Physique-chimie (spécialité) · TerminaleBac
Capteurs capacitifs : fiche de révision de Terminale
Publié le 6 novembre 2026 · Mis à jour le 6 novembre 2026 · Signaler une erreur
L'essentiel
- Un capteur capacitif utilise un condensateur dont la capacité change quand la distance, la surface ou le matériau change.2
- Pour un déplacement, l'électrode du capteur et la pièce conductrice forment un condensateur plan : C dépend de ε, de S et de d.2
- On accède à C en alimentant le condensateur en courant alternatif et en observant la tension à ses bornes.2
- En proximité, la cible modifie le condensateur formé par le détecteur : il repère métaux et non-métaux.3
- Piège : quand la distance d diminue, la capacité C augmente (C est inversement proportionnelle à d).
Principe d'un capteur capacitif
Tu connais déjà le condensateur et sa capacité. Un capteur capacitif réutilise exactement cette idée : une grandeur à mesurer (une distance, la présence d'un objet) modifie la capacité d'un condensateur, et c'est cette capacité, ou la tension qui en dépend, que l'on exploite.
Le plus souvent, il est constitué d'une électrode plane en forme de disque, entourée d'un anneau de garde isolé de l'électrode centrale.2 Cette électrode forme avec la pièce à mesurer, qui doit être conductrice, un condensateur plan.2 Une autre version utilise deux peignes imbriqués, ce qui augmente la surface capacitive quand le capteur doit rester peu épais.2
Relation entre capacité et distance
Comment on mesure la capacité
Pour évaluer la capacité, on envoie un courant alternatif dans le condensateur et on regarde quelle tension s'établit entre ses armatures.2 Le capteur délivre ainsi une tension qui dépend de , donc de .
Capteurs de proximité capacitifs
Un capteur de proximité détecte la présence d'une cible (personne, objet, véhicule) sans liaison mécanique avec elle.3 Le détecteur capacitif a un grand avantage : il détecte à courte distance tous types d'objets, car il est sensible aux métaux comme aux non-métaux.3
Sa face sensible constitue l'armature d'un condensateur. Une tension sinusoïdale y est appliquée et crée un champ électrique alternatif devant le détecteur.3 Quand une cible s'approche, elle forme avec les conducteurs de la tête de mesure d'autres condensateurs : la capacité globale change et la présence est repérée.3
Où les trouve-t-on, et les pièges du bac
Le capteur capacitif est très utilisé pour les faibles déplacements et pour les capteurs miniaturisés (MEMS), comme les accéléromètres.2 Grâce à sa simplicité de fabrication, il peut fonctionner à très haute température : des capteurs ont été construits pour plus de 1000 °C avec des isolants céramiques.2
Questions flash
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Comme , une distance plus petite donne une capacité plus grande. La réponse « elle diminue » vient de l'idée fausse que varie comme , alors que la relation est en .
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C'est vrai : cette méthode est décrite pour un capteur capacitif.2 L'erreur tentante est de penser qu'un courant continu suffit, mais un condensateur chargé en continu ne laisse plus passer de courant.
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C'est faux : le détecteur capacitif est sensible aux métaux et aux non-métaux.3 La confusion vient du détecteur inductif, qui, lui, repose sur des courants induits dans une cible métallique.
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. Répondre 2 revient à croire que est proportionnelle à .
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La capacité dépend de , de et de .2 La couleur de la pièce n'intervient pas : seul compte le caractère conducteur de la pièce et la géométrie du condensateur.
Les questions qu'on se pose
Pourquoi utilise-t-on un courant alternatif pour mesurer la capacité ?
En alternatif, le condensateur se charge et se décharge sans cesse, donc un courant circule en permanence et une tension mesurable apparaît à ses bornes.2 Cette tension dépend de , donc de la distance. En continu, le condensateur finirait chargé et le courant s'arrêterait.
À quoi sert un capteur capacitif dans la vie courante ?
Que dois-je savoir faire sur ce sujet au bac ?
Reconnaître le condensateur plan dans le montage, écrire , prévoir le sens de variation de quand change, et exploiter une courbe d'étalonnage pour passer de la tension à la distance.
Sources
- Document ressources Éduscol - Électricité et électronique, Éduscol (Ministère de l'Éducation nationale). Consulté le 6 novembre 2026.
- Capteur de déplacement capacitif, Wikipédia. Consulté le 6 novembre 2026.
- Capteur de proximité, Wikipédia. Consulté le 6 novembre 2026.
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