Les résistances

 

1. A quoi ça sert ?
 Une résistance seule peut servir à deux choses, soit à "freiner le courant", soit à faire de la chaleur. Elle obéit à la loi d'Ohm, U=R*I. La chaleur (la puissance calorifique exactement ) qu'elle produit est donnée par la relation P=R*I²

2. Quel sont les symboles utilisés ?
 

3. Comment les reconnaît 'on ?
 Le plus souvent, elles ont une forme cylindrique avec des anneaux de couleur. On peut parfois les confondre avec des selfs, bien que celles ci soient parfois un cylindre plus creusé, un test à l'ohmètre permet de lever le doute. Il existe aussi des condensateurs cylindriques avec des anneaux de couleurs, mais pour ma part, je n'en ai jamais vu.
 Ci dessous quelques exemples :

 Plus la résistance est grosse, plus elle dissipe de puissance.
 Pour celles qui dissipent le plus de puissance, elles peuvent être :
 - soit cylindrique, de couleur verte avec des inscriptions (valeur...)
 - soit rectangulaire, de couleur blanche
 - soit avoir un corps avec des ailettes, en fait elles sont équipées d'un radiateur
 - dans le cas d'un radiateur, il s'agit de métal, pas trop conducteur, avec des formes très découpées pour bien communiquer la chaleur.

Pour les résistances CMS, ells peuvent être cylindriques avec des anneaux de couleurs (minimelf), mais la plupart du temps, elles sont en boîtier rectangulaire standard (1206 , 0805 , 0603...).
 Si elles ont 4 chiffres dessus, elles ont une tolérance de 1%.
 Si elles ont 3 chiffres, elles sont soit à 5%, soit à 1%, on ne peut pas savoir. La valeur ne peut rien indiquer sur la tolérance, car les résistances à 1% existe en série E24 ou E48 (ce n'est pas toujours exactement les même valeurs).

4. Comment c'est fait ?
- Soit il s'agit de particules de carbones agglomérées.
- Soit il s'agit d'un fil de cuivre, dans ca cas la valeur est donnée par R=p*l/s, où p est la conductivité du métal du fil, l la longueur du fil, et s la surface du fil. Le plus souvent, ce fil est bobiné pour ne pas prendre de place, et recouvert d'une protection, ce qui fait qu'on ne voit pas la structure interne. Ce type de résistance est inutilisable pour des signaux HF (hautes fréquences), car c'est en fait une bobine, en plus d'être un résistance. 

5. Quelles sont les différentes sortes ?

5.1 Valeurs :
 Les valeurs possibles de résistances sont théoriquement réparties suivant leur tolérance. En effet, rien de sert d'avoir deux résistances à 10% marquées 1000 Ohms, et 1050 Ohms.
 Les différentes valeurs possibles sont classés en série, il s'agit des valeurs disponibles sur une décade ( par exemple de 100 à 1000). Pour avoir toutes les valeurs, il suffit de multiplier ou de diviser par 10 ces valeurs.
 Le série E12 compte douze valeurs par décade, elle est utilisée pour les résistances à 10%.
 La série E24 est utilisée pour les résistances à 5%, la série E48 est normalement utilisée pour les résistances à 1%. En fait, comme cela fait beaucoup de valeurs possibles, et donc à gérer par les fabricants, ils préfèrent parfois faire des résistances à 1% en E24. C'est un peu gênant car les 24 valeurs en plus dans la E48 ne sont pas simplement ajoutées à la E24, ce sont presque toutes les valeurs qui changent, ce qui complique les approvisionnements en composants.
 Il existe la E96, mais il ne faut jamais perdre de vu que les fabriquants fabriquent ce qui leur rapporte, donc ne comptez pas trouver toutes les valeurs pour bricoler, même au niveau professionnel, c'est loin d'être évident.

Les séries :

E3

100

220

470

E6

100

150

220

330

470

680

E12

100

120

150

180

220

270

330

390

470

560

680

820

E24

100

110

120

130

150

160

180

200

220

240

270

300

330

360

390

430

470

510

560

620

680

750

820

910

E48

100

105

110

115

121

127

133

140

147

154

162

169

178

187

196

205

215

226

237

249

261

274

287

301

316

332

348

365

383

402

422

442

464

487

511

536

562

590

619

649

681

715

750

787

825

866

909

953

E96

100

102

105

107

110

113

115

118

121

124

127

130

133

137

140

143

147

150

154

158

162

165

169

174

178

182

187

191

196

200

205

210

215

221

226

232

237

243

249

255

261

267

274

280

287

294

301

309

316

324

332

340

348

357

365

374

383

392

402

412

422

432

442

453

464

475

487

499

511

523

536

549

562

576

590

604

619

634

649

665

681

698

715

732

750

768

787

806

825

845

866

887

909

931

953

976

 Par exemple, dans la série E24, il existera, des résistances de 110 Ohms, mais aussi de 0.11, 1.1, 11, 1100, 11000, 110000 et 110000. Toute fois, les valeurs au dessus de 1M, et en dessous de 1, sont moins courantes.

La valeur en couleurs :
 Les résistances ont 4 ou 6 anneau suivant leur tolérance.
 Les premiers anneaux indiques les chiffres significatifs, ensuite vient le nombre de 0 à mettre derrière, et enfin la tolérance. Le plus couramment, on a des 5% (anneau doré) et des 1% (anneau marron). 

Anneau :

1, 2
1, 2, 3

3
4

4
5


6

Couleur

Chiffres significatifs

Multiplicateur

Tolérance

Coeff température
(E-6/K)

Argent

 

         *0.01

         10%

 

Doré

 

         *0.1

           5%                                  

 

Noir

         0

         *1

 

         +-200

Marron

         1

         *10

         1%

         +-100

Rouge

         2

         *100

         2%

         +-50

Orange

         3

         *1k

 

         +-15

Jaune

         4

         *10k

 

         +-25

Vert

         5

         *100k

         0.5%

 

Bleu

         6

         *1M

         0.2%

 

Violet

         7

         *10M

         0.1%

 

Gris

         8

 

 

 

Blanc

         9

 

 

 

 

5.2 Tolérances :
 La valeur d'une résistance est donnée avec une certaine précision, dans certaines conditions. Comme toujours, plus elle est précise, et donc parfaite, plus elle vaut cher. On utilise habituellement des résistances à 5%, et plus précis pour celles qui en ont besoin dans le montage.
 Une résistance de 1000 Ohms à 5% mesure au maximum : 1000 + 1000*5/100 = 1050 Ohms.  Au minimum, elle mesure 1000 - 1000*5/100 = 950 Ohms.

 En fait, cela n'est pas tout à fait vrai, et si la tolérance à une importance dans le montage, il faut compter plus que l'incertitude donnée.
 En effet, la valeur est donnée à 25°C, elle varie avec la température, de plus elle évolue un peu dans le temps.
 Les constructeurs donnent ces caractéristiques. Par exemple, une résistance à 1%, peut en fait avoir une tolérance de 2.6%, entre -40°C et +85°C, la différence n'est donc pas négligeable.

5.3 Puissances :
 Le courant qui passe dans une résistance produit de la chaleur.
 La puissance est donnée par P=R*I².
 R est la valeur, en Ohms de la résistance, I est déterminée à partir du montage électronique utilisé, sûrement par la relation U=R*I, si le courant n'est pas continu, I est sa valeur efficace. En fait, une résistance ne peut pas dissiper une puissance infinie. Quand on en choisit une, il faut aussi savoir quelle puissance max la résistance doit pouvoir dissiper.
 La puissance standard en traversant est 1/4W (= 0.25W), mais il existe 1/2W, 1W ou plus.
 En CMS, on est à 1/4W ou 1/8W en boîtier 1206, 1/10W pour des 0805, moins si plus petit. Des résistances de puissance CMS existent, mais attention au prix, leur taille est forcément assez grande.
 Plus une résistance peut dissiper de puissance, plus elle est grosse et chère.

 Si vous voulez soulever 100kg avec une corde, vous ne prendrez jamais une corde qui supporte maximum 100kg, mais une corde qui en supporte 150 ou plus, suivant la marge de sécurité que vous voulez. Pour la puissance d'une résistance, c'est pareil, pour dissiper 0.45W en continu, mettez 1W, si c'est pendant un temps très court, 0.5W suffise.

5.4 Tenue en tension :
 La tenue en tension est la tension max qu'il peut y avoir entre les électrodes, sans qu'il y ait un arc électrique. Cette tension dépend de la distance entre les électrodes, et des matériaux utilisés dans la résistances. Pour des CMS, elle est typiquement de 200V pour des 1206, 150V pour des 0805, et 50V pour des 0603.

6. Comment les associe t'on ?

6.1 Association en série
 Deux résistances sont en série quand elles sont reliées directement entre elles, par une seule patte. Le courant qui les traverse est le même.
 Quand on connecte en série des résistances, elles s'ajoutent, si R1 et R2 sont les deux résistances, la valeur totale est R =R1 + R2. On freine plus le courant ainsi,le résultat est donc toujours supérieur à la plus grande des deux.
 Par contre la puissance qu'elles peuvent dissiper est la somme des deux. En faisant tout de même attention au fait que la première dissipe P1 = R1*I², et la deuxième P2=R2*I², ce qui peut être différent si elles ont des valeurs différentes.
 Pour un nombre n de résistance, on a R = R1 + R2 + R3 + .....+ Rn.

6.2 Association en parallèle
  Deux résistances sont en parallèles quand elles sont reliées directement entre elles, par leur deux pattes. La tension qu'elles voient à leurs bornes est la même.
 Quand on connecte en parallèle deux résistances, le résultat est 1/R =1/R1 + 1/R2, ce qui donne R = (R1*R2) / (R1+R2). Le résultat est toujours inférieur à la plus petite des deux, cela se comprend puisque l'on ne peut que moins freiner le courant avec une autre en parallèle.
 Par contre la puissance qu'elles peuvent dissiper est la somme des deux. En faisant tout de même attention au fait que la première dissipe P1 = R1*I1², et la deuxième P2=R2*I2.
 Pour un nombre n de résistance, on a 1/R = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + .....+ 1/Rn.

7. Comment mesure t'on une résistance?
  C'est très simple, on se sert d'un ohmmètre, c'est une fonction qui est sur tous les multimètres.
Attention, si vous voulez mesurer une résistance qui est soudée sur un circuit imprimé, vous courrez à l'erreur, car elle est forcément reliée à d'autres composants, et le multimètre va "voir" la résistance qui est entre ses deux pointes de touches. Pour faire une mesure sur un circuit imprimé, déconnecter du circuit au moins une patte de la résistance.
 Le multimètre va en fait refaire la loi d'Ohms, R=U/I, il va injecter un courant, et mesurer la tension résultante. Si, dans un montage, vous pouvez mesurer le courant qui passe dans une résistance, et la tension à ses bornes, vous pouvez en déduire sa valeur. Mais attention, j'ai bien dit "le courant qui passe dedans", beaucoup de personnes se trompent pour mesurer un courant

8. Les résistances variables.
 Bien sur, il y a toujours des cas où on a besoin d'avoir des résistances qui peuvent varier.

8.1  En fonction de la température.
 Ce sont les thermistances, elles ont en général un corps en forme de disque, avec deux pattes.
 On les appelle CTP ou CTN suivant comment elles varient. Les CTP ont leur résistance qui augmente avec la température, elles sont utilisées en protection. Les CTN ont leur résistance qui diminue avec la température, elles sont utilisées pour faire des mesures de température. Souvent elles sont montées avec une résistance en série, et une en parallèle, cette dernière sert à  linéariser le tout.

8.2 En fonction du champ magnétique
 Ce sont les capteurs à effet hall.
 Le champ magnétique qu'ils reçoivent (près d'un aimant par exemple), dévie le trajet des électrons à l'intérieur du capteur, ce qui fait varier la résistance.

8.3 En fonction de la position d'un curseur
 Ce sont les résistances ajustables qui se règlent avec un petit tournevis. Elles se règlent sur un tour ou sur plusieurs (un dizaine en général) quand on veut un réglage plus fin.
 Mais ce sont aussi les potentiomètres, vous savez, tous les réglages de volume ou autres des appareils électroniques. En général, on tourne sur 3 quarts de tour, mais parfois, c'est un déplacement linéaire, comme sur les tables de mixages audio. Quand ils sont vieux, ils "crachotent", ça s'entend bien quand c'est un réglage de volume. En fait, c'est le contact qui se fait mal à l'intérieur, il n'y a alors pas de remède miracle (à part les changer), même si un peu de bombe pour les contacts y fait pendant un temps.

9. Le bruit d'une résistance
 Comme tout composant électronique, une résistance génère du bruit, ce bruit est dû en partie aux électrons qui "se baladent d'atome en atome" en permanence, de façon aléatoire en absence de tension. Suivant le type de résistance, ce bruit est plus ou moins important.
 Plus la température augmente, plus les électrons bougent rapidement et s'entrechoquent avec les atomes, plus il y a de bruit généré. Dans une résistance au carbone, le bruit est proportionnel à la température.

  F5SZK  2006