Les condensateurs anciens
Décryptage des valeurs des condensateurs anciens, et analyse en vue de leur remplacement.
Une histoire de normes...
Lorsque
l'on restaure un vieux poste de radio, on est souvent confronté de
manière récurrente à un problème : l'identification et le décodage du
marquage des composants; en effet, sur d'anciens composants, la
notation y est elle aussi ancienne, et a évolué tout au long des
différents changements de normes de marquage...
Cette page n'a pour vocation que d'aider les réparateurs néophytes à
déchiffrer les condensateurs majoritairement utilisés en TSF, dans le
but de les remplacer par une équivalence moderne.
Sans
entrer dans de grandes explications techniques (les livres existent
pour aller plus loin..), on retiendra que dans la plupart des cas, les
condensateurs chimiques ont pour but de lisser la tension
d'alimentation du poste qui a été redressée par la valve (ou le pont de
diodes).
Les
condensateurs papier sont utilisés dans les circuits de découplage et
liaison BF du poste, pour filtrer et séparer des tensions alternatives.
Les condensateurs mica ou céramique servent dans les circuits d'accords haute et moyenne fréquence HF et MF.
* Chaque condensateur possède une capacité (C)
Son unité est le Farad (F). Cette unité n'est pas utilisée car trop élevée. On utilise des sous-multiples:
-- Le microfarad (µF). 1µF = 10-6 F
-- Le nanofarad (nF). 1nF = 10-9 F
-- Le picofarad (pF). 1pF = 10-12 F
* Il possède aussi une tension de service (noté "Ts" ou "Un")
Aussi
appelée tension d'isolement ou tension d'utilisation (et qu'il ne faut
en aucun cas dépasser !),elle est exprimée en volts. Il est courant de
trouver des tensions de 400V voire 1500V dans les postes de radio.
* Les températures extrêmes de fonctionnement
Sur
les condensateurs récents, les températures mini et maxi d'utilisation
sont indiquées, et ne concernent souvent que les condensateurs
chimiques. Lors du dépannage d'un appareil qui chauffe, il n'est pas
inutile de choisir des condensateurs 105°C qui vieilliront mieux que
des condensateurs supportant 85°C par exemple.
Les Condensateurs polarisés:
Appelés
aussi condensateurs chimiques, ces condensateurs anciens peuvent avoir
plusieurs formes et caractéristiques différentes. Leurs formes varient
suivant leur époque, on constate une nette miniaturisation avec les
progrès technologiques actuels.
Ils
sont principalement utilisés en TSF pour filtrer (lisser) la tension
d'alimentation des radios. On en trouve généralement deux ou trois en
sortie de valve (qui redresse la tension alternative du transformateur
d'alimentation). Parfois un condensateur chimique est aussi présent
pour stabiliser la tension de polarisation des lampes.
On les trouve inscrits sur les schémas par ces symboles :
Des modèles anciens de condensateurs chimiques :
Le
cylindre aluminium, parfois recouvert de carton ou de film plastique,
constitue la borne négative. Le fil positif lui, est isolé de la
carcasse alu et le fil sort au milieu du filetage plastique de
fixation, ou à l'extrémité caoutchouc si c'est un condensateur axial.
Ces
condensateurs électrochimiques sont souvent constitués d'un enroulement
de feuilles de métal et de papier gorgé d'électrolyte, le tout enfermé
dans un cylindre alu.
Ces
condensateurs ont tendance à se "périmer" au fil des années car
l'électrolyte qui les imbibe sèche, les isolants caoutchoucs
vieillissent, et globalement un condensateur qui prend de l'âge peut
fuir un liquide toxique, n'avoir plus aucune capacité (donc aucune
efficacité) ou même éclater violemment s'il est en court circuit
interne et s'échauffe (effet cocotte minute..).
Ces
vieux condensateurs ne possèdent pas de soupape de sécurité quand la
pression interne est trop forte (lors d'un échauffement), c'est en
partie pour ça que je préfère ne pas prendre de risques en les
remplaçant quasi systématiquement par des neufs.
Des modèles plus récents de condensateurs chimiques :
De même constitution que les anciens, ils sont en revanche beaucoup plus compacts, à capacité et tension d'isolement égales.
Eux
en revanche possèdent une soupape de sécurité : le haut du condensateur
est doté d'une amorce pour que l'aluminium puisse se rompre facilement
et évacuer la pression interne sans éclater en cas de défaillance.
Sur les condensateurs radiaux, la bande grise indique la patte négative
Sur les condensateurs axiaux, un symbole '+' indique le positif, qui est le seul côté du condensateur fermé par du caoutchouc.
On trouve des capacités de 8µF à 47µF dans les postes de TSF.
Les Condensateurs non polarisés:
Appelés aussi condensateurs goudrons ou papiers, ils sont très présents dans les TSF.
Leur conception a beaucoup évolué. Ceux des années 1930 à 1960 vieillissent globalement mal.
On constate que ces condensateurs sont souvent cassés, fondus, ou que
leurs caractéristiques électriques sont totalement hors tolérance :
coupés, ou en court circuit partiel ou total (fuite de courant), ils
sont souvent HS.
A
partir des années 1960, les condensateurs au polyester, mylar et autres
isolants plastique, ont grandement contribués à fiabiliser
l'électronique en remplaçant les condensateurs papier-goudron. Et sont
généralement d'excellente qualité ! Même aujourd'hui.
Des modèles anciens:
(Plusieurs
apparences : en blocs métalliques pouvant contenir un ou plusieurs
condensateurs, sous tube de verre bouché au goudron, sous tube en
carton vernis, ou noyé dans du plastique...). Au niveau des capacités,
en TSF ça va généralement de 2nF à 100nF.
Il
existe aussi des condensateurs au Mica, ou condensateurs plaquettes,
qui eux ont souvent une excellente tenue dans le temps. Il n'est pas
nécessaire de les remplacer sauf en cas de panne. De capacités allant
de quelques pF à quelques centaines de pF, en voici quelques exemples:
On
y trouve aussi des condensateurs céramiques semblables aux micas, qui
eux non plus ne subissent pas trop les assauts du temps qui passe:
Des modèles plus récents:
(Plusieurs apparences : axiaux, radiaux, montage sur circuit imprimé, prévus pour montage volant, etc...)
Leur
qualité est généralement très bonne, ce qui permet la récupération sur
des appareils électroniques mis au rebus : TV cathodiques,
alimentations à découpage...ils pullulent dans les bennes !
Sans oublier les modèles récents au mica ou céramique (on les trouve dans les circuits de réception HF, dans les TSF)
Pourquoi remplacer les condensateurs:
Comme
indiqué précédemment, les vieux condensateurs vieillissent mal à cause
du temps et des matériaux relativement instables qu'ils utilisent.
Ne
pas remplacer les condensateurs d'une radio amène des pannes qui
paralysent l'appareil, et peuvent parfois créer plus de dommages voire
créer un réel danger lorsqu'un condensateur entre en court circuit.
En
effet, un vieux condensateur chimique qui "fuit" peut s'échauffer au
point d'éclater en projetant des éclats de métal et de produits
chimiques en fusion.
En voici quelques exemples:
Heureusement
pour le dépanneur, on peut facilement écarter tout danger en testant
préalablement les condensateurs à l'aide d'un testeur de condensateurs
maison.
Grosso
Modo, c'est une alimentation limitée en courant (pour éviter les
échauffements de condensateurs HS) dont la tension est réglable.
On la croise de temps à autres lorsque je restaure une radio :
Ici un condensateur 0.1µF 1500V en court circuit franc. (Mon testeur de condo régule à 7mA de fuite pour la sécurité).
Face à un condensateur neuf..
Pour info, cet appareil est inspiré de celui-ci
Les
conclusions qu'on en tire est que dans bon nombre d'appareils les
condensateurs chimiques seront à remplacer d'office, et que les
condensateurs papier et goudrons ne sont guère mieux lotis.
En
revanche, sauf panne des condensateurs mica (oxydation des rivets de
connexion provoquant un faux contact...) il n'y a pas lieu de les
remplacer, et si c'est le cas les condensateurs micas ou céramique
actuels sont tout indiqués.
Conversion d'unités anciennes:
Comme
les normes de marquage ont évolué au fil des décennies, il est
nécessaire de décrypter et de convertir les unités anciennes.
Parfois cela relève vraiment du casse tête!
Condensateurs chimiques et papiers anciens:
Sur cet exemple, on trouve 4 types de notations que l'on retrouve fréquemment en TSF:
- Le µµF aussi noté mmF correspond au pF, ici 250µµF équivaut à 250pF
- Le cm a aussi tenté, à une époque, de
s'imposer. Ici 1cm correspond à 1.113 pF ; on peut donc sans trop de
risques assimiler le cm au pF car 5000cm = 5565pF, l'erreur de
conversion 1cm = 1pF est négligeable (+10%) au vu des tolérances de
fabrication.
- Le MF ou mF ou encore MFD ne correspond en fait pas à milli Farad mais bien à micro Farad ( µF ) !!! Ici 25 MFD (ou 25mF) correspond alors à 25µF.
- Le 1/000µF : Attention à la typographie !
sur le condensateur du bas il ne s'agit pas de µµF mais bien de µF,
malgré les deux "u" collés !!! Le millième de µF (1/1000µF) correspond
au nanofarad, ainsi, 50/1000 de µF correspond à 50nF
Condensateurs récents:
Premier type de codage(condensateurs céramiques en majorité):
10 donne 10pf soit 0,010nF ou 0,000010uF
101 donne 100pF soit 0,1nf ou 0,0001µf
102 donne 1000pF soit 1nF ou 0,001µf
103 donne 10 000pf soit 10nF ou 0,010µF
104 donne 100 000pf soit 100nF ou 0,10µF
105 donne 1 000 000pF soit 1000nf ou 1µF
Inscriptions alphanumériques: la lettre "n", "p" et "µ" remplacent la virgule
Second type de codage(condensateurs plastiques non polarisés et chimiques):
P47 donne 0,47pF
4p7 donne 4,7pF
47p donne 47pF
470p ou N47 donne 470pF
4n7 donne 4,7nF
47n donne 47nF
470n donne 470nF
µ470 donne 470nF
4µ7 donne 4,7µF
47µ donne 47µF
Condensateurs non polarisés plaquettes anciens à code couleur:
Voici
un tableau récapitulatif pour les conversions des codes couleurs
(points) que l'on trouve sur les vieux condensateurs caramels:
Condensateurs non polarisés plus récents à code couleur
Condensateurs polyester
Condensateurs polyester et céramique:
Remplacement des anciens condos par des neufs:
Après
avoir repéré tous les condensateurs papier et chimiques à remplacer, et
avoir convertis les marquages dans des unités modernes plus pratiques à
utiliser, il est temps de remplacer les condensateurs.
Condensateurs chimiques:
Facilement
identifiables sur le châssis d'une vieille radio (ou parfois en
dessous...), les condensateurs de filtrage sont souvent les premiers à
être remplacés.
Valeur équivalente moderne :
Comme dit plus haut, il faut convertir les vieilles unités.
Une fois que l'on a des valeurs de capacité en unités standards, il
faut trouver un composant équivalent moderne, voici une liste des
valeurs courantes pour les vieux condensateurs de filtrage, et les
valeurs standards actuelles:
Valeur ancien condensateur
|
Valeur standardisée
|
8µF
|
10µF
|
10µF
|
10µF
|
12µF
|
10µF
|
16µF
|
22µF
|
25µF
|
22µF
|
32µF
|
32µF
|
47µF
|
47µF
|
50µF |
47µF
|
68µF
|
68µF
|
On les trouve disponibles à des tensions de service de 250, 350, 400,
ou 450V suivant les usages courants en TSF. On choisira la tension de
service au moins équivalente à celle de l'ancien condensateur.
Si on n'a pas le bon condensateur en stock:
Il est possible de se débrouiller avec deux ou plusieurs condensateurs.
Par exemple:
*Association en Parallèle (//) :
Les capacités des condensateurs câblés en parallèle s'additionnent:
Ctotal = C1 + C2 + ... + Cn
Ainsi avec un condensateur de 10µF 450v en // d'un 22µF 450V on peut faire un condensateur équivalent de 32µF 450V
*Association en Série (--) :
Associer deux condensateurs identiques en série divisera la capacité équivalente par deux, mais doublera la tension d'isolement.
Par exemple, si je veux un condensateur 10µF qui tienne 900V, mais que
je n'ai que deux condensateurs 22µF 450v, si je les associe en série
j'aurai 1 condensateur 11µF qui tient 900V.
Dans les faits, il est important d'ajouter une résistance de forte
valeur en parallèle de chaque condensateur chimique pour équilibrer les
tensions des deux condensateurs. Une résistance de 470kOhms 1W en // de
chaque condensateur devrait faire l'affaire.
Esthétique:
Il existe bien des techniques pour les remplacer tout en conservant l'aspect esthétique.
Pour ma part, au début des restaurations je vidais les vieux
condensateurs chimiques et je logeais le neuf à l'intérieur soudé à
deux fils et isolé à la gaine thermo-rétractable. Ca conservait
l'aspect visuel du châssis, ce qui peut être intéressant sur des postes
qui valent vraiment le coup avec un châssis esthétique.
Mais au fil des restaurations, ça prenait un temps fou alors désormais
je câble le condo neuf sous le châssis en laissant les anciens
boulonnés au châssis. Dans les autres cas je vire les anciens purement
et simplement. Je considère de plus en plus que les réparations font
aussi partie de la vie du poste, et que si ça ne choque pas trop je
peux me permettre de ne pas les déguiser.
On peut cependant si on le souhaite camoufler les nouveaux
condensateurs dans le boitier des anciens. c'est ce que je vous propose
sur cette page :
Restaurer des condensateurs
Condensateurs papiers:
Lorsqu'un vieux condensateur goudron est HS, et que l'on a effectué la
conversion des unités anciennes, il faut choisir une valeur équivalente
standard disponible dans le commerce.
Voici quelques exemples de ce qu'on peut trouver en TSF, liste non exhaustive :
Valeur ancien condensateur
|
Valeur standardisée
|
1nF
|
1nF
|
1,5nF
|
2,2nF
|
1,8nF
|
2,2nF
|
2nF
|
2,2nF |
2,7nF
|
3,3nF
|
5,5nF
|
4,7nF
|
20nF
|
22nF
|
22,5nF
|
22nF
|
27nF
|
33nF
|
50nF |
47nF
|
0,1µF
|
0,1µF
|
La tension d'isolement inscrite sur ces condensateurs est quasi systématiquement de 1500V.
A l'époque, plus la tension d'isolement était élevée, moins le condensateur avait de fuites.
Ce choix était à l'époque justifié par la faible qualité des condensateurs.
Aujourd'hui, la tension dans une radio dépassant rarement 300V, on peut se permettre de choisir des condensateurs isolés à 400V qui sont de bien meilleure qualité que ceux d'origine.
Attention toutefois dans les appareils autres que TSF (oscillos, TV..)
où ces condensateurs isolés jusqu'à 2000V (ou plus) peuvent réellement
être soumis à ces tensions. En TSF, aucun risque de se tromper.
Encore une fois, même principe que pour les condensateurs chimiques : on peut choisir de les associer en série ou en parallèle si on cherche une valeur précise.
Nul besoin par contre de résistances d'équilibrage en // de chaque condensateur si on choisi l'association en série.
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