Pourquoi les condensateurs surpassent les inductances : pertes moindres, taille compacte et isolation supérieure

Comme les inductances, un condensateur idéal est un élément purement réactif sans composante résistive de dissipation de puissance. En pratique, cependant, les condensateurs tendent à être bien plus purs que les inductances car leur résistance série interne peut être conçue pour être très faible.

En conséquence, l'angle de phase d'impédance d'un condensateur réel approche –90° plus étroitement que celui d'une inductance équivalente, entraînant une perte de puissance significativement réduite.

Les condensateurs sont également plus petits et plus légers que leurs homologues inductifs. Leurs champs électriques sont largement confinés entre les plaques, alors que les inductances génèrent des champs magnétiques qui s'étendent au-delà du noyau, rendant les condensateurs moins sujets au couplage de bruit électromagnétique avec les circuits adjacents.

Ces avantages font des condensateurs le choix privilégié des concepteurs chaque fois que l'un ou l'autre type de composant est viable.

Lorsqu'un condensateur présente des effets résistifs notables, on le qualifie de perdant (lossy). La source principale de perte est le matériau diélectrique, et non les conducteurs, car les chemins conducteurs sont minimes. Les diélectriques réagissent aux champs électriques variables en générant de la chaleur — une perte qui apparaît comme une résistance effective dans le circuit.

Cet effet de chauffage devient plus prononcé aux fréquences élevées et peut même être exploité pour des procédés de chauffage diélectrique, comme le durcissement de films plastiques avec du courant alternatif haute fréquence appliqué entre deux plaques métalliques.

Pour minimiser les pertes diélectriques, les ingénieurs sélectionnent des matériaux aux caractéristiques de perte inférieures. Voici un classement relatif des diélectriques courants du moins perdant au plus perdant :

Perte diélectrique

Matériau	Perte
Vide	Faible
Air	–
Polystyrène	–
Mica	–
Verre	–
Céramique bas-K	–
Film plastique (Mylar)	–
Papier	–
Céramique haut-K	–
Oxyde d'aluminium	–
Pentoxyde de tantale	Élevée

La perte diélectrique se manifeste à la fois comme une résistance série et une résistance parallèle aux côtés de la capacitance idéale :

Les condensateurs réels présentent à la fois une résistance série et une résistance parallèle.

Heureusement, ces résistances parasites sont généralement modestes — faible résistance série et haute résistance parallèle — les rendant bien moins impactantes que les résistances parasites trouvées dans la plupart des inductances.

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