Le choix d'un condensateur dépend de plusieurs paramètres :
- capacité
- tension de service
- plage de fréquence
- plage de température
- coefficient de température
- pertes
- courant de fuite
Capacité
C'est la fonction à remplir qui impose la capacité du condensateur. Par exemple :
- fréquence de résonance d'un circuit oscillant, réponse d'un filtre...
- impédance souhaitée du condensateur dans la plage de fréquence d'utilisation (découplage, liaison)...
- constante de temps d'un circuit RC dans un temporisateur...
Le type de diélectrique et la technologie de fabrication sont déterminants pour la capacité d'un condensateur. Pour réaliser un condensateur de 1µF on pourrait bien sûr brancher en parallèle 1000 condensateurs au mica de 1nF mais il est plus simple d'utiliser un condensateur céramique. Pour une capacité supérieure à 10 µF sous un encombrement réduit, ce sera sans doute un condensateur élecrochimique aluminium ou tantale. L'encombrement du condensateur est très lié à la capacité (et à la tension de service) de celui-ci.
La précision de la capacité marquée dépend du coefficient de température et de la tolérance. Cette dernière est généralement comprise entre 5 et 20%
Stabilité de la capacité
Si le condensateur entre dans la réalisation d'un circuit oscillant sélectif ou plus particulièrement dans celle d'un oscillateur libre et stable (VFO), la valeur de la capacité ne doit pas varier en fonction de la tension ou de la température. La stabilité de la capacité dépend beaucoup du coefficient de température de l'isolant. Le mica est un matériau de très grande qualité, son coefficient de température est proche de -20 à +50.10-6 par °C alors qu'il sera de -1500.10-6 par °C pour certains types de céramique.
En plaçant en parallèle un condensateur dont le coefficient de température est positif avec un autre dont le coefficient de température est négatif on peut annuler la dérive en température de la capacité de l'ensemble.
Type de diélectrique : mica, polysulfone, polycarbonate, céramique NP0
Tension de service
La tension nominale indiquée sur un condensateur est la tension maximum que ce dernier pourra supporter en permanence. Dans le cas d'une condensateur de filtrage dans une alimentation secteur, il faudra tenir compte de la tension crête présente à la sortie du redresseur et non pas de la tension efficace à l'entrée de ce dernier. En cas de dépassement de la tension maximale, un claquage du diélectrique peut se produire. Certains diélectriques solides sont autocicatrisants, c'est à dire qu'ils ne mettent pas les armatures du condensateur en court-circuit après un claquage et celui-ci peut encore être utilisé.
La tension crête est la tension maximale que peut supporter le condensateur pendant un court instant, une impulsion.
La résistance aux surtensions est liée à la rigidité diélectrique de l'isolant et à son épaisseur. Pour certains matériaux la rigidité diélectrique varie fortement avec la température, la fréquence, l'hygrométrie et l'épaisseur de l'isolant.
Types de diélectrique :
<1µF : papier, céramique, polyester, mica
>1µF : électrolytique
Plage de fréquences d'utilisation
La figure ci-dessous donne une idée du domaine d'utilisation des condensateurs en fonction de leur diélectrique. Les limites en fréquence sont approximatives et dépendent fortement du type de fabrication et d'utilisation. La limite inférieure de 1 Hz correspond au courant continu. La fréquence de résonance d'un condensateur, d'autant plus basse que l'inductance parasite de celui-ci est grande, limite la plage de fréquences utilisable. (voir : Comportement d'un condensateur en HF)
Selon la fonction on préfèrera :
- courant continu, BF (avec composante continue) : électrolytique, tantale
- couplage en BF (<1MHz) : polyester, polycarbonate
- commutation, applications traitant des impulsions : polypropylène
- circuits accordés en HF : polystyrène, mica, céramique (C0G si bonne stabilité imposée)
- couplage en HF : céramique classe 1 ou 2, mica, polystyrène selon la stabilité demandée
- découplage en HF : céramique (capa non inductive)
Condensateur à film plastique
:MKP : polypropylène
MKC : polycarbonate
MKT : polyester
KS : polystyrène
Pertes
Dans certaines applications, la résistance d'isolement du condensateur devra être la plus élevée possible. Cette résistance de fuite peut dans certains cas (haute tension) être responsable de l'échauffement du condensateur mais c'est surtout la résistance de pertes, résistance fictive qui symbolise les pertes par hystérésis diélectrique, qui sera examinée si le condensateur risque de s'échauffer. La résistance de pertes (donc les pertes) est d'autant plus faible que tg(d), la tangente de l'angle de perte, est faible.
Pour un timer, la résistance de fuite doit être prise en compte car elle provoque la décharge du condensateur en un temps qui peut être très court (pour les condensateurs électrolytiques, par exemple). (Voir : Pertes dans un condensateur).
Types de diélectrique : polystyrène, téflon
Plage de températures
Le comportement aux températures extrêmes est important dans certaines applications. Dans le domaine amateur, le matériel embarqué dans un ballon-sonde doit résister à de grands et rapides changements de température sans que les caractéristiques des condensateurs dérivent de façon incacceptable. Les condensateurs à film polyester ou certain condensateurs céramique sont beaucoup moins stables lors des variations de température que ceux au polystyrène. Les condensateurs au téflon résistent bien aux températures élevées.
Types de diélectrique : téflon, polysulfone
Polarisation
Les condensateurs électrochimiques sont polarisés, c'est à dire qu'ils ne peuvent supporter une tension inverse sans risquer d'être détruits. Si nécessaire il faudra choisir un condensateur non polarisé parmi les types de diélectriques suivants :
- jusqu'à quelques dizaines de µF : papier, film plastique
- jusqu'à quelques µF : céramique,
>1µF électrolytiques bipolarisés
Fixation, forme, volume et connexion
Les petits composants fixés
verticalement sur circuit imprimé sont tenus par leurs
fils de sorties, généralement radiaux comme le condensateur
repère A, ou axiaux comme le repère B
de la photo ci-contre. Ceux qui sont montés horizontalement
sur les circuits imprimés, ou câblés "en
l'air", ont des sorties axiales comme les repères
C et D.Le choix du type de composant influe sur le volume du condensateur ; un même condensateur de 10µF n'aura pas la même taille selon qu'il sera au papier, céramique, électrolytique-aluminium ou tantale.
Les condensateurs de grande capacité (électrolytiques en particulier) sont lourds et encombrants. Ils doivent être fixés sur un chassis avec les brides appropriées.