Lorsque l’appareil fonctionne sous tension alternative, les pertes diélectriques conduisent à un échauffement notable en raison de la conductibilité thermique limitée du diélectrique. Cet échauffement cause à son tour une augmentation des pertes. En conséquence, l’appareil ne peut dépasser un volume critique sans risquer d’être détruit par instabilité thermique. Cette limitation devient de plus en plus sévère quand la fréquence croît. Le papier imprégné ne peut guère être utilisé au-delà de 1 000
à 2 000 Hz.
Comme les feuilles du diélectrique ne peuvent être façonnées économi-
quement en dessous d’une certaine épaisseur, il est impossible d’utiliser rationnellement le matériau en dessous d’une certaine tension, environ 400 V
pour le papier, 800 à 1 000 pour le polypropylène. Pour les tensions très inférieures, on emploie le condensateur électrochimique, où le diélectrique est une couche très mince d’alumine formée par oxydation anodique.
Lorsque la fréquence dépasse
quelques dizaines de kilohertz, on fait souvent appel aux diélectriques minéraux, comme les céramiques au titane (є/є0 = 30 à 80). On les façonne sous forme d’assiettes ou de pots, de quelques millimètres d’épaisseur, les armatures étant un dépôt d’argent cuivré. Le champ en service est de quelques volts par micron.
Les condensateurs destinés à fournir des décharges brusques et répétées utilisent le papier imprégné d’huile de ricin ; les armatures sont disposées pour présenter une inductivité et une résistance minimales, les différentes spires étant court-circuitées par des disques métalliques disposés de chaque côté de la bobine.
L’association de condensateurs en parallèle ne présente pas de problèmes, les capacités s’ajoutent. Le couplage série n’est acceptable que pour le courant alternatif pur. Quand il existe une composante continue, il faut disposer un diviseur de potentiel à résistances répartissant la tension continue de la même façon que se partage la tension alternative. Pour cela R × C doit être le même pour tous les éléments, C étant la capacité et R la résistance en parallèle.
N. F.
condensation
Précipitation de l’humidité contenue dans l’air sous forme de vapeur, en gouttelettes d’eau liquide, lorsque le point de rosée est atteint.
Le point de rosée tr est la tempé-
rature à laquelle la saturation de l’air humide ambiant est atteinte. Si t est la température de l’air ambiant non saturé, il faut abaisser cette température
d’une certaine valeur pour atteindre le point de rosée : tr < t.
Caractéristiques
de l’air humide
L’air est toujours plus ou moins humide, même dans les régions désertiques. L’air humide, qui contient de la vapeur d’eau non saturée, suit les lois des gaz parfaits ; tant que le point de rosée n’est pas atteint, il est transparent comme l’air sec.
La pression totale de l’air humide est égale à la somme des pressions partielles, d’une part, de l’air sec et, d’autre part, de la vapeur d’eau (non saturée) occupant le volume total (loi de Dalton). À une température donnée quelconque, l’air ne peut contenir qu’une quantité définie (donc maximale) d’humidité sous forme gazeuse.
La vapeur est alors saturante, et l’air est saturé : on atteint alors le point de rosée tr, et tout abaissement de température provoque la condensation de la vapeur d’eau sous forme de gouttelettes très fines qui flottent dans l’air, soumis à une certaine agitation, ou décantent lentement vers le sol, en suivant la loi de Stokes :
Dans cette formule, où toutes les quantités sont exprimées en unités C. G. S., V est la vitesse limite de chute atteinte par une sphère de rayon r et de densité δ — qu’il s’agisse d’une gouttelette pleine ou d’une vésicule (sphère creuse) —, δ′ la densité de l’air saturé, g l’accélération de la pesanteur et η
la viscosité de l’air à la température considérée.
Si les sphérules sont creuses (vésicules de brouillard), la différence δ – δ′
est très faible, ainsi que la vitesse limite, qui est inférieure à la vitesse des mouvements d’air, de telle sorte que les gouttelettes flottent (nuages et brumes persistantes). Les gouttelettes sont d’ailleurs normalement électrisées de mêmes signes et se repoussent ; mais, si l’air est sujet à des perturbations électriques (orages), la vitesse limite de chute n’est plus constante ; elle s’accélère durant la chute par suite du phénomène de coalescence (phéno-mène de fusion de deux gouttelettes en
une seule dès qu’elles parviennent à se toucher). La quantité de vapeur saturante varie dans le même sens que la température ; il en est de même de la tension de vapeur saturante, qui est la pression d’équilibre entre la vapeur et l’eau en fonction de la température. La croissance de la tension maximale de vapeur est une fonction très rapidement croissante de la température. Le degré hygrométrique є est le rapport entre la pression p de la vapeur contenue dans l’air et la pression P de la vapeur saturante à la même température :
є varie de 0,30 à 0,40 dans les régions désertiques, de 0,40 à 0,60 dans les régions sèches, de 0,70 à 0,80 dans les zones à climat maritime, enfin de 0,90
à 0,95 dans les régions équatoriales, ou tropicales humides.
Caractères et effets
divers de la condensation
en technique de
construction civile et
industrielle
La condensation, à l’intérieur des habitations, se produit sur les parois lorsque la température de celles-ci, par suite de la transmission de la température extérieure, correspond au point de rosée pour la pression de vapeur dans l’atmosphère du logement. La « buée »
disparaît lorsque la température sur la paroi interne dépasse le point de rosée.
Dans ce processus interviennent un certain nombre de facteurs d’influence, notamment la différence entre les températures externe et interne, l’épaisseur de la paroi, le coefficient de transmission calorifique du matériau constituant cette paroi et le degré hygrométrique de l’air à l’intérieur du bâtiment. Les matériaux poreux ou capillaires, doués en outre d’une certaine hydrophilie, sont aptes à provoquer dans leurs pores des condensations de vapeur ambiante ou, au contraire, de l’évaporation, selon leur siccité propre et le degré hygrométrique ambiant. C’est le cas des bétons de ciment, des briques et de matériaux tels que le plâtre.
Moyens d’éviter la
condensation sur
une paroi
Pour atteindre ce résultat, on peut :
— accroître la température externe (par chauffage entre deux plafonds superposés ou sous un shed) ;
— augmenter la température intérieure (mais il faut se garder d’accroître en même temps l’hygrométrie de la pièce) ;
— réduire le degré hygrométrique inté-
rieur (c’est le problème du conditionnement de l’air) ;
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La Grande Encyclopédie Larousse - Vol. 6
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— éliminer de la vapeur, aux points où elle se produit, en plaçant des
« hottes » ;
— effectuer une ventilation sous le plafond avec de l’air préalablement chauffé ;
— s’opposer à la déperdition de chaleur de la pièce en protégeant les parois (et le plafond si nécessaire) par des isolants efficaces, le meilleur isolant courant étant un enduit en plâtre de 2 à 2,5 cm d’épaisseur.