Résistance

Introduction

La résistance est le composant le plus courant des circuits électroniques. Ce composant s'oppose au passage du courant électrique en dissipant l'énergie exédentaire sous forme de chaleur par effet Joule. Ce dipole vérifie la loi d'Ohm : (I en Ampère et U en Volts)

$$U = R . I$$

Titre

Texte

Caractéristiques

Une résistance est caractérisée par :

  • Sa valeur en Ohm ($\Omega$)
  • La puissance en watt (W) : le rôle de la résistance étant de dissiper le surplus d’intensité sous forme de chaleur, si la résistance est mal choisie, elle risque de s’user prématurément voire de griller. Cela pose un problème car la valeur de la résistance peut être grandement modifié et induire d’autres problèmes dans les circuits.
  • Tension de service : vérifier la bonne tension de service si la résistance est soumise à une tension secteur par exemple. (en général elle est de 250V).
  • Technologie : couche carbone, bobinée
  • Tolérance : 1%, 5%, 10%...
  • Déviation en température : valeur à prendre en compte si le circuit est soumis à de fortes variations de températures (aéronautique, industrie…) en conservant sa précision. $$Variation(t°) = - t * DeviationTemp * \frac{R}{1000000}$$
type commutation interrupteur

Série des résistances

Les valeurs de résistances nominales sont normalisées :

  • Série E6 : tolérance 20%
  • Série E12 : tolérance 10%
  • Série E24 : tolérance 5%
  • Série E48 : tolérance 2%
  • Série E96 : tolérance 1%
type commutation interrupteur

Caractéristiques

Puissance nominale

La puissance nominale est la puissa,ce maximale continue en W que peut dissiper la résistance sans dégradations. Cette puissance est limitée par la température interne maximale.

$$P = \frac{U^{2}}{R}$$

Tension limite

La tension de limite $U_{max}$ est la valeur maximale de la tension continue pouvant etre appliquée à la résistance.

$$P = \sqrt{P_n R_n}$$

Coefficient de température

Variation relative de la valeur ohmique de la résistance corresponsant à une variation de température de $1^{\circ}$.

$$\alpha_t = \frac{\Delta R}{R \Delta T}$$

$\alpha_t$ en ppm

Coefficient de tension

Variation relative de la valeur ohmique de la résistance correspondant à une tension appliquée à ses bornes de V.

$$\alpha_u = \frac{\Delta R}{R \Delta U}$$

$\alpha_u$ en $10^{-6} /V$

type commutation interrupteur

Technologies

Résistance agglomérée

Résistances de moins en moins courantes, constituées d'un mélange de carbone, d'isolant (silice) et de liant. L'ensemble est encapsulé dans un cylindre et relié avec les fils de sortie.

Applications

  • Résistance peu couteuses
  • Supportent les surcharges de tension passagères
  • Fréquence emploi < 1MHz
  • Mauvaise stabilité
  • Coefficient de tension important

Résistance à couche carbone

Résistances courantes, constituées d'une couche de carbone déposée sur un tube de céramique.

Applications

  • Résistance peu couteuses
  • Stabilité en température
  • Tolérance sérrée
  • Meilleure stabilité que les résistances agglomérées

Résistance à couche métallique

Résistances courantes, constituées d'un tube en pyrex recouvert d'un mélange d'oxydes (antimoine et d'étain).

Applications

  • Caractéristiques voisines des résistances couches carbone
  • Faible coefficient de température
  • Meilleure stabilité que les résistances couches carbone

Résistance bobinée de puissance

Résistances courantes pour les fortes puissances (1W, 5W, 10W...). Constituée d'un tube de porcelaire recouvert d'un fil résistif enroulé, protégé par une peinture cuite ou vitrification. Pour les plus fortes puissances, un dissipateur en aluminium constitue le boitier.

Applications

  • Caractéristiques voisines des résistances couches carbone
  • Faible coefficient de température
  • Meilleure stabilité que les résistances couches carbone
type commutation interrupteur

Applications : Diviseur de tension : Montage pour alimenter un circuit logique TTL sous 5V consommant 10 mA à partir de $E = 12V$. On a $R_1 = 100 \Omega$. On cherche $R_2$ sachant que l'on souhaite 10% de tolérance sur la tension de sortie du pont $U_{min} = 4,5V$ $U_{max} = 5,5V$. La charge est équivalent à : $$R_u = \frac{5}{0,01} = 500 \Omega$$ $$R_{eq} = R_2 // R_u$$ $$5 = \frac{12 R_{eq} }{ R_1 + R_{eq}}$$ $$R_{eq} = \frac{5}{7. R_1} = 71,43 \Omega$$ $$R_2 = \frac{R_u . R_{eq}}{ R_u - R_{eq}} = 83,33 \Omega$$ $$U_{min} = \frac{12 R_{2min} // R_u }{ R_{1max} + R_{2min} // R_u }$$ $$U_{max} = \frac{12 R_{2max} // R_u }{ R_{1min} + R_{2max} // R_u }$$ $R_{1min} = 95 \Omega$, $R_{1max} = 105 \Omega$, avec la série 5 %, on obtient : $U_{min} = 4,67V$ et $U_{max} = 5,23V$ La puissance maximale dissipée par $R_2$ correspond à $U_{max}$, et celle de $R_1$ correspond à $U_{min}$ avec $U_{R1max} = E-U_{min}$ $P_{maxR2} = 0,32W$ et $P_{maxR1} = 0,51W$. On prendra donc $R_2$ de puissance nominale 1/2W et $R_1$ à 1W.

Sources et liens pour en savoir plus :

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