Capacitors · Condensateurs
| English | Français |
|---|---|
| capacitor/kəˈpæsɪtə/ | un condensateur |
| capacitance/kəˈpæsɪtəns/ | capacité |
| farad/ˈfæræd/ | farad |
The device that saves up charge and dumps it in a flash
- A camera flash charges quietly, then releases its energy in a blink.
- The part that stores that charge is a capacitor 电容器.
- It is just two conductors holding equal and opposite charge.
- Capacitors show up in every circuit, timer, and power supply.
L'appareil qui accumule de la charge et la libère en un éclair
- Le flash d'un appareil photo se charge silencieusement, puis libère son énergie en un clin d'œil.
- La partie qui stocke cette charge est un condensateur 电容器.
- Il s'agit simplement de deux conducteurs portant des charges égales et opposées.
- Les condensateurs apparaissent dans chaque circuit, temporisateur et alimentation électrique.
Capacitance = charge per volt
- Capacitance 电容 $C$ measures how much charge a capacitor holds per volt.
- $C = \dfrac{Q}{V}$, in farads 法拉 (1 F $= 1$ C/V).
- More charge for the same voltage means a bigger $C$.
- The two plates always carry $+Q$ and $-Q$ — equal and opposite.
Capacité = charge par volt
- La capacité 电容 $C$ mesure combien de charge un condensateur retient par volt.
- $C = \dfrac{Q}{V}$, en farads 法拉 (1 F $= 1$ C/V).
- Plus de charge pour la même tension signifie une plus grande $C$.
- Les deux plaques portent toujours $+Q$ et $-Q$ — égales et opposées.
Charge a capacitor · Charger un condensateur
Change the voltage and plate spacing and watch the stored charge and field respond. · Changez la tension et l'écartement des plaques et observez comment la charge stockée et le champ répondent.
Capacitance is defined as: · La capacité est définie comme :
$C = Q/V$, charge stored per volt, in farads. · $C = Q/V$, charge stockée par volt, en farads.
The SI unit of capacitance is the ____. · L'unité SI de capacité est le ____.
1 farad $= 1$ C/V.
Geometry sets the capacitance
- For parallel plates: $C = \dfrac{\varepsilon_0 A}{d}$.
- Bigger plates (more area $A$) hold more charge — larger $C$.
- Closer plates (smaller gap $d$) hold more charge — larger $C$.
- $C$ depends on shape and size only, not on $Q$ or $V$.
La géométrie détermine la capacité
- Pour des plaques parallèles : $C = \dfrac{\varepsilon_0 A}{d}$.
- Des plaques plus grandes (plus d'aire $A$) retiennent plus de charge — plus grande $C$.
- Des plaques plus proches (écart plus petit $d$) retiennent plus de charge — plus grande $C$.
- $C$ dépend uniquement de la forme et de la taille, pas de $Q$ ou $V$.
To increase a parallel-plate capacitor's capacitance you can: · Pour augmenter la capacité d'un condensateur à plaques parallèles, vous pouvez :
$C = \varepsilon_0 A/d$: a smaller gap $d$ raises $C$. Voltage does not change $C$. · $C = \varepsilon_0 A/d$ : un écart plus petit $d$ augmente $C$. La tension ne change pas $C$.
The capacitance of a fixed pair of plates does not change when you raise the voltage. · La capacité d'une paire fixe de plaques ne change pas lorsque vous augmentez la tension.
$C$ depends on geometry only; higher $V$ just stores more $Q$. · $C$ dépend uniquement de la géométrie ; une capacité $V$ plus élevée stocke simplement plus $Q$.
Energy stored
- Charging a capacitor stores energy in its field: $U = \tfrac12 C V^2$.
- Equivalent forms: $U = \tfrac12 QV = \dfrac{Q^2}{2C}$.
- The flash dumps this energy fast to make a bright pulse.
- Double the voltage and you store four times the energy.
Énergie stockée
- Charger un condensateur stocke de l'énergie dans son champ : $U = \tfrac12 C V^2$.
- Formes équivalentes : $U = \tfrac12 QV = \dfrac{Q^2}{2C}$.
- Le flash libère rapidement cette énergie pour produire un éclair lumineux.
- Doubler la tension permet de stocker quatre fois l'énergie.
A $2\ \text{F}$ capacitor is charged to $3\ \text{V}$. Find the stored energy (in J). · Un condensateur $2\ \text{F}$ est chargé à $3\ \text{V}$. Trouvez l'énergie stockée (en J).
$U = \tfrac12 CV^2 = \tfrac12 (2)(3^2) = 9\ \text{J}$.
The field between the plates
- Between the plates the field is uniform: $E = \dfrac{V}{d}$.
- Push the plates closer (smaller $d$) and the same $V$ gives a stronger field.
- Too strong and the gap sparks — the capacitor's voltage limit.
- This uniform field is the parallel-plate picture from the fields unit.
Le champ entre les plaques
- Entre les plaques, le champ est uniforme : $E = \dfrac{V}{d}$.
- Rapprocher les plaques (écart plus petit $d$) avec la même $V$ donne un champ plus intense.
- Si trop intense, l'éclat se produit dans l'écart — c'est la limite de tension du condensateur.
- Ce champ uniforme est l'image classique des plaques parallèles vue dans l'unité sur les champs.
Select all · tout true statements about capacitors. · Sélectionnez tous les énoncés vrais concernant les condensateurs.
Equal/opposite charge, geometric C, energy ½CV². Raising V does not change C. · Charge égale/opposée, C géométrique, énergie ½CV². Augmenter V ne change pas C.
Two plates of area $0.02\ \text{m}^2$ sit $1\ \text{mm}$ apart. Find $C$. ($\varepsilon_0 = 8.85\times10^{-12}$.)
- $C = \dfrac{\varepsilon_0 A}{d} = \dfrac{(8.85\times10^{-12})(0.02)}{0.001}$.
- $C \approx 1.8\times10^{-10}\ \text{F} = 180\ \text{pF}$.
Deux plaques d'aire $0.02\ \text{m}^2$ sont séparées par une distance $1\ \text{mm}$. Trouvez $C$. ($\varepsilon_0 = 8.85\times10^{-12}$.)
- $C = \dfrac{\varepsilon_0 A}{d} = \dfrac{(8.85\times10^{-12})(0.02)}{0.001}$.
- $C \approx 1.8\times10^{-10}\ \text{F} = 180\ \text{pF}$.
$C$ is set by geometry alone — area and gap. Raising the voltage does not change $C$; it just pushes proportionally more charge onto the same capacitor ($Q = CV$).
$C$ est fixé par la géométrie seule — surface et intervalle. Augmenter la tension ne change pas $C$ ; elle pousse simplement plus de charge proportionnellement sur le même condensateur ($Q = CV$).
A capacitor stores equal and opposite charge on two plates: capacitance $C = Q/V$ (farads). For parallel plates $C = \varepsilon_0 A/d$ — geometry only. It stores energy $U = \tfrac12 CV^2$, with a uniform field $E = V/d$ between the plates.
Un condensateur stocke une charge égale et opposée sur deux plaques : capacitance $C = Q/V$ (farads). Pour les plaques parallèles $C = \varepsilon_0 A/d$ — géométrie seulement. Il stocke l'énergie $U = \tfrac12 CV^2$, avec un champ uniforme $E = V/d$ entre les plaques.