Qu'est-ce qu'une résistance et à quoi sert-elle ?

Les résistances font partie des éléments les plus utilisés en électronique. Ce nom est depuis longtemps sorti des limites étroites de la terminologie des radioamateurs. Et pour quiconque s'intéresse un tant soit peu à l'électronique, ce terme ne devrait pas prêter à confusion.

 

Qu'est-ce qu'une résistance ?

La définition la plus simple est qu'une résistance est un élément d'un circuit électrique qui offre une résistance au courant qui le traverse. Le nom de l'élément vient du mot latin "resisto" - "résister" ; les amateurs de radio font souvent référence à cette partie comme à une "résistance".

Réfléchissez à ce que sont les résistances et à quoi elles servent. Pour répondre à ces questions, il faut se familiariser avec la signification physique des concepts de base de l'électrotechnique.

Une analogie avec les conduites d'eau peut être utilisée pour expliquer le fonctionnement d'une résistance. Si nous obstruons le flux d'eau dans le tuyau de quelque manière que ce soit (par exemple en réduisant son diamètre), il y aura une augmentation de la pression interne. En éliminant l'obstruction, la pression est réduite. En électrotechnique, cette pression correspond à la tension - en rendant plus difficile le passage d'un courant électrique, on augmente la tension dans le circuit ; en diminuant la résistance, on diminue également la tension.

En modifiant le diamètre d'un tuyau, on peut changer la vitesse d'écoulement de l'eau ; dans les circuits électriques, en modifiant la résistance, on peut régler l'intensité du courant. La valeur de la résistance est inversement proportionnelle à la conductivité de l'élément.

Les propriétés des éléments résistifs peuvent être utilisées aux fins suivantes :

• Conversion du courant en tension et vice versa ;
• Limiter le flux de courant pour obtenir une valeur de courant donnée ;
• Création de diviseurs de tension (par exemple, dans les instruments de mesure) ;
• Autres applications spéciales (par exemple, réduction des interférences radio).

L'exemple suivant explique ce qu'est une résistance et à quoi elle sert. La LED bien connue brille à de faibles courants, mais sa propre résistance est si faible que si la LED est placée directement dans un circuit, même à 5 V, le courant qui la traverse dépassera les valeurs admissibles du composant. Cette charge provoquera une défaillance immédiate de la DEL. Par conséquent, une résistance est incluse dans le circuit, dont le but dans ce cas est de limiter le courant à une valeur prédéterminée.

Tous les éléments résistifs sont des composants passifs dans les circuits électriques, contrairement aux éléments actifs, ils ne donnent pas d'énergie au système, mais en consomment seulement.

Une fois que vous avez compris ce que sont les résistances, vous devez examiner leurs types, leur désignation et leur marquage.

Types de résistances

Les types de résistances peuvent être classés dans les catégories suivantes :

1. Non ajustable (constante) - filaire, composite, film, carbone, etc.
2. Réglable (variable et ajustable). Les résistances ajustables sont utilisées pour ajuster les circuits électriques. Des éléments à résistance variable (potentiomètres) sont utilisés pour régler les niveaux de signal.

Un groupe distinct est représenté par les éléments résistifs à semi-conducteurs (thermorésistances, photorésistances, varistances, etc.).

Les caractéristiques des résistances sont déterminées par leur utilisation prévue et sont spécifiées au moment de la fabrication. Les principaux paramètres sont les suivants :

1. Résistance nominale. C'est la principale caractéristique de l'élément et elle est mesurée en ohms (Ohm, kOhm, Mohm).
2. La tolérance en pourcentage de la résistance nominale spécifiée. Signifie les variations possibles en raison de la technologie de fabrication.
3. Puissance dissipée - La puissance maximale qu'une résistance peut dissiper lors d'une charge de longue durée.
4. Coefficient de température de la résistance - une valeur indiquant la variation relative de la résistance d'une résistance lorsque la température change de 1°C.
5. Limite de la tension de fonctionnement (résistance électrique). Il s'agit de la tension maximale à laquelle la pièce conserve ses paramètres déclarés.
6. La caractéristique du bruit est le degré de distorsion introduit dans le signal par la résistance.
7. Résistance à l'humidité et à la température - les valeurs maximales d'humidité et de température, dont le dépassement peut entraîner la défaillance du composant.
8. Facteur de tension. Une valeur qui tient compte de la dépendance de la résistance à la tension appliquée.

L'utilisation de résistances dans la gamme des ultra-hautes fréquences ajoute des caractéristiques supplémentaires telles que la capacité et l'inductance parasites.

Résistances à semi-conducteurs

Ce sont des dispositifs semi-conducteurs à deux bornes dont la résistance électrique dépend de paramètres environnementaux tels que la température, la lumière, la tension, etc. Les matériaux semi-conducteurs dopés avec des impuretés, dont le type détermine la dépendance de la conductivité aux influences extérieures, sont utilisés pour fabriquer ces pièces.

Il existe les types suivants d'éléments résistifs à semi-conducteurs :

1. Résistance linéaire. Fabriqué à partir d'un matériau faiblement allié, cet élément présente une faible dépendance de la résistance à l'action extérieure dans une large gamme de tensions et de courants, il est le plus souvent utilisé dans la production de circuits intégrés.
2. Une varistance est un élément dont la résistance dépend de l'intensité du champ électrique. Cette propriété de la varistance définit son application : stabilisation et régulation des paramètres électriques des appareils, protection contre les surtensions, et autres.
3. Thermistance. Ce type d'élément résistif non linéaire a la capacité de modifier sa résistance en fonction de la température. Il existe deux types de thermistance : une thermistance dont la résistance diminue avec l'augmentation de la température, et une posistance dont la résistance augmente avec la température. Les thermistances sont utilisées lorsque le contrôle constant du processus de température est important.
4. Photorésistance. La résistance de ce dispositif change lorsqu'il est exposé à la lumière et est indépendante de la tension appliquée. Le plomb et le cadmium sont utilisés dans la fabrication, ce qui a conduit dans certains pays à l'élimination progressive de ces composants pour des raisons environnementales. Les photorésistances occupent désormais la deuxième place derrière les photodiodes et les phototransistors dans des applications comparables.
5. Résistances à jauge de contrainte. Cet élément est conçu de telle sorte qu'il est capable de modifier sa résistance en fonction de l'impact mécanique externe (déformation). Il est utilisé dans les nœuds qui convertissent une action mécanique en signaux électriques.

Les éléments semi-conducteurs tels que les résistances linéaires et les varistances se caractérisent par une faible dépendance aux influences extérieures. Pour les jauges de contrainte, les thermistances et les photorésistances, la dépendance des caractéristiques aux influences est forte.

Les résistances à semi-conducteurs sont identifiées par des symboles intuitifs dans les schémas de circuits.

Résistance dans un circuit

Dans les circuits russes, les éléments ayant une résistance constante sont généralement indiqués par un rectangle blanc, parfois avec la lettre R au-dessus. Dans les systèmes étrangers, une résistance peut être identifiée par un symbole en "zigzag" surmonté d'une lettre R similaire. Si un paramètre de la pièce est important pour le fonctionnement de l'appareil, il est d'usage de l'indiquer dans le schéma.

La puissance peut être indiquée par des barres sur un rectangle :

• 2W - 2 tirets verticaux ;
• 1W - 1 barre verticale ;
• 0.5W - 1 entaille ;
• 0,25 W - une ligne oblique ;
• 0,125 W - deux lignes obliques.

Il est permis d'indiquer la puissance en chiffres romains sur le schéma.

Les résistances variables sont marquées par une ligne supplémentaire au-dessus du rectangle avec une flèche symbolisant la possibilité de réglage, la numérotation des broches peut être indiquée en chiffres.

Les résistances à semi-conducteurs sont indiquées par le même rectangle blanc, mais traversé par une barre oblique (sauf pour les photorésistances) avec une indication alphabétique du type d'action de contrôle (U - pour une varistance, P - pour une résistance à jauge de contrainte, t - pour une thermistance). Une photorésistance est indiquée par un rectangle dans un cercle, avec deux flèches pointant vers lui, symbolisant la lumière.

Les paramètres de la résistance ne dépendent pas de la fréquence du flux de courant, ce qui signifie que cet élément fonctionne de la même manière dans les circuits CC et CA (à basse et haute fréquence). Les exceptions sont les résistances à fil, qui sont intrinsèquement inductives et peuvent perdre de l'énergie en raison du rayonnement à haute et ultra-haute fréquence.

Les résistances peuvent être connectées en parallèle ou en série, en fonction des exigences relatives aux propriétés du circuit. Les formules de calcul de la résistance totale pour les différentes connexions du circuit diffèrent considérablement. Dans un montage en série, la résistance totale est égale à la simple somme des valeurs des éléments du circuit : R = R1 + R2 +... + Rn.

Dans un montage en parallèle, pour calculer la résistance totale, il faut additionner les valeurs de l'inverse des éléments. On obtient ainsi une valeur qui est également l'inverse de la valeur totale : 1/R = 1/R1 + 1/R2 + ... 1/Rn.

La résistance totale des résistances connectées en parallèle sera inférieure à la résistance la plus faible.

Notations

Il existe des valeurs de résistance standard pour les éléments résistifs, appelées "séries de valeurs de résistance". La base de l'approche pour créer cette ligne est la suivante : l'écart entre les valeurs doit chevaucher la tolérance (erreur). Exemple - si la valeur nominale d'un élément est de 100 ohms et que la tolérance est de 10 %, la valeur suivante de la série sera de 120 ohms. Cette étape permet d'éviter les valeurs inutiles car les notations adjacentes, ainsi que la variation de l'erreur, couvrent pratiquement toute la gamme de valeurs entre elles.

Les résistances disponibles sont regroupées en séries avec des tolérances différentes. Chaque série a sa propre plage nominale.

Les différences entre les séries sont les suivantes :

• E 6 - 20% de tolérance ;
• E 12 - tolérance de 10% ;
• E 24 - tolérance 5% (parfois 2%) ;
• E 48 - tolérance de 2% ;
• E 96 - tolérance 1% ;
• E 192 - tolérance 0,5% (peut être 0,25%, 0,1% et moins).

La série E 24, la plus courante, comprend 24 résistances.

Étiquetage

La taille de l'élément résistif est directement liée à sa puissance dissipée, plus elle est élevée, plus les dimensions de la pièce sont importantes. Alors que toute valeur numérique peut facilement être indiquée sur les circuits, l'étiquetage des produits peut être difficile. La tendance à la miniaturisation dans la fabrication de produits électroniques fait que les composants deviennent de plus en plus petits, ce qui rend plus difficile à la fois l'inscription d'informations sur le boîtier et leur lecture.

Pour faciliter l'identification des résistances dans l'industrie russe, on utilise un marquage alphanumérique. Les résistances sont marquées comme suit : la valeur nominale est indiquée par des chiffres, et une lettre est placée soit derrière les chiffres (dans le cas de valeurs décimales), soit avant (pour les centaines). Si la valeur nominale est inférieure à 999 ohms, le chiffre est indiqué sans lettre (ou il peut s'agir d'un R ou d'un E). Si la valeur est spécifiée en kohm, la lettre K est placée derrière le chiffre, et la lettre M correspond à la valeur en Mohm.

Les résistances américaines sont marquées de trois chiffres. Les deux premiers suggèrent la dénomination, le troisième le nombre de zéros (dizaines) ajoutés à la valeur.

Dans la production robotisée d'assemblages électroniques, les symboles imprimés se trouvent souvent sur le côté de la pièce qui fait face à la carte, ce qui rend impossible la lecture des informations.

Code de couleurs

Pour s'assurer que les informations sont lisibles de tous les côtés, on utilise un code de couleurs - en utilisant des bandes de peinture circulaires. Chaque couleur a sa propre valeur numérique. Les rayures sur les pièces sont placées plus près d'une des broches et sont lues de gauche à droite. S'il n'est pas possible de déplacer les marquages de couleur vers une borne en raison de la petite taille du composant, la première bande est deux fois plus large que les autres.

Les pièces avec une tolérance de 20% sont marquées avec trois lignes, pour une tolérance de 5-10% 4 lignes sont utilisées. Les résistances les plus précises sont étiquetées avec 5 à 6 lignes, dont les 2 premières correspondent à l'indice de la pièce. Si les bandes sont au nombre de 4, la troisième indique le multiplicateur décimal pour les deux premières bandes, la quatrième ligne indique la précision. Si les barres sont 5, alors la troisième indique le troisième chiffre de la note, la quatrième indique la décimale (nombre de zéros) et la cinquième indique la précision. La sixième ligne indique le coefficient de température de la résistance (TCR).

Dans le cas des marquages à quatre bandes, les bandes dorées ou argentées viennent toujours en dernier.

Tous les marquages semblent compliqués, mais la capacité à lire rapidement un marquage vient avec l'expérience.

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