Pertes ESR du condensateur

Saisissez le courant d’ondulation RMS en ampères et l’ESR en ohms pour évaluer P = I_rms² × ESR en watts. Le résultat révèle une perte absente du modèle idéal, mais essentielle dans les alimentations à découpage, bus CC d’onduleurs et sources pulsées. Il fournit aussi la tension RMS aux bornes de l’ESR et l’énergie dissipée en une heure. Le calcul dans le navigateur est gratuit ; une requête API coûte $0.002. Utilisez une ESR correspondant à la fréquence et à la température de service, ainsi qu’un courant RMS plutôt qu’un courant de crête.

Pourquoi l’ESR transforme l’ondulation en chaleur

Un condensateur réel n’est pas une réactance idéale. Armatures, électrolyte, connexions, pertes diélectriques et construction créent une résistance série équivalente, ou ESR. Le courant alternatif d’ondulation qui la traverse dissipe une puissance réelle, même si le courant continu moyen du condensateur est nul. La relation thermique est P = I_rms² × ESR : c’est la règle des pertes résistives, le courant RMS représentant l’effet thermique quadratique moyen de la forme d’onde. Le carré est déterminant : doubler le courant RMS quadruple la perte si l’ESR reste constante. Le calculateur renvoie power_loss en watts, esr_voltage en volts RMS selon I_rms × ESR et energy_per_hour en joules selon puissance × 3600 secondes. Les watts décrivent la charge thermique continue, la tension ESR la part résistive de l’ondulation et les joules horaires facilitent les comparaisons d’énergie thermique. L’outil ne déduit pas une élévation de température précise. Celle-ci dépend de la résistance thermique, du montage, de la ventilation, des sources voisines, de la géométrie et de l’évolution de l’ESR avec la chaleur. Utilisez donc la puissance comme donnée d’entrée d’une étude thermique, non comme modèle complet de température interne. Cette perte diffère aussi de l’énergie stockée, donnée par la moitié de C fois V au carré, qui ne détermine pas directement l’échauffement ESR.

Choisir le courant RMS et une ESR réaliste

Utilisez la valeur RMS du courant qui traverse réellement le condensateur. Ne saisissez ni crête, ni amplitude, ni moyenne absolue, ni crête à crête sans conversion préalable vers RMS adaptée à la forme d’onde. Pour une sinusoïde, RMS vaut la crête divisée par la racine carrée de deux ; l’ondulation d’une alimentation à découpage est toutefois souvent triangulaire, discontinue ou riche en harmoniques, et sa conversion diffère. Une sonde de courant avec analyse de la forme d’onde, une simulation ou un calcul documenté du convertisseur peut fournir cette valeur. L’ESR dépend également du contexte. Les fiches techniques l’indiquent souvent pour certaines fréquences et températures, tandis que le courant réel comporte plusieurs harmoniques. Choisissez une valeur représentative des fréquences porteuses d’un courant notable et tenez compte de la température et de la tolérance défavorables. Si l’ESR varie fortement selon l’harmonique, calculez I_rms² × ESR à chaque fréquence puis additionnez les puissances lorsque les données sont fiables. Saisissez des ampères et des ohms pour obtenir des watts. Divisez milliampères et milliohms par 1000. Le calculateur exige des valeurs finies et positives ou nulles, accepte zéro comme limite sans perte et rejette les grandeurs incompatibles. La précision facultative ne règle que les décimales affichées ; elle ne modifie pas le calcul ni l’incertitude des données.

Exploiter la perte lors d’une revue de conception

Comparez d’abord la puissance ESR calculée aux conditions de courant d’ondulation et aux indications thermiques du fabricant pour le boîtier retenu. Une faible puissance ne garantit pas la sécurité : un petit composant mal refroidi peut subir une forte hausse de température, voir sa durée de vie diminuer ou son ESR augmenter. Un grand condensateur bien ventilé peut tolérer davantage, mais seules sa fiche technique et des mesures thermiques validées le confirment. Répétez le calcul à charge nominale, en surcharge, au démarrage et au point de plus forte ondulation. Intégrez tolérance, vieillissement, hausse d’ESR à froid, variation de fréquence et changements de mode de commande. Des condensateurs en parallèle ne se partagent pas toujours le courant également : ESR, ESL, capacité, implantation et pistes peuvent le concentrer dans un composant. Estimez le courant de chacun au lieu de simplement diviser le total. La tension ESR aide à contrôler la contribution résistive à l’ondulation de sortie, qui comprend aussi des composantes capacitives et inductives. L’énergie horaire est une échelle de comparaison, non l’affirmation que la chaleur reste dans le boîtier. Pour des balayages automatisés, chaque requête API réussie coûte $0.002 et applique la même formule déterministe que le navigateur. Validez enfin le matériel avec une bande passante adaptée, une mesure de courant sûre et des températures relevées dans les conditions réelles d’ambiance, boîtier, ventilation et charge.