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).

http://tsf.resto.free.fr/restaurations/SONAPHONE_A5/S6000316.JPG

Face à un condensateur neuf..

http://tsf.resto.free.fr/restaurations/SONAPHONE_A5/S6000318.JPG

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:

http://tsf.resto.free.fr/astuces/MARQUAGE_COMP/S6001989.JPG

- 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.

http://tsf.resto.free.fr/restaurations/PHILIPS_470A/IMG_0376.JPG


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.