Histoire du condensateur

Les années pionnières de l’histoire des condensateurs étaient une époque où les condensateurs étaient principalement utilisés pour acquérir une première compréhension de l’électricité, avant même la découverte de l’électron. C'était aussi le moment de faire des démonstrations dans les salons, comme par exemple avoir une file de personnes se tenant la main et déchargeant un condensateur à travers elles. L’ère moderne des condensateurs commence à la fin des années 1800 avec l’avènement de l’ère des applications pratiques de l’électricité, nécessitant des condensateurs fiables dotés de propriétés spécifiques.

En 1909, William Dubilier a inventé des condensateurs au mica plus petits qui étaient ensuite utilisés du côté réception pour les circuits résonants du matériel sans fil.

Les premiers condensateurs au mica étaient essentiellement des couches de mica et de feuilles de cuivre serrées ensemble comme ce qu'on appelait des « condensateurs au mica serrés ». Ces condensateurs n'étaient cependant pas très fiables. Étant simplement des feuilles de mica pressées contre des feuilles métalliques, il y avait des espaces d'air entre le mica et les feuilles. Cet espace permettait l'oxydation et la corrosion et signifiait que la distance entre les plaques était susceptible de changer, modifiant ainsi la capacité.

Dans les années 1920, des condensateurs au mica argenté ont été développés, dans lesquels le mica est recouvert de métal sur les deux faces, éliminant ainsi les entrefers. Avec un mince revêtement métallique au lieu de feuilles plus épaisses, les condensateurs pourraient également être plus petits. Ceux-ci étaient très fiables. Bien sûr, nous ne nous sommes pas arrêtés là. L’ère moderne des condensateurs a été marquée par une percée après l’autre pour une histoire fascinante. Nous allons jeter un coup d'oeil.

Pour obtenir une capacité plus élevée, une autre céramique, le titanate de baryum, a été utilisée, car elle avait une permittivité 10 fois supérieure à celle du mica ou du dioxyde de titane. Cependant, ils avaient des paramètres électriques moins stables et ne pouvaient remplacer le mica que là où la stabilité était moins importante. Cela a été amélioré après la Seconde Guerre mondiale.

Une société américaine lancée en 1961 a été la pionnière du condensateur céramique multicouche (MLCC), plus compact et doté d'une capacité plus élevée. Depuis 2012, plus de 10^12 MLCC au titanate de baryum sont produits chaque année.

Dans les années 1890, Charles Pollak a découvert qu'une couche d'oxyde sur une anode en aluminium était stable dans une solution neutre ou alcaline et a obtenu un brevet en 1897 pour un condensateur en aluminium à électrolyte de borax. Les premiers condensateurs électrolytiques « humides » sont apparus brièvement dans les radios dans les années 1920, mais avaient une durée de vie limitée. On les appelait « humides » en raison de leur forte teneur en eau. Il s’agissait essentiellement d’un récipient avec une anode métallique immergée dans une solution de borax ou autre électrolyte dissous dans l’eau. L’extérieur du récipient faisait office d’autre plaque. Ceux-ci étaient utilisés dans les grands centraux téléphoniques pour réduire le bruit des relais.

Le brevet de l'ancêtre moderne du condensateur électrolytique a été déposé en 1925 par Samuel Ruben. Il a placé un électrolyte semblable à un gel entre l'anode recouverte d'oxyde et la deuxième plaque, une feuille métallique, éliminant ainsi le besoin d'un récipient rempli d'eau. Le résultat fut le condensateur électrolytique « sec ». Un autre ajout était un espace en papier entre les tours des feuilles. Tout cela a considérablement réduit la taille et le prix.

En 1936, la société Cornell-Dubilier a présenté ses condensateurs électrolytiques en aluminium, comprenant des améliorations telles que la rugosité de la surface de l'anode pour augmenter la capacité. L'Hydra-Werke, une société AEG, a commencé au même moment la production de masse à Berlin, en Allemagne.

Après la Seconde Guerre mondiale, le développement rapide de la technologie de la radio et de la télévision a conduit à de plus grandes quantités de production ainsi qu'à une variété de styles et de tailles. Les améliorations comprenaient la réduction des courants de fuite et de la résistance série équivalente (ESR), des plages de température plus larges et des durées de vie plus longues grâce à l'utilisation de nouveaux électrolytes à base de matières organiques. D'autres développements des années 1970 aux années 1990 comprenaient également une diminution des courants de fuite, une réduction supplémentaire de l'ESR et des températures plus élevées.

Ce qui est devenu connu sous le nom de « fléau des condensateurs » s'est produit entre 2000 et 2005, probablement en raison de l'utilisation d'une recette volée mais sans certaines substances stabilisantes conduisant à une défaillance prématurée.