Les Résistors sont les composants les plus utilisés en électroniques.
il faut savoir que toute matières est conducteur.
En fonction du niveau de conductivité nous pouvons classer les matériaux en catégories:
- Les Conducteurs
- Les Isolants ( relatifs )
- Les Semi-conducteurs
Un resistor représente, dans un premier temps, la « résistivité Ohmique d’un conducteur ».
En effet, Le resistor fait partie des semi-conducteurs.
Convention et Représentation d’un resistor
La résistance d’un corps dépend de ses caractéristiques physiques.
Une Tension électrique U appliquée à un circuit produit un Courant d’intensité I.
L’intensité du courant dépend de la propriété que possède le circuit de s’opposer plus ou moins au passage du courant.
Cette propriété R est appelée résistance électrique.
Généralités sur la résistance
La valeur de la résistance électrique se mesure en Ohm: symbolisé par la lettre Ω « oméga », dernière lettre de l’alphabet grec.
Lorsque les valeurs électriques sont très élevées, on les exprime en multiple de l’Ohm:
- 1 kilo-Ohm (kΩ) = 103 Ω = 1 000 Ω
- 1 méga-Ohm (MΩ) = 106 Ω = 1 000 000 Ω ( parfois on dit Mégohm )
On écrit alors 5MΩ ou 5 x 106Ω plutôt que 5 000 000 Ω et 200kΩ ou 200 x 103Ω plutôt que 200 000 Ω.
Lorsque les valeurs des résistances sont très faibles, on utilise alors les sous multiples de l’ohm:
- 1 milliOhm (mΩ) = 10-3 Ω = 1/1000 Ω
- 1 microOhm (µΩ) = 10-6 Ω = 1/1000000 Ω
La Résistance Ohmique d’un conducteur
Tous les conducteurs présentent une certaine résistance électrique qui dépend de la matière et de la forme du conducteur.
Les conducteurs Ohmiques traversé par un courant électrique, opposent une résistance. Cette résistance est d’autant plus importante qu’ils sont longs et que leur diamètre est plus réduit.
Pour mieux expliquer, on prend souvent cet exemple de la vie de tout les jours;
on peut dire que le conducteur est un tuyau, et que le courant électrique qui y passe est l’eau. Le tuyau oppose au passage de l’eau une résistance dû aux frottements du liquide contre les parois. Plus le tuyau est long et étroit, plus la résistance sera élevée.
La résistance électrique est due au passage des électrons à travers le conducteur.
Au fur et à mesure que le diamètre des conducteurs diminue, la valeur de la résistance augmente.
On peut donc établir une corrélation entre la valeur d’une résistance et ses dimensions physiques :
R => l/S – avec « R » la résistance en Ohm, « l » la longueur en mètres et « S » la surface ( ou la section ) en mètres carré ( m2)
Chaque matériaux possède ses propres caractéristiques, en général on choisi ses conducteurs électriques en fonction de sa conductivité – sa capacité donc à laisser passer plus au moins le courant electrique en opposant le moins de résistance. On défini donc une résistivité avec la lettre grec Rho qui ressemble beaucoup à un p.
A noter, que la température joue aussi un rôle. De manière générale ( il y a des exceptions ), plus la température augmente, plus la résistance des conducteurs sera élevée.
Mais l’augmentation de la résistance avec celle de la température diffère selon les matériaux employés.
Matériau | Résistance en ohm |
Argent | 2,08 |
Cuivre | 2,26 |
Aluminium | 3,7 |
Tungstène | 7 |
Laiton | 8,95 |
Fer | 12,5 |
Acier | 21,7 |
Plomb | 25,4 |
Nickeline | 44,5 |
Maillechort | 48,5 |
Manganine | 57 |
Constantin | 63,7 |
Nichrome | 132 |
La résistivité varie avec la température et entraîne une variation de la résistance avec la température.
ρ = ρ0(1+ α.θ)
Avec :
- ρ la résistivité en Ohms.metres
- ρ0 la résistivité pour θ = 0°C en Ω.m
- α le coefficient de température °C-1
- θ la température en degré Celsius
Il nous suffit d’appliquer ce coefficient à notre formule de départ pour obtenir la résistivité Ohmique d’un conducteur:
R = ρ . l/S Ainsi La résistance est très basse pour certains alliages, tel que le Constantan.
Exemples:
- à 20°C, avec un fil de cuivre de 1mm de diamètre, la résistance est de 0,0226Ω
- alors qu’un fil de 0,05mm, la résistance sera de 9,08Ω
- à 60°C, le même fil de 0,05mm a une résistance de 10,5Ω
En général, les fils conducteurs utilisés pour les raccordements de circuit sont en cuivre; car c’est un des matériaux qui oppose la résistance la plus faible au passage du courant.
Il existe par ailleurs des matériaux qui ne laissent pas passer le courant électrique: ce sont des isolants. Les plus utilisés peuvent être solides (porcelaine, caoutchouc, verre…), liquides (huile, pétrole…) ou gazeux (air…).
Dans les circuits radioélectriques, il y a toujours des éléments dont la résistance est très élevée par rapport à celle des conducteurs en cuivre (considérés comme résistance nulle). Donc, les courants dépendent uniquement de quelques éléments qui concentrent une résistance élevée dans un petit espace: ce sont les Résistances.
Les résistances se présentent en général sous forme cylindrique avec un fil conducteur sortant à chaque extrémité et servant à relier la résistance au circuit. Ces fils conducteurs sont appelés « connexions » ou « les pattes » ou encore vulgairement « les queues ».
Les résistors sont caractérisées par la valeur de leur résistance, de leur tolérance et de leur puissance.
Les deux premières caractéristiques sont toujours indiquées sur le corps du composant, suivent les dimensions.
Valeur nominale et tolérances des composants
La valeur indiquée sur la résistance n’est pas vraiment sa valeur réelle, mais la valeur qu’elle devrait avoir : on dit que c’est sa valeur nominale.
C’est dû à des imprécisions possibles à sa fabrication et la valeur réelle peut être légèrement différente de la valeur nominale.
Cette différence est appelée la Tolérance.
La tolérance d’une résistance s’exprime en pourcentage.
Généralement, les résistances utilisées pour les circuits que l’on trouve couramment dans le commerce, ont une tolérance de 5%, 10% ou 20%. Pour des instruments de mesure à haute précision, on préfère utiliser des tolérances plus serrées de 1% ou même 0,5%.
Mais ces composants très précis ont un coût largement supérieur.
Prenons l’exemple de deux résistances d’un lot, dont la valeur nominale est de 100kΩ avec une tolérance de 10%, cela signifie que leurs valeurs réelles sera comprise entre 110kΩ et 90kΩ.
C’est une notion importante à prendre en compte lors de la réalisation pratique de vos montage. La tolérance se cumule de différente manière et si vous n’en prenez pas compte, cela peut provoquer des pannes et faire échouer vos réalisations et dans certains cas cela peut devenir dangereux.
Ici la mise en série de ces deux résistance donnera une résistance équivalente allant de 180k Ohms ( cumulatif des tolérances basses ) à 220k Ohms ( cumulatif des tolérances hautes ).
Le Marquage des valeurs sur le composant
Pour savoir comment lire la valeur du résistance, il y’a plusieurs méthode à connaitre.
historiquement des bandes de couleurs sont peintes sur le corps du composant, chaque couleurs correspond à un nombre, et leurs association détermine valeur et tolérance.
Pour en savoir plus sur, je vous conseille de lire ce tutoriel sur le code couleur en électronique sur des résistances.
Les résistances peuvent aussi comporter — en plus d’un marquage à couleurs — leur propre valeur en clair.
Ceci dit le caractère grec « Ω » peut être omis, comme la tolérance.
Il arrive assez souvent que le symbole « Ω » soit remplacé par « R » pour les valeurs inférieures à 1kΩ.
Par exemple, si on trouve:
- 4R5, il faut lire 4,5Ω;
- 900R equivaut à 900Ω ;
- R3 vaut 0,3Ω.
Dans tout les cas, il reste utile de se référer à la documentation constructeur pour avoir plus de détails sur les caractéristiques du composant.
La tolérance, si indiqué, est normalement exprimée en pourcentage en fin de marquage.
Dans certains cas, on peut aussi lire sur une résistance certaines données de fabrication qui ont plus ou moins d’importance.
Les marquages en clair sont aujourd’hui normalisé, mais il reste possible de trouver encore des composants dont le marquage n’est pas standard.
Les résistances fixes
Les résistances ayant une valeur bien déterminée sont appelées des RESISTANCES FIXES. Il existe suivant les fabrications et les matériaux trois types de résistances fixes.
1- Les résistances à couche
Aussi appelées RESISTANCES A FILM, elles sont constituées essentiellement par un support en porcelaine ou en stéatite sur lequel on a déposé une couche mince d’une résistance électrique élevée (graphite, silice ou carbone). Le dépôt est réalisé par application d’un vernis ou par « cracking ».
La valeur de la résistance dépend de l’épaisseur de la couche déposée et du matériau, plus la couche est mince, plus la valeur de la résistance sera élevée. L’épaisseur de la couche est difficile à contrôler. Pour avoir des résistances à valeur élevée, on dépose une couche mince que l’on façonne en spirale au moyen d’un tour qui grave une rainure en hélice sur la porcelaine (ou stéatite). Cette couche prend la forme d’un ruban enroulé en spirale.
La valeur de la résistance est ainsi augmentée, car le courant aura plus de chemin à parcourir. La couche constituant la résistance est protégée par un vernis isolant. Le matériau résistant qui est au contact des fils de cuivre fixés sur le corps de la résistance. Avec la spiralisation on obtient des résistances de valeur élevée.
2- Les résistances agglomérées
Il existe deux groupes de résistances agglomérées: à corps conducteur et à couche conductrice.
Les résistances à CORPS CONDUCTEUR sont constitués de pâte d’oxydes métalliques de carbone (ou de carborundum mélangés à des substances agglomérantes), à laquelle on donne une forme cylindrique.
Les deux connexions sont scellées dans le corps de la résistance et le tout est protégé par une matière isolante. La valeur d’une résistance à corps conducteur est déterminée par les dimensions de la partie cylindrique comprise entre les deux connexions.
Les résistances à COUCHE CONDUCTRICE sont plus courantes. Elles sont formées d’un mélange de carbone et d’un matériau agglomérant constituant une couche déposée sur un petit tube de verre. Les deux connexions pénètrent ce tube de verre et sont en contact avec la couche résistante extérieure. Le tout est contenu dans une enveloppe de matière plastique.
Ces résistances sont de petites dimensions, car la disposition des connexions permet un bon refroidissement de la couche résistante par conduction au travers du verre.
3- Les résistances à fil ou bobinées
Ces résistances sont conçues pour être parcourues par des courants à valeur élevé. Elles sont formées d’un support isolant sur lequel est enroulé un fil à haute résistance électrique. Ces fils peuvent être en constantan, manganèse ou encore en nichrome.
Il existe plusieurs type de RESISTANCE A FIL. En exemple:
- Le fil résistant peut-être enroulé uniformément autour d’un tube en porcelaine. Les extrémités du fil résistant sont connectés à des fil de cuivre étamé. Le tout est ensuite recouvert d’un isolant de protection.
- Le fil résistant peut-être enroulé autour d’une plaquette de bakélite. Le fil résistant est alors relié à des languettes métalliques (de diverses formes) fixées aux extrémités.
- Le fil résistant peut aussi bien être enroulé autour d’un support minéral résistant aux fortes températures. L’élément résistant est solidement fixé aux extrémités. Le tout est recouvert d’un revêtement plastique isolant.
- Le fil résistant peut-être enroulé autour d’un support minéral, le tout placé dans une enveloppe de stéatite carrée et scellé par un ciment spécial. Ces résistances peuvent mieux supporter des intensités de courant élevées que les autres résistances à bobines.
DAVO dit
vraiment c’est très intéressante je vais d’avantage en connaitre plus je suis entraine de suis proceder pour devenir un grand technicien en electronique voila pourquoi je perffection ma recherche merci
kengne dit
suis vraiment tres ému.le contenu de ce cours est vraiment tres intérressant.avec cette connaîssance j’ai maintenant si je continu dans le même sens je vais fini par être technicien un de ces jours.j’en suis satisfait!
tonton dit
bonjour
quelle est la signification de la lettre « X » sur une résistance portant l’inscription : »15 X »?
merci
Ignace dit
J’ignorais qu’en FRANCE l’emploi systématique de l’anglais était recommandé.
Je n’irai pas chez Bernard Pivot tenter de faire aucune faute à sa dictée, mais coller cet anglicisme de « resistor » en lieu et place de « résistance » me laisse perplexe sur le devenir de notre belle langue.
En quelques mots, cela me donne envie de… gerber !
Voltaire, au secours, l’inculture nous envahit !