Calculateur de capacité d'un condensateur plan

Calculateur de capacité d'un condensateur plan | Outil en ligne gratuit | Elysia Tools

Guide d'utilisation de l'outil

Découvrez quand utiliser cet outil, ce qu'il prend en charge et comment les utilisateurs l'appliquent.

Points clés

Catégorie: Science & Education
Types d’entrée: select, number
Type de sortie: text
Exemples associés: 4
API disponible: Oui

Aperçu

Ce calculateur de capacité pour condensateur plan détermine la capacité théorique C = εᵣ·ε₀·A/d à partir de la surface des armatures ou du côté d'un carré, de la distance de séparation et de la permittivité relative du diélectrique, avec un affichage auto-échelonné du femtofarad au microfarad.

Quand l’utiliser

Dimensionner l'épaisseur d'isolant ou la surface d'armature lors de la conception d'un condensateur ou d'un capteur capacitif.
Résoudre des exercices académiques de physique et d'électromagnétisme appliqués aux champs électriques uniformes.
Estimer la capacité parasite géométrique entre deux surfaces conductrices parallèles ou plans de masse.

Fonctionnement

1Sélectionnez le mode de saisie de la surface (aire directe A ou côté d'un carré L) et définissez son unité (m², cm², mm² ou m, cm, mm).
2Renseignez l'épaisseur du diélectrique ou distance entre plaques (d) en nanomètres, micromètres, millimètres ou mètres.
3Indiquez la permittivité relative (εᵣ) de l'isolant (valeur par défaut de 1 pour le vide ou l'air sec).
4Consultez instantanément la capacité résultante calculée avec la permittivité du vide ε₀ ≈ 8,85419 × 10⁻¹² F/m, formatée dans l'unité adaptée (fF, pF, nF ou µF).

Cas d’usage

Démonstration pédagogique de l'influence de la distance inter-plaques et du milieu diélectrique sur la charge emmagasinée.
Étude préliminaire de capteurs capacitifs à variation d'entrefer ou de permittivité.
Calcul de capacité pour structures de condensateurs à couches minces ou technologies film.

Exemples

1. Démonstration théorique de la grandeur du Farad

Enseignant en physique

Contexte

Un professeur souhaite illustrer pourquoi le farad est une unité macroscopiquement gigantesque en électrostatique.

Problème

Calculer la capacité obtenue avec deux plaques d'un mètre carré séparées de 1 mm dans le vide.

Utilisation

Sélectionnez le mode 'Aire des plaques A', entrez 1 m², réglez la distance à 1 mm et conservez εᵣ = 1.

areaMode: 'area', area: 1, areaUnit: 'm2', separation: 1, separationUnit: 'mm', epsilonR: 1

Résultat

Le condensateur génère une capacité de 8,85419 nF, confirmant la petitesse de la capacité géométrique sans diélectrique dense.

2. Dimensionnement d'un condensateur film miniature

Ingénieur en électronique

Contexte

Un concepteur étudie les dimensions d'un élément capacitif utilisant un film polymère PET.

Problème

Déterminer la capacité d'une armature carrée de 1 cm de côté avec une épaisseur diélectrique de 1 µm et εᵣ = 3,5.

Utilisation

Sélectionnez 'Côté du carré L', saisissez 1 cm, entrez 1 µm pour la distance et 3.5 pour la permittivité relative.

FAQ

Quelle constante diélectrique du vide (ε₀) est utilisée pour le calcul ?

L'outil applique la constante physique standard ε₀ ≈ 8,854187817 × 10⁻¹² F/m.

Que représente la permittivité relative εᵣ ?

C'est un coefficient sans dimension qui quantifie la capacité d'un matériau diélectrique à augmenter la capacité par rapport au vide (εᵣ = 1).

Les effets de bord sont-ils intégrés dans le résultat ?

Non, le calcul repose sur l'approximation classique du condensateur idéal plan avec champ uniforme, valide lorsque la distance d est négligeable devant les dimensions des plaques.

Comment est traitée la saisie par côté de carré ?

L'outil élève la longueur saisie au carré (A = L²) et la convertit automatiquement en mètres carrés pour la formule.

Quelles sont les unités de capacité affichées en sortie ?

La sortie fournit la valeur en farads (F) en notation scientifique et une valeur échelonnée automatiquement en fF, pF, nF ou µF.

areaMode: 'side', side: 1, sideUnit: 'cm', separation: 1, separationUnit: 'um', epsilonR: 3.5

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1. Démonstration théorique de la grandeur du Farad

2. Dimensionnement d'un condensateur film miniature

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