condensateurs utilisent la technique dite électrolytique. Ces appareils demandent des précautions supplémentaires lors de leur utilisation. Pour cause, une erreur de sens de montage ou une inversion du sens du courant causera directement leur destruction qui peut avoir lieu de manière explosive et violente.

Les condensateurs électrolytiques

Ce type de condensateur est utilisé lorsque l'on recherche une grande capacité de stockage ainsi qu'une grande tolérance.
Lors de sa fabrication, les deux conducteurs ne sont pas isolés. C'est pourquoi ce type de condensateurs n'est pas parfait.

Sa structure est assez particulière : l'un de ses conducteur est métallique tandis que l'autre est en réalité une gelée conductrice dans laquelle est inséré un petit morceau de conducteur métallique. C'est lors de sa première utilisation et qu'une tension pénètre pour la première fois dans le condensateur qu'à lieu la réaction de l'électrolyse, d'où le nom de ce type de condensateur. Cette dernière crée alors une surface isolante à la surface du métal qui baignait dans la gelée. Cependant, cette technique a un inconvénient : la condensateur oppose une certaine résistance au courant à cause du fait que la gelée n'est pas aussi bonne conductrice d'énergie électrique que le métal.

Leur utilisation première est de filtrer les différents types de courants.

Les condensateurs non polarisés

Les condensateurs non polarisés sont en règle générale de petite valeurs de l'ordre du nanofarad ou microfarad. Ils sont pour la plupart en céramique et on les retrouve sur les petits circuits imprimés.

Les condensateurs au tantale

Les condensateurs au tantale se divisent en deux parties : les condensateurs au tantale à électrolyte solide et les condensateurs au tantale à électrolyte liquide.

Leur différence tient dans leurs composants : le condensateur au tantale à électrolyte solide est fabriqué avec une électrode en tantale et une électrode en dioxyde de manganèse. Pour le condensateur au tantale à électrolyte liquide, il y a toujours une électrode au tantale mais la seconde est un gel conducteur.

Les avantages de ces types de condensateurs sont une meilleure résistance, une résonance et une inductance amoindries. Le gel conducteur étant capable d'oxyder le tantale en cas de défaut dans l'électrode, cela confère au condensateur une capacité d'auto-cicatrisation, faisant de lui un appareil de qualité et résistance élevée.

Petit inconvénient notamment, le tantale est capable de s'enflammer si il est soumis à un trop fort courant, ce qui est un risque pour les personnes qui travaillent près de lui.

Les condensateurs synthétiques

Il existe des condensateurs fabriqués avec des matières synthétiques, principalement du plastique. A moindre coût, ils permette de découpler des signaux et de créer des filtres. En effet, ils sont utiles pour traiter des signaux très faibles car les matériaux synthétiques n'ont pas d'effet de batterie.

On utilise par exemple le polystyrène ou le polyéthylène pour la fabrication de condensateurs synthétiques.

Les super condensateurs

Les super condensateurs sont des condensateurs de niveau supérieur qui offrent énormément de puissance sur un laps de temps court. C'est le milieu parfait entre les condensateurs à électrolyse simples et les batteries.

Ils sont formés de cellules en série-parallèle qui permettent de délivrer de grandes quantités d'énergies de manière encore plus rapide qu'une batterie traditionnelle.

Les condensateurs à capacité variable

Certains condensateurs sont capables d'appliquer une capacité variable par le biais d'un bouton. Ils sont utilisés pour des utilisations en circuits RLC. Ils jouent alors le rôles de filtres réglables au besoin.

La résistance électrique dans un circuit

La résistance désigne la capacité physique d'un matériau à s'opposer au passage d'un courant électrique sous une certaine tension. C'est de là que sont nés les composants électriques appelés les résistances. Lorsqu'on insère différents matériaux (du graphite puis du cuivre, par exemple) dans un petit circuit électrique contenant une lampe, on constate que la lampe ne brille pas du même éclat. Le courant électrique est plus intense avec le cuivre qui est donc un meilleur conducteur. Cela signifie que le graphite s'oppose plus au passage du courant dans le circuit que le cuivre. On dit que ces deux matériaux ne possèdent pas la même résistance au passage du courant. De manière générale, tous les conducteurs possèdent une propriété qui s'appelle la résistance électrique : celle-ci traduit la capacité de s'opposer plus ou moins au passage du courant. Ainsi, la résistance du cuivre étant plus faible que celle du graphite, c'est un meilleur conducteur. Remarque : dans la vie courante, nous sommes souvent confrontés à d'autres types de résistance. Ainsi lorsqu'on nage contre le courant, la mer s'oppose à notre progression. Elle exerce une résistance à notre avancée. On sait déjà mesurer l'intensité du courant et la tension électrique mais comment peut-on mesurer cette nouvelle grandeur : la résistance électrique ?

Mesurer la résistance

Une résistance est habituellement représentée par un rectangle et se note R, K ou M selon sa capacité. R représente les ohms, K les kiloohms et pour finir, M les Megaohms selon le Système International. Un code couleur est appliqué sur les résistances afin de connaître leur valeur. Voici un tableau qui regroupe toutes les couleurs et la nomenclature des résistances :

 Premier anneau de gaucheDeuxième anneau de gaucheTroisième anneau de gaucheDernier anneau de gaucheAnneau de droite
CouleurPremier chiffreDeuxième chiffreTroisième chiffreMultiplicateurTolérance
Absent20 %
Argent10-210 %
Or10-15 %
Noir000120 %
Marron111101 %
Rouge2221022 %
Orange333103
Jaune444104
Vert5551050,5 %
Bleu6661060,25 %
Violet7771070,10 %
Gris8881080,05 %
Blanc999109

Comment savoir si un faisceau électrique est cassé ?
La résistance se mesure facilement et permet de savoir si le courant passe bien dans votre circuit.

Résistance et unité

L’ensemble des unités associées aux dimensions fondamentales constitue le système international d’unités. Il s’agit du système MksA (mètre, kilogramme, seconde, Ampère), mais le Kelvin, le mole et le candela font aussi partie de ce système. Ces unités sont appelées unités légales. Elles sont universelles et connues par le monde entier. Il est important de savoir que toutes les autres dimensions se déduisent de ces sept dimensions fondamentales par produit ou division de ces dimensions. Dans certains sujets d’exercices, les grandeurs ne sont pas exprimées dans le système international mais avec des grandeurs usuelles. Il est facile de les comprendre et elles sont parfois utilisées dans la vie de tous les jours, mais il est essentiel de toujours effectuer les calculs avec les grandeurs exprimées dans l’unité internationale pour éviter les erreurs. Pour mesurer la résistance d'un conducteur, on utilise un ohmmètre. Il faut simplement placer cet appareil aux bornes du conducteur en dehors de tout circuit. Si on effectue un certain nombre de mesures, on constate que les matériaux présentent des résistances de valeurs extrêmement diverses. Exemples : Un morceau de cuivre a une résistance de l'ordre de quelques centièmes d'ohms tandis que la résistance d'une mine de crayon en graphite est de l'ordre de 10 ohms. La résistance du corps humain sec a une valeur de l'ordre de 1 megaohm tandis que si nous sommes mouillés, la valeur est environ divisée par un facteur 2 (Ces valeurs diffèrent selon les personnes !). Si on cherche à mesurer la résistance d'un isolant (comme le bois sec, la laine, le verre, etc.), l'ohmmètre ne peut donner aucune valeur, ce qui signifie que les isolants ont une résistance très grande.

La résistance dans un circuit : les effets

Nous venons de voir que la résistance du cuivre était bien inférieure à celle du graphite (mine de crayon). On peut maintenant interpréter l'expérience de la façon suivante : la lumière brille plus avec le cuivre parce que la valeur de sa résistance est beaucoup plus faible. En généralisant, on obtient le résultat suivant : plus la résistance dans un circuit augmente, plus l'intensité du courant électrique dans ce circuit diminue. Ce résultat a de nombreuses applications : Dans des circuits électroniques, on utilise souvent des résistances pour limiter l'intensité du courant. Les bagues colorées dont elles sont cerclées indiquent, grâce à un code de couleurs, la valeur approximative de la résistance. Pour faire varier le volume sonore des baladeurs, on fait varier la résistance du circuit qui alimente le haut-parleur. Une résistance peut être composée de divers matériaux selon qu'elle soit de faible ou haute puissance. Par exemple, les résistances de moins de 2 W sont constituées de carbone et de céramique. Ce type de résistance a pour avantage de générer très peu de bruit thermique, ce qui en fait un élément de choix dans les circuits audio. Les résistances faites pour supporter des puissances supérieures seront quant à elles fabriquées à l'aide d'un cylindre de céramique sur lequel sera enroulé un fil conducteur. Pour finir, les résistances à très hautes puissance sont constituées de solution aqueuse contenant des ions cuivre et qui ralentissent grandement le passage du courant électrique.

Pour aller plus loin

Comment survivre à un choc électrique ?
Cela peut sembler étonnant pour les non initiés, mais le corps humain est une résistance !

La résistance du corps humain

Il est important de savoir que la résistance du corps humain, et donc son opposition au passage du courant, est composée de façon générale par plusieurs autres résistances disposées en série ou en parallèle selon le trajet du courant. On peut alors définir la valeur de la résistance du corps humain en utilisant la loi d'Ohm La résistance du corps humain (c'est-à-dire son opposition au passage du courant) est elle-même composée de plusieurs résistances en série ou en parallèle selon le trajet du courant, défini par la loi d'Ohm.

La variation de la résistance du corps humain

La résistance du corps humain, ou encore son impédance, peuvent varier selon différents facteurs qui sont :

  • Le trajet du courant et, de façon plus précise, les points de contacts
  • La surface de contact cutanée ainsi que la surface de section des structures qui vont être traversée par le courant. En effet, puisque la résistance est inversement proportionnelle à cette surface, plus la surface est petite, plus la résistance sera importante.
  • Les temps de contact : plus la durée de contact avec le courant est élevée, plus les lésions seront profondes et graves
  • L'état de la surface de contact. En effet, plus la peau est fine et humide, plus la résistance va diminuer. Par exemple, une peau épaisse, sèche est de 2 . 106 Ω contre 500 Ω pour une peau fine et humide.

Pour ce qui est des tissus biologiques, leur résistance est variable bien que généralement faible. De plus, si le tissu brûle, alors sa résistance augmente.

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Olivier

Professeur en lycée et classe prépa, je vous livre ici quelques conseils utiles à travers mes cours !