La réactance capacitive est l’impédance complexe d’un condensateur dont la valeur varie selon la fréquence appliquée. Elle représente la valeur d’impédance complexe d’un condensateur qui limite le flux de courant électrique qui le traverse. On peut considérer la réactance capacitive comme une résistance variable à l’intérieur d’un condensateur, contrôlée par la fréquence appliquée.

Différences avec la résistance

Contrairement à la résistance, qui n’est pas dépendante de la fréquence, dans un circuit alternatif, la réactance est affectée par la fréquence de l’alimentation et se comporte de manière similaire à la résistance, toutes deux étant mesurées en Ohms. La réactance affecte à la fois les inducteurs et les condensateurs, chaque type ayant des effets opposés par rapport à la fréquence d’alimentation. Par exemple, la réactance inductive (XL) augmente avec une augmentation de la fréquence, tandis que la réactance capacitive (XC) diminue.

Comportement d’un condensateur

Dans le tutoriel sur les réseaux RC, nous avons vu que lorsqu’une tension continue est appliquée à un condensateur, celui-ci tire un courant de charge de l’alimentation et se charge jusqu’à atteindre une valeur égale à la tension appliquée. De même, lorsque la tension d’alimentation est réduite, la charge stockée dans le condensateur diminue et celui-ci se décharge.

Dans un circuit alternatif où le signal de tension appliqué change continuellement de polarité positive à négative à un rythme déterminé par la fréquence de l’alimentation, comme dans le cas d’une tension sinusoïdale, le condensateur se charge ou se décharge de manière continue à un rythme déterminé par la fréquence d’alimentation. À mesure que le condensateur se charge ou se décharge, un courant circule à travers celui-ci, restreint par l’impédance interne du condensateur, communément appelée réactance capacitive (XC) en Ohms.

Calcul de la Réactance Capacitive

La réactance capacitive a le symbole électrique “XC” et est mesurée en Ohms, tout comme la résistance (R). Elle est calculée à l’aide de la formule suivante :

            XC = 1 / (2 * π * f * C)
        

Où :

• XC = Réactance capacitive en Ohms (Ω)
• π (pi) = 3,142 (décimal) ou 22÷7 (fraction)
• f = Fréquence en Hertz (Hz)
• C = Capacité en Farads (F)

Exemples de Réactance Capacitive

Exemple No1

Calculez la valeur de la réactance capacitive d’un condensateur de 220nF à une fréquence de 1kHz, puis à 20kHz.

À une fréquence de 1kHz : XC ≈ 723Ω

À une fréquence de 20kHz : XC ≈ 36Ω

Il est donc clair que lorsque la fréquence appliquée au condensateur de 220nF augmente, sa valeur de réactance XC diminue, passant d’environ 723Ω à seulement 36Ω. Cela est toujours vrai, car la réactance capacitive XC est inversement proportionnelle à la fréquence.

Exemple No2

À quelle fréquence un condensateur de 2,2µF aura-t-il une valeur de réactance de 200Ω ?

Exemple No3

Quelle sera la valeur d’un condensateur en farads lorsqu’il a une réactance capacitive de 200Ω et est connecté à une alimentation de 50Hz ?

Résumé de la Réactance Capacitive

Nous pouvons résumer le comportement d’un condensateur dans un circuit à fréquence variable en tant que sorte de résistance variable contrôlée par fréquence, ayant une valeur de réactance capacitive élevée (condition de circuit ouvert) à des fréquences très basses et une valeur de réactance capacitive faible (condition de court-circuit) à des fréquences très élevées. Il est important de se souvenir de ces deux conditions, et dans notre prochain tutoriel sur le filtre passe-bas passif, nous examinerons l’utilisation de la réactance capacitive pour bloquer les signaux de fréquence élevée indésirables tout en permettant aux signaux de basse fréquence de passer.

FAQ

1. Qu’est-ce que la réactance capacitive ?

C’est l’impédance d’un condensateur, qui varie en fonction de la fréquence appliquée.

2. Pourquoi la réactance capacitive diminue-t-elle avec l’augmentation de la fréquence ?

En raison de la relation inverse entre la réactance capacitive et la fréquence.

3. Quels sont les effets de la réactance sur les condensateurs et inducteurs ?

Les inducteurs augmentent leur réactance avec la fréquence, tandis que les condensateurs la diminuent.

4. Comment calculer la réactance capacitive ?

Utilisez la formule XC = 1 / (2 * π * f * C).

5. Que se passe-t-il si la fréquence est très faible ?

Le condensateur présente une haute réactance, semblable à un circuit ouvert.

6. À quelle fréquence un condensateur agit-il comme un court-circuit ?

À très haute fréquence, la réactance du condensateur devient très faible, ressemblant alors à un court-circuit.

7. Comment la réactance capacitive influence-t-elle les circuits ?

Elle permet de filtrer les signaux, en bloquant ou en laissant passer certaines fréquences selon le type de filtre utilisé.