les résistances

LES RÉSISTANCES
Les résistances, ce sont les composants les plus utilisé en électronique.
Elles servent simplement a ... résister ! Il existe deux types de schéma:
La première présente l'avantage de pouvoir écrire sa
valeur à l'intérieur du rectangle.
La seconde est plus parlante : On peut mieux imaginer un fil fin,
donc, résistant.
Des résistances, il en existe des grosses, des petites, des bleues, des
beiges... mais elles ont toutes le même aspect extérieur...
- Comment c'est fait, une résistance ?
- Les fonctions d'une résistance
- Utilisation d'une résistance
- Les différents types de résistance
- Comment connaître la valeur d'une résistance
Comment c'est fait, une résistance ?
Une résistance, c'est une boite dans laquelle se
trouve principalement de la poudre de graphite.
En effet, le graphite (la matière qui compose la
mine de votre crayon à papier) présente une
résistance au passage du courant: Prenez un
ohmmètre, un crayon a papier et mesurez en
mettant une pointe de touche sur la pointe de la
mine et l'autre sur l'autre bout de votre crayon (si
ce n'est pas un crayon gomme, vous devriez voir le bout de cette mine). Vous obtiendrez une
valeur.
Autre méthode: Tracez des traits épais et appuyés
avec sur une feuille de papier. Mesurez: la valeur
variera en fonction de l'endroit où se trouvent les
pointes de touche: plus elles sont rapprochées, plus
la valeur est faible. (bon d'accord, ma feuille de
papier et mon trait de crayon sont mal dessinés,
mais le principe est là...)
On peu donc, en mettant du graphite dans un
boîtier, et en y mettant deux pattes, faire une
résistance simple. Plus il y aura de graphite, plus le
courant pourra passer, plus la résistance sera faible.
C'est pour cela que vous entendrez parler de "résistance à couche carbone" (le graphite est en
fait du carbone).
Certaines résistances doivent résister à un courant plus important. On remplace alors le
graphite par un fil d'alliage nickel-chrome (d'où le nom "résistance à couche métal"). Mais le
métal est bien moins résistant que le carbone, c'est pour cela que les résistances de puissance
ont de petites valeurs ohmiques.
Les fonctions d'une résistance
A quoi servent les résistances ?
Elles servent à... résister !!! Elles résistent au passage du courant et, de ce fait, abaissent
l'intensité de celui-ci. Elles peuvent aussi diviser la tension d'un générateur. Par exemple, si
vous désirer 5 Volt avec 9 Volts, vous utiliserez un PONT DIVISEUR DE TENSION.
Aussi, on trouve:
- La résistance pour abaisser l'intensité
- La résistance pour abaisser la tension
1- La résistance pour abaisser l'intensité
On peut imager le fonctionnement d'une résistance en
remplaçant l'électricité par de l'eau.
Imaginez un tuyau. Vous rétrécissez le diamètre de celuici, le débit de l'eau qui y circule sera alors diminué,
exactement comme l'intensité est diminuée dans une
résistance. Plus le diamètre est petit, plus le tuyau résiste,
plus la résistance est grande, et plus le débit est faible.
On peut aussi comparer avec des
voitures: Le courant dans un fil
conducteur est comme des
voitures sur une autoroute: ça
roule vite et bien. Lorsque ces
voitures arrivent au péage, ça
bouchonne; et lorsqu'elles
ressortent du péage, il y en a
moins: s'il y avait 2 voitures par
seconde avant le péage, il n'y en
aura plus qu'une par seconde
après: Le péage a joué le rôle de
résistance, il a diminué le flot de
voiture, tout comme la résistance
diminue le flot d'électrons.
Tous cela, c'est bien joli, mais admettons que l'on veuille une intensité de 1 Ampère et que
notre générateur de courant continue délivre 9 Volt. Il faut utiliser la formule:
R = U / I,
Où R est la résistance que l'on cherche, en Ohms, U la tension, en Volt et I l'intensité, en
ampères.
Cette formule, c'est la LOI D'OHM
Donc: R = 9 / 1
R=9
Il faudra donc une résistance de 9 Ohms. Bien sur, 9 ohms est une valeur très petite, mais il
faut considérer qu'en pratique, on utilise des courants mille fois plus petits, donc, les valeurs
trouvées pour R sont mille fois plus grandes...
2- La résistance pour abaisser la tension
Bien, c'est très bien, mais maintenant, on veut une tension de 5 Volts continue alors que
notre générateur fournit du 9 Volts continue. On utilisera un
PONT DIVISEUR DE TENSION : c'est deux résistances,
branchées en séries, dont on vient prendre notre alimentation
entre les deux.
Retenez que l'on veut 5 Volts entre nos deux résistances et la
MASSE.
Les résistances de notre pont seront calculées selon la même
formule, il faut, pour cela, connaître l'intensité, ici, elle est de 1
ampère.
R=U/I
R=5/1
R=5
La résistance R2 doit donc faire 5 Ohms
Bien, mais 9 - 5 = 4... Où sont passé les 4 volts restant ? Ces 4
Volts, ont peut les avoir en prenant comme "+" de l'alimentation le "+" du générateur et
comme "-", là où on à pris +5 Volts, c'est à dire, entre les deux résistances...
C'est très bien d'avoir calculer R2, Mais il faut calculer R1...
Même motif, même punition !
R=U/I
R=4/1
R=4
Donc R1= 4 Ohms
En fait, c'est la différence de potentiel qui donne la tension, ici, entre le "+" et l'endroit entre
les deux résistances, elle est de 4 Volts, et, entre les deux résistances et la masse, elle est de 5
Volt.
Maintenant, on cherche la tension aux bornes de R2.
On sait que le tout est alimenté avec du 9V. On sait que R1=8K (8 kilo-ohms) et que R2=1K
(1 kilo-ohms).
On appelle UR1 la tension aux bornes de R1, UR2 la tension aux bornes de R2 (celle que l'on
cherche) et U la tension d'alimentation (9V ici).
On cherche la tension aux bornes de R2. On va donc faire UR2=R2xI.
Seulement voila: on ne connait pas I.
Que faire ?
Réfléchissons un peu.
A quoi correspond I ? I est l'intensité qui traverse R1 ET R2.
On a donc: I=U/R, où U correspond aux 9 volts de l'alimentation et R au total des deux
résistances.
Donc: I=U/(R1+R2)
Et, souvenez-vous: On a dit que:
UR2=R2xI, donc:
UR2=R2x(U/(R1+R2))
Et voila! On sait comment trouver UR2 sans connaître I...
Maintenant, appliquons:
UR2=R2x(U/(R1+R2))
UR2=1000x(9/(8000+1000))
UR2=1000x(9/9000)
UR2=1000x0,001
UR2=1
On a donc UR2=1V.
On peut donc deviner que UR1=U-UR2=9-1=8V
On remarque ici une propriété intéressante: J'ai choisi 1K et 8K, mais si j'avais choisi 1ohm et
8ohms, ou encore 1M et 8M, ou bien 1G et 8G; le résultat est le même: UR2=1V.
Pourquoi? Tout simplement parce que le rapport entre R1 et R2 est le même: Ici, Le rapport
entre 1K et 8K est 1/8.
Mais entre 1G et 8G, le rapport est aussi 1/8. De même, entre 100K et 800K, le rapport est de
100/800=1/8.
Alors, qu'est ce qui change entre l'ohm, le kilo-ohm, le méga-ohm ou le giga-ohm?
Tout simplement I: Avec l'ohm, I sera important: La pile de 9V va s'user facilement.
Avec le giga-ohm (on parle aussi de "gigohm"), I sera très faible, et la pile va durer, durer,
durer... Seulement, si l'on met un fil entre R1 et R2 pour récupérer le 1V que l'on vient de
fabriquer, il y aura très (trop) peu de courant qui circulera dans ce fil.
Pour rester raisonable et trouver un bon compromis, restez dans le kilo-ohm (on parle aussi de
"kilohm").
Bien que lorsque les valeurs sont aussi faible (1K et 8K ne sont pas de grandes valeurs), on
peut prendre du mégohm (1M et 8M).
Ou alors, on prend, pour rester dans le kilohm, 100K et 800K. Là, c'est très bien.
Donc, RESTEZ DANS DES VALEURS COMPRISES ENTRE 100K ET 1M, c'est un
bon compromis.
Mais que se passe-t-il dans un pont diviseur de tension ?
Comparons à de l'eau...
On amène de l'eau... Dans
un premier temps, l'eau est
freinée par R1. Puis elle
part vers notre montage,
entre les deux résistances.
Mais pas toute ! Un peu
d'eau s'écoule vers R2, il y
en a moins pour faire
marcher notre appareil.
Conclusion: Plus R2 est
grande, Plus il y a d'eau, ou de courant, qui s'écoule vers l'appareil à faire marcher, et plus R2
est petite, moins il y à d'eau qui s'écoule vers notre appareil. Inversement avec R1.
Utilisation d'une résistance
Pour ce qui est de la façon de brancher une résistance, il n'y a pas grand chose à dire...
Une résistance étant non polarisée, il n'y a pas de "+" ni de "-": vous pouvez brancher les
résistances dans n'importe quelle sens sans que cela ait une influence sur le fonctionnement du
montage...
Pour ce qui est des associations en série et en parallèle:
EN SÉRIE
Les valeurs des résistances s'additionnent, ce qui est logique. Ainsi, on a:
R1 = R2 + R3 + R4 + R5...
EN PARALLÈLE
Ici, les résistances ne s'additionnent pas...
En fait, les résistances résistent au passage du courant, soit. Mais elles en laissent passer une
partie. Donc, elles ont une certaine conductivité. Lorsque l'on a des résistances parallèles, c'est
cette conductivité qui va s'additionner. Imaginez un flot de voiture. Lorsque la route comporte
3 voies, la circulation se déroule mieux que lorsqu'il y a 1 seule voix. Pour l'électricité, c'est
pareil: plusieurs routes vont au même point, le courant circule mieux. Mais ATTENTION:
Lorsque l'on additionne des conductances, on n'obtient pas la valeur d'une résistance, mais on
obtient sa conductance (l'inverse de sa résistance); ben oui, conductance + conductance ne
peut pas être égale à résistance...
Donc, nous disions que la conductivité s'additionne. Mais la conductivité, c'est quoi par
rapport à la résistance ? C'est l'inverse, non ?. Donc, on va additionner l'inverse de la
résistance, qui se note 1 / R.
on a donc:
Bon, ça, c'est la formule générale. Mais lorsqu'il n'y a que deux résistances, on peut utiliser
cette formule, plus simple:
Mais ATTENTION: Cette formule est valable UNIQUEMENT lorsqu'il y a DEUX
RÉSISTANCES, et non pas lorsqu'il en a plus que 2...
Les différents types de résistances
Oui, il y en a différentes sortes.
- Les résistances ajustables
- Les potentiomètres
- Les résistances variables
- Les photorésistances
D'abord, on trouve les RÉSISTANCES AJUSTABLE. Ce sont des résistances dont on peut
faire varier la valeur en tournant un bouton. Celui-ci doit être manipuler à l'aide d'un tournevis
car il est petit. Une fois que la valeur de la résistance est trouvée, on n'y touche plus. Ces
résistances sont faites pour avoir une valeur précise. Elles ne sont pas faites pour voir leurs
valeurs changer régulièrement.
Leurs schémas sont :
Contrairement à un potentiomètre, les résistances ajustables ont seulement 2 broches. La
résistance varie entre ces deux broches. Il existe de grosses résistances de ce type, qui sont
plus variable qu'ajustable. On appelle ce type de résistance des RHÉOSTATS
On trouve également des POTENTIOMÈTRES. Ce sont des résistances, non
plus ajustable, mais variables. Celles-ci sont dans un boîtier muni d'un bouton
permettant de faire varier facilement la résistance. Ces résistances, en
revanche, sont faite pour être manipuler souvent.
Leurs schémas sont :
Vous remarquerez que les potentiomètres ont 3 broches: les deux au
bout de la résistance, plus celle au bout de la flèche. La résistance
varie cette fois entre la flèche et l'un des bouts de la résistance.
Vous remarquerez que le potentiomètre se comporte comme un pont
diviseur de tension : On a une résistance avant la broche centrale (la flèche) et une après :
C'est bien un pont diviseur de tension, la flèche vient piquer entre deux résistances.
La différence est que cette fois, la tension délivrée est variable: en faisant bouger la flèche, on
fait varier les valeurs des résistances qui se trouvent avant et après: la tension varie également.
Une RÉSISTANCE VARIABLE à la même fonction qu'un potentiomètre, et le schéma est le
même, mais il est dans un petit boîtier, sans gros bouton, et il est à tourner avec un tournevis,
ou avec ses ongles. Ce sont ces boutons qui ressortent sur une alimentation variable: ils sont
équipés d'une fente pour y glisser les ongles ou un tournevis.
On peut aussi trouver des PHOTORÉSISTANCE. Cette fois, la valeur de la
résistance varie en fonction de la luminosité : Plus il y a de lumière, moins elle est
résistante, plus elle laisse passer le courant; et moins il y a de lumière, plus elle est
résistante, moins elle laisse passer le courant.
Leur schéma peut être :
Connaître la valeur des résistances
Ce paragraphe est important, car il ne faut pas confondre une résistance de 1 ohm avec une
résistance de 10 mégohms (10000000 d'ohms)...
Si vous observez des résistances, vous constaterez qu'il y a des ANNEAUX DE COULEUR.
Ce sont ces anneaux qui servent à déterminer la valeur
de cette résistance.
Il y en à 4 : 3 servent à déterminer la valeur théorique,
le dernier, couleur or ou argent, sert à déterminer la
tolérance, la précision: plus ou moins 5 % ou 10 %
selon la couleur.
La lecture commence donc par le coté opposé à celui de l'anneau de tolérance (le premier
anneau est celui le plus près de la patte, sur la petite bosse de la résistance).
Il y a donc un code de couleur:
Dans l'exemple ci-dessus, le premier
anneau est rouge: c'est un 2. Le deuxième
a la même valeur : on obtient 22, le
multiplicateur, troisième anneau, est vert :
on obtient 22 x 100 000 = 2 200 000
Ohms, soit 2, 2 mégohms.
Dans le code couleur, si le troisième
anneau est couleur or, c'est qu'il faut
diviser par 10.
Exemple :
Voici un moyen mnémotechnique de se souvenir de l'ordre des couleurs: apprenez
simplement cette phrase:
Ne Manger Rien Ou Jeûner Voilà Bien Votre Grande Bêtise...
Magique ! Retenez simplement en plus que le vert est avant le violet, et non l'inverse. (Parce
que le vert, c'est le 5 car Vercingétorix: -Vert-5-gétorix!!-). Et pensez bien que le noir est 0
(zéro), et non pas 1 (un)...
Dans le cas des résistances de puissance, la valeur peut être indiquée en clair. Mais elle peut
aussi être indiquée ainsi: "1R2". Dans ce cas, il faut remplacer le R par une virgule et lire "1,2
ohm". On peut aussi lire "R1". Dans ce cas, il faut aussi remplacer R par une virgule, ce qui
nous donne ",1". Évidemment, cela sous-entends qu'il y a un zéro devant la virgule. Ce qu'on
doit donc lire "0,1 ohm".
EXEMPLES:
Dans une résistance de puissance, vous pourrez donc lire soit ceci:
"5W 10Ω" Qui signifie "5 watts; 10 ohms"
soit ceci:
"3W 4R7" qui signifie "3 watts; 4,7 ohms"
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