Chapitre IV : Physique des composants électroniques I

Chapitre IV : Physique des composants électroniques
I-1 : Les Résistances
1.1. Description
La résistance (Résistor) est l'élément le plus simple, très utilisé en électronique.
C'est un composant dit passif , il conduit l'électricité avec un effet résistif .
Il est bidirectionnel , il n' y a pas de sens obligatoire du passage du courant .
1.2.Symboles
Ou
1.3.Unités ; Formules
1.3.1.Résistance statique :
Le concept de résistance est défini comme le rapport de la tension sur le courant et son
unité est l’Ohm () :
La valeur d'une résistance R s'échelonne d'une fraction d'ohm à quelques mégohms.
La tension aux bornes de la résistance U en Volt. L'intensité du courant i est en Ampères.
1.3.2.Loi d'ohm
La loi d'Ohm se traduit par la relation
U = R x I
Ou R = U / I
R étant la résistance exprimée en ohms qui caractérise ce conducteur, et certains matériaux
ont un comportement linéaire, c'est-à-dire que sa caractéristique est donnée par la courbe
suivante.
1.3.3 Resistance d’un conducteur Ohmique
Le courant I mesuré en ampères est égal à la quantité d'électricité, dq, mesurée en
Coulombs qui passe par unité de temps dt dans le conducteur.
La résistance d’un corps dépend de sa nature par sa résistivité (qui n’est autre que sa
faculté à s’opposer au passage des électrons) et de ses dimensions (longueur et section). La
relation donnant la résistance R d’un cylindre de section constante S et de longueur L est :
R = L / S

R en  , en m (Ohm.métre), L longueur du matériau en mètre et la section S en m2.
La résistivité dépend elle-même de la température (T) du matériau.
Ce tableau donne la valeur de la résistivité de quelques conducteurs
1.3.4. Loi de joule :
La loi de Joule donne la valeur de l'énergie thermique W dégagée durant le temps t
dans le conducteur par la relation W = RI2t enWatt (W)
1.3.5. Pont diviseur :
Ce circuit très simple permet d'obtenir une tension de sortie V2 proportionnelle et
inférieure à la tension d'entrée V1, et il peut être utilisé pour atténuer ou diminuer un signal.
Avec 2 résistantes :
Sans aucune charge, tout le courant traverse R1 et R2. Donc V1=(R1+R2)i. Puisque V2=R2i, on
obtient :
Avec une résistance ajustable :
Ici V2 peut être ajustée entre 0 et V1.
V2 = k*V1 avec k réel entre 0 et 1
Notez que ces formules sont applicables seulement si la charge en sortie consomme
très peu de courant. Sinon, la résistance de charge se met en parallèle avec R2, et donc la
résistance du bas devient R2 // Rcharge, soit (R2 * Rcharge) / (R2 + Rcharge).

1.4. Valeurs des résistances
1.4.1. résistance standard
La valeur d'une résistance est déterminée par un code de couleur :
Comment repérer les anneaux ?
Le premier anneau est celui qui est le plus proche du bord.
Pour les résistances au carbone :
Les deux premiers anneaux sont toujours les chiffres significatifs. Le troisième
correspond au multiplicateur et le dernier anneau donne la tolérance.
Pour les autres résistances métalliques :
Elles possèdent trois chiffres significatifs, le quatrième anneau est le multiplicateur
puis vient l'anneau indiquant la tolérance marron c'est-à-dire 1%.
Il peut exister un autre anneau donnant le coefficient de stabilité en température, bien
entendu, uniquement dans le cas des résistances de précision.
Les résistances les plus utilisé pour les amateurs sont les résistances à 5% , avec 3
anneaux plus l' anneau de tolérance .
Maintenant le moyen mnémotechnique pour retenir le code des couleurs. Il suffit de se
souvenir de la phrase : Ne manger rien ou jeûner, voila bien votre grande bêtise...
Ne
Manger
Rien
Ou
Jeûner,
Voila
Bien
Votre
Grande
Bêtise
Noir
Marron
Rouge
Orange
Jaune
Vert
Bleu
Violet
Gris
Blanc
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Une simple phrase. Reste à ne pas confondre le vert avec le violet, le bleu avec le
blanc. Il faut ajouter à ces couleurs l'or et l'argent. Utilisés comme multiplicateurs, ils
permettent la représentation des faibles valeurs de résistance.
Ou vous souvenir du code de couleur en récitez la phrase suivante :
Notre Bar Reste Ouvert Jeudi Vendredi Bonne Veillée Gros Buveur
a vous de boire non de voir.

1.4.4.Résistance variable manuellement : le potentiomètre
Lorsqu'il est nécessaire de faire varier la valeur de la résistance, on utilise un système à
curseur qui frotte sur celle-ci, faisant intervenir ainsi dans le circuit une portion variable de la
résistance totale ; on réalise de la sorte un potentiomètre.
Dans sa forme miniature ces résistances se présentent sous la forme d'un petit boîtier
muni de trois pattes à souder sur le circuit imprimé ; il existe une grande variété de modèles à
piste de carbone ou cermet, capotés ou non verticaux ou horizontaux. Dans tout les cas la
patte centrale est connecté au curseur comme le montre le symbole.
Symbole associé : ou
Cet élément peut servir de résistance variable manuellement, si l'on connecte deux des
trois bornes ensemble. Le symbole est aussi parfois utilisé pour exprimer que dans un circuit,
la valeur de la résistance est commandée.
On dit également résistance ajustable lorsqu' il s’agit de potentiomètre miniature pour être
soudés directement sur un circuit, il en existe à 1 tours ou multi tours (15 , 25). Le réglage
s'effectue soit horizontalement ou verticalement.
Dans sa forme boîtier, le potentiomètre peut être de type rotatif, à forme circulaire, ou
de type linéaire à glissière. De plus un nouveau critère, la loi de variation peut être Linéaire
ou logarithmique.
Modèle rotatif et modèle linéaire à glissière

.Il existe des potentiomètres double pour les applications audio stéréo et aussi avec
interrupteur .Les pattes sont soit à souder ou déportées (sortie sur cosses avec un trou
permettant une liaison filaire).
1.5.Variantes
Autres exemples de composants résistif
1.5.1. Les Photo résistances dont la valeur de la résistance dépend de l'éclairement et
sont constituées d'inclusions de sulfure de cadmium dans du plastique.
1.5.2. Les Thermistances dont la valeur de la résistance dépend de la température.
1.5.3. Les Varistances (en anglais voltage dépendent resistor), dont la valeur de la
résistance est fonction de la tension appliquée.
1.6. Utilisations
Les résistances servent dans de nombreuses applications :
- Elles permettent de diminuer l'intensité dans un circuit .Par exemple pour alimenter
une diode LED.
- dans un circuit à transistor pour limiter le courant :
- Les résistances ajustables : Montage potentiomètre :
Ce montage permet de faire un pont diviseur afin de régler la tension de sortie.