Voir aussi : Le condensateur - expérience de charge d'un condensateur -

Montage d'essai

Le montage ci-contre permet de charger (position 1 du commutateur) le condensateur C à l’aide de la source de tension U au travers la résistance R puis de décharger ce même condensateur C dans la résistance R lorsque le commutateur est sur la position 2.
Le temps de charge (ou de décharge) est d'autant plus long que :
- La valeur de la résistance R est grande.
- La capacité C du condensateur est forte.
On mesure la tension Uc aux bornes du condensateur.
L'énergie stockée dans le condensateur chargé se dissipe dans la résistance sous forme de chaleur (Energie, travail et puissance).
Une fois chargé on peut dire que le condensateur bloque le passage du courant continu mais on voit qu'en basculant alternativement le commutateur de la position charge (1) à décharge (2) un courant variable circule
Courbe de charge et de décharge

La figure représente la courbe de la tension aux bornes d'un condensateur qui se décharge dans une résistance (courbe Décharge) ou qui se charge au travers d'une résistance (courbe Charge).
On voit que la courbe de décharge est rigoureusement symétrique à la courbe de charge par rapport à un axe de symétrie horizontal passant par la valeur 50%. A chaque combinaison RC (résistance R et condensateur C) correspond une seule courbe de charge et de décharge. Autrement dit le temps nécessaire pour que, lors de la charge, la tension aux bornes du condensateur atteigne 50% de sa valeur maximum est déterminé par la valeur de R et de C et ce temps est identique lors de la décharge pour que la tension aux bornes du condensateur diminue de 50%.

La constante de temps

En pratique on considère non pas une tension de niveau égale à 50% de la tension maximale mais égale à :
- 63% de la tension maximale lors de la charge
- 37% de la tension maximale lors de la décharge
Le temps nécessaire pour atteindre 63% de la tension maximale lors de la charge et 37% de la tension maximale lors de la décharge est appelé T "constante de temps".
La formule permettant de calculer cette constante de temps est la suivante :

Avec T exprimé en secondes, R en ohms et C en farads.
Pour la décharge du condensateur C dans une résistance de valeur R, la tension aura chuté à 37% de sa valeur initiale au bout d'un délai égal à la constante de temps (voir courbe ci-dessus).
Au bout d'un temps égal à 5T on considère que le condentateur est complètement chargé (ou déchargé) puisque la tension à ses bornes dépasse 99% (ou est inférieure à 1%).

Exemple

Une résistance de 100000 ohms est en série avec un condensateur de 100 µF, quelle est sa constante de temps ?
réponse :
Remplaçons R et C par leur valeur dans la formule précédente

Cela signifie qu'au bout de 10 secondes le condensateur C, soumis à une tension de charge de 10 volts au travers d'une résistance R, aura à ses bornes 6,3 volts.

Applications

Le circuit RC est très utilisé en électronique :
- dans les filtres.
- comme élément déterminant la fréquence des oscillateurs, temporisateurs, monostables...
- mise en forme de signuaux (intégrateur...).