1 1
Z = -
=
roC 2nFC On en tire:
i C
=
2nFZ
et, pour une fréquence du courant du réseau de 50 Hz :
1 1
C = -2 X 3,14 X 50 X Z 3142 Dans faquelle C est évaluée en f.ar.ads ; si la capacite est mesurée en microfarads, la formule de-vient :
1 000 000 3183 C=- -= - µ . F
314Z Z
Il suffit ainsi de mesurer l'impé-danœ, ou plus simplement fa ca-pacitanœ, pour obtenir directe-ment une indication sur la valeur de la capacité.
Supposons ainsi un condensateur d'un miérofarad traversé directe-ment par un courant alternatif de 100 volts, 50 Hz ; l'intensité du coUI'ant correspondante sexa de l'ordre de 0,0314 ampères. Il est d'ailleurs possible également de déduire les intensités correspon-dant aux valeurs des capacités sui-vant les tensions et les fréquen-ces du courant, d'après la formule simplifiée
I C
=
1l60-VF
Dans laquelle I est fintensité en milliampères, C fa capacité en mi-crofarads, F la fréquence en Hz et
V la tension en volts du courant.
Cette méthode simple donne des résultats suffisants pour les capa•
c.ités jusqu'à 0,1 microfaïad ; les résultats sont œulement moins pré-cis pour les valeurs au-dessous de 1/1 000 de microfarad.
Avec tout système de voltmètre à courant alternatif, on peut effec-tuer la mesure des capacités par la même méthode, mais au moyen d'une table ou d'une èoW'be de· ré-férence.
Le voltmètre est relié au sec-teur afternatif, en fot.ercalant la
capacité préalablement vérifiée ; une courbe, qui peut être fournie généralement par le constructeur, permet de déterminer immédiate-ment la capacité d'après ia dévia-tion du voltmètre. La mesure di-recte peut être faite par des capo•
cimètres séparés ou combinés et, dans les contrôleurs universels, rappareil est souvent étalonné nor-malement par ie couran~ alternatif 115 volts 50 Hz.
Lorsque la tension, V est âiffé-rente de 115 volts, on multiplie la valeur lue par 115/V ; lorsque la fréquence F est différente de 50 Hz, on multiplie la valeur lue par 50/F.
Pour les faibles capacités, au-dessous de •l/1 000 de microfarad et pour une plus grande précision, on emploie des appareils de me-sure spéciaux que nous décrirons plus loin.
Dans la méthode la plus simple, on adopte un milliampèremètre à courant alternatif 0-15 mA pour la mesure des capacités de 2/'l 000 à 4 microfarads, et de O à 150 mA pour les capacités -au-dessus de 4 microfarads.
Le grai:ruque de la figure 1 per-met, dans ces conditions, de trou-ver les indications sans calcul 6\11'
la capacité cherchée en fonction de l'intensité du courant obœnu.
METHODE BALISTIQUE ET DIRECTE
La métdde ballistlque est eoa,.
vent utilisée pour le contrôle ra-pide des capacités, suivant le pro-cédé représenté de nouveau sur la figure 2, mais d'une façon diffé-teftœ.
On charge d'abord le condensa-teur inconnu à une t.eosion déter-minée V continue, qui peut avoir
CAPACITÉS
une valeur quelconque mais, évi-demmeot, inférieure à la tension de claquage du condensaœur ; en utilisant la tension maximale pos-sible avec le condensateur donné nous pouvons, d'ailleurs, en même temps contrôler le bon élat du condensateur.
•Après uœ seconde, par exem-ple. !.'inverseur à deux positions est placé sur 'la position de dé-charge, et la quantité totale d'élec-tricité contenue dans les
armatu-ICI
N• 1 09S
*
Page 59res traver.se maintenant Je milliam-pèrcmèlre ou le microampèremètre à courant continu. L'aiguille se birlistique c'est..tà-dire à mouve-ment ralenti ; en toute rigueur il serait indispensable d'utiliser. uni-quement un appareil de type ba-listique pour mesurer directement la quantité totale d"électricité con-tenue dans le condensateur. parce milHampèrernètrc ordinaire à cou-rant continu, un cuntaoœur à fai-ble perte et de préférence à dé-clenchement rapide au moyen d'un ressort, doit êt.rc utilisé de préfé-rence.
TABLEAU I
Capuc!t<: Tt•11:r4lon ..
l\tlcru-' t\·olb) un.rpèrcs impor-tantes peuv~nt, évidemment, être obtenues, en employant des capa-cités plus fortes ou des tensions plus élevées, et il faut noter spé-cialement les résultats linéaires qui sont possibles avec les diffé-rentes tensions.
Ainsi, il est seulement néces-saire d'étalonner quelques va-Jeurs et toutes les autres peuvent être déterminées au moyen d'un ,!raphi-que et d'un papier gradué. comme le montre la figure 1. l,c graphi-que est formé simplement d'ùne ligne rectiligne, de telle sorte qu'il est possihle d'employer n'importe quelle source de courant continu.
Malgré ces résultats linéaires par rapport aux variations de · tension, une variation rlr- capacité n'est P•1• 60
*
N• 1 095pas absolument linéaire, bien qu'elle ne soit pas très dilîérente.
Avec un microampèremètre sen-sible, une capacité de 5/1 000 de microfarad peut être mesurée con-venablement avec une tension de condensateurs électrochimiques de basse tension qui peuvent seule-ment supporter une tension tres faible de que'lques volts.
Le condensateur est chargé dans un circuit comportant une souroe d'alimentation pendant une très courte durée ; il n'est donc pas utile d'utiliser absolument une bat-terie neuve, ni un voltmètre, à l'indication maximale puisse être notée avec précision, •lorsqu'on dé-sire obtenir une mesure valable et, dans œ but, on peut avoir recours à un système de blindage optique.
Ce dispositif! consiste essentiel-lement dans :une carte de carton mince (carte de visite), qui peut couvrir une ,partie de l'échelle vers le début de la graduation. On dé-termine sa position ,de façon que l'aiguille soit seule visible pendant la mesure, en orientant le masque.
formé par ia carte vers le maxi-mum de lecture, qui correspond ainsi au résultat désiré ; plusieura essais peuvent être nécessaires lorsqu'on désire une précision extrême. ba-listique permettrait d'effectuer des mesures en coulombs ou en milli-coulombs et donnerait des indica-tions linéaires sur toute la gamme de contrô!le.
Ce type de mesure permet d'in-diquer également plusieurs carac-téristiques du condensateur à l'es-sai, la capacité par la déviatiori maximale de ,J'aiguille, le cla-quage, les fuites. qui correspon-dent à une l.ecture plus faible, lors-que. le condensateur est laissé quel-que temps au repos. entre une charge et une décharge, el nous avons déjà eu l'occasion d'indiquer ce genre d'essai.
L'emploi d'un milliampèremètre en courant alternatif repose sur le
iectures
les plus faibles corres-pondent aux capacités les plus fai-bles et le cadran de l'appareil de mesure peut être étalonné directe-ment en valeurs de capacité, de façon à fournir une lecture directe ou de référence avec un graphique correspondant, comme cela est as-suré, d'ailleurs, avec la plupart des contrôleurs univenels.Normalement ~es graphiques sont utilisables pour une tension de 115 volts et pour les autres ten-sions de la même fréquence une proportion donne immédiatement les indications utiles ; par me-sure, dans les conditions corres-pondantes. Cette fOl"mule peut se évidemment, employer un voltmè-tre, étant donné la relation qui existe entre les deux appareils de mesure, et il n'est plus besoin ainsi d'employer un fusible, si •le voltmètre est choisi de façon à ob-tenir une déviation totale , lors-qu'on le relie au secteur.
Un court-(:ir<:uit est, alors, équi-valent à une capacité infinie et, C-Omll1e dans les méthodes précé•
dentes, les capacités produisent
_J _J
Cx 1/9 risi31.,,ncile d'obtenir des indications plus complètes et d'étendre la gamme capacitive d'un condensateur est donnée par l'expression
10" permet d'effectuer souvent des con-trôles rapides et efficaces de
CONTRO L E DES CONDENSATEURS
lieu. les décharges impo11tantcs ; par exemple, il peut se produire, comme nous le verrons également plus loin, des décharges très inten-ses avec des condensateurs né-cessaires pour ces essais sont très réduits et ne dépassent pas envi-ron 50 mA pour de courtes pé-riodes. Le courant de fuite maxi-mum que l'on peut env:isager, même pour les condensateurs élec-tr<><:himiques de la plus grande capacité, que l'on essaye le plus fréquemment, et de l'ordre de 100 µF sous 450 volts, correspond à œtt.e valeur ; cependant, des courants d'intensités supérieures à 50 mA sont produits par des comporte un petit transfonnateur, dont le primaire est relié au sec-teur 110-1:15 volts, avec deux secon-daires, l'un pour alimenter le flla-ment de chauffage du tuberedres-Vou. r,
seur, tandis que l'autre fournil une tension alternative de l'ordre de alternative ou fa tension continue, et le courant qui traverse Je con-densateur produit une brillance plus ou moins élevée, pendant un connexion, .par exemple. on obtient également une lueur intermittente.
Mais lt: tube au néon peut surtout être utilisé comme un élément auxiliaire d'un appareil de con-trôle .plus complet en le combinant, par exempl111. avec un ohmmètre, pour constituer un capacimètre plus ou moins complexe, et on en voit un exemple sur la figure 7.
L'EMPLOI D'UN OHMMETRE L'ohmmètre. appareil u ,t i I i s é c011trôleur universel. Lorsqu'il con Lri>lt• des cunclens:.ii.curs. il s'ima
,... 62
*
N• 1 09Sgine que les drcuits de mesure de la resistance de l'ohmmètre don-nent sculemenl des indications très limitées sur l'état et la coupure plus ou moins détériorée. Ce sont là, pense-t-il, des essais destinés uniquement à s'assurer que ie con-densateur est bon ou mauvais, pré-sente des défauts plus ou moins importants.
La déficience relative de l'ohm-mètre pour l'essai des condensa-teurs réside surtout dans Je fait que ces mesures compontent essen-tiellement le contrôle du courant contrôleur universel, sans gêner les possibilités de transport de cet plus int.ense traverse seulement le système pendant quelques
secon
-Dans ces conditions, lorsque l'oc-casion se présente de contrôler un condensateur. le praticien se trouve devant une alternative : il peut substitution déjà iO'diquée précé-demment .Cependant, beaucoup de construct:eurs d'appareils 4niver-sels de qualité, ayant une sensibi-lité supérieure à 2.0 000 ohms par volt donnent des indications dans leurs notices d'emploi sur les es-sais de condensateurs.
De telles indications, en général, montrent qu'il est possible d'utili-ser les gammes de courants et par-fois différentes gammes de ten-sions pour mesurer les fuites. en réglant le répartiteur des gammes d'intensités de l'appareil de condensateur, tandis que le circuit de mesure est complètement
Les tensions d'essai continues sont obtenues au moyen de circuits d'alimentation contenus dans l'ap-pareil, et sont cho.isics au moyen d'un contacteur 'à six positions.
Ces tentiio11s sont produites dans le circuit d' a'limentation au moyen d'un redresseur au sélénium à
tri-des, et permet de déterminer si le condensateur est défectueux. Il n'y a donc ainsi pas de problème d'échauffement produit par des courants continus, et le système d'alimentation peut être compaot et peu coûteux.
Le fonctionnement est assuré par un transforma'teur isolé e't trois éléments de redresseurs au sélé-nium miniatures de l'ortlre de 65 mA, qui assurent la production des tensions d'essai nécessaires.
Le courant maximum produit ins-tantanés, relativement importants.
ou même un court-circuit, ne peu-vent ainsi produire une surcharge excessive de cet appareil.
Les condensateurs sont essayés dans les circuits de charge et de
fonctionnement d~rectueux lor~que ~ l'e~mble e~t mrs sous tension ; Jttltvr ,
une extrémité Oibre, pendant que le circuit auquel il est relié n'est plus sous tension. Des cavaliers conducteurs permettent de relier l'appareil d'essai à l'appareil de po-sitions des différents éléments doi-vent être vérifiées, comme il est indiqué sur les tableaux ci-<iessous 2 et 3, par les condensateurs mica et papier, ou électrolytiques.
Lorsqu'un condensateur doit être essayé, il faut mettre le système ,contacteur de charge. L'aiguille tlévie alors et se stabilise en
quel-ques secondes. Si le courant de fuite est excessif, le condensateur
·doit être rejeté.
Dans le cas contraire, on remet le• contacteur dans la position
neu-tre médiane, et la gamme de me-sure pour la décharge est alors -choisie sur le contrôleur universel au mieux. La déviation de
On place le levier du contacteur sur la position décharge, et on
Si l'on obtient bien une déviation convenable de l'aiguille, cela mon-tre la possibilité pour le conden-sateur de maintenir la charge, et celui-ci peut être considéré comme satisfaisant.
Corn.me exemple de fonctionne-ment, considérons un condensa-teur de bonne qualité, d'une capa•
cité de 20 µ.F et d'uoe tension de service de 150 volts. Après avoir établi les connexions utiles, pla-çons le sélecteur de l'appareil sur une certaine quantité de
cottlen-- ---=-...
...a ... _modèles habituellement ixHisés de condensateurs.
Cet appareil de contrôle des condensateurs peut être réalisé de différentes façons. et même sous une forme plus-· ou moins minia-ture, dans -laquelle les composanœ peuvent être placés dans un boî-tier assez petit pour être appliqué d'une façon permanente sur un contrôleur universel. La tempéra-ture des redresseurs au sélénium est assez réduite pour être négli-gée, ce qui permet de disposer des
teur, comme on le voit sur les ta -bles d'essai ci-<iessous. Les résul-tats des essais pour les capacités qui correspond approximativement à une sensibilité de l µ.A par di-vision du multimètre sur sa gamme de voltmètre en courant continu.
.., CS)
Cw,tro'/,v1111/,rr✓,1
Le voltmètre électronique assure.
non seulement cette indication plus sensible du courant de fuite, avan-tageuse pour les condensateurs au mica ou céramique, mais permet aussi une déviation plus grande de 'l'aiguille pour lies courants dt>
charge et de décharge, lorsque la déviation de cette aiguille devient trop faible pour assurer des de capacités. Ces gammes permet-tant une sensibilité plus accentuée peuvent être utilisées plus f,acile-ment, ~ on les choisit lorsque dé-taillée en ajoutant des valeurs spé-cifiques caractéristiques, Tension Position Gamme continue ,..<lecteur mesure mA élec-tronique comme systàne
indica-TABLEAU II (Papier ou mica)
TABLEAU
m
(Eleotrochimiques)Fuite admissible GaJ.nme
pour 20 14F mesures
. .