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

Les résistances font partie des éléments les plus utilisés en électronique. Cette appellation est depuis longtemps sortie du cadre étroit de la terminologie des radioamateurs. Et pour quiconque s'intéresse au moins un peu à l'électronique, le terme ne devrait pas prêter à confusion.

 

Qu'est-ce qu'une résistance

La définition la plus simple est la suivante : une résistance est un élément d'un circuit électrique qui résiste au courant qui le traverse. Le nom de l'élément vient du mot latin "resisto" - "je résiste", les radioamateurs appellent souvent cette partie de cette façon - résistance.

Considérez ce que sont les résistances, à quoi servent les résistances. Les réponses à ces questions impliquent une familiarité avec la signification physique des concepts de base de l'électrotechnique.

Pour expliquer le principe de fonctionnement de la résistance, vous pouvez utiliser l'analogie avec les conduites d'eau.Si, de quelque manière que ce soit, l'écoulement de l'eau dans le tuyau est entravé (par exemple, en réduisant son diamètre), la pression interne augmentera. En supprimant la barrière, nous réduisons la pression. En génie électrique, cette pression correspond à la tension - en rendant difficile la circulation du courant électrique, on augmente la tension dans le circuit, on réduit la résistance et on baisse la tension.

En modifiant le diamètre du tuyau, vous pouvez modifier la vitesse d'écoulement de l'eau, dans les circuits électriques, en modifiant la résistance, vous pouvez 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 :

• convertir le courant en tension et vice versa ;
• limiter le courant circulant pour obtenir sa valeur spécifiée ;
• création de diviseurs de tension (par exemple, dans les instruments de mesure);
• résoudre d'autres problèmes particuliers (par exemple, réduire les interférences radio).

Pour expliquer ce qu'est une résistance et pourquoi elle est nécessaire, vous pouvez utiliser l'exemple suivant. La lueur de la LED familière se produit à une faible intensité de courant, mais sa propre résistance est si petite que si la LED est placée directement dans le circuit, alors même à une tension de 5 V, le courant qui la traverse dépassera les paramètres autorisés de la partie. À partir d'une telle charge, la LED tombera immédiatement en panne. Par conséquent, une résistance est incluse dans le circuit, dont le but dans ce cas est de limiter le courant à une valeur donnée.

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

Après avoir compris ce que sont les résistances, il est nécessaire de considérer leurs types, leur désignation et leur marquage.

Types de résistances

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

1. Non réglementé (permanent) - fil, composite, film, carbone, etc.
2. Réglable (variables et potentiomètres). Les résistances ajustables sont conçues pour régler les circuits électriques. Des éléments à résistance variable (potentiomètres) permettent de régler les niveaux de signal.

Un groupe séparé est représenté par des éléments résistifs semi-conducteurs (thermistances, photorésistances, varistances, etc.)

Les caractéristiques des résistances sont déterminées par leur objectif et sont définies lors de la fabrication. Parmi les paramètres clés :

1. Résistance nominale. C'est la principale caractéristique de l'élément, mesurée en ohms (Ohm, kOhm, MΩ).
2. Écart admissible en pourcentage de la résistance nominale spécifiée. Désigne la propagation possible de l'indicateur, déterminée par la technologie de fabrication.
3. La dissipation de puissance est la puissance maximale qu'une résistance peut dissiper sous une charge à long terme.
4. Le coefficient de température de la résistance est une valeur indiquant la variation relative de la résistance d'une résistance avec une variation de température de 1 ° C.
5. Limiter la tension de fonctionnement (rigidité électrique). Il s'agit de la tension maximale à laquelle la pièce conserve les paramètres déclarés.
6. Caractéristique de bruit - le degré de distorsion introduit par la résistance dans le signal.
7. Résistance à l'humidité et résistance à la chaleur - les valeurs maximales d'humidité et de température, dont l'excès peut entraîner la défaillance de la pièce.
8. Facteur de tension. Une valeur qui tient compte de la dépendance de la résistance à la tension appliquée.

L'utilisation de résistances dans le domaine des micro-ondes donne de l'importance à des caractéristiques supplémentaires : capacité et inductance parasites.

Résistances semi-conductrices

Ce sont des dispositifs semi-conducteurs à deux fils, dont la résistance électrique dépend des paramètres de l'environnement - température, éclairage, tension, etc. Pour la fabrication de telles pièces, on utilise des matériaux semi-conducteurs dopés avec des impuretés, dont le type détermine la dépendance de la conductivité aux influences extérieures.

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

1. Résistance de ligne. Fabriqué dans un matériau légèrement allié, cet élément a une faible dépendance de résistance aux influences extérieures 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 détermine le champ d'application de son application : stabiliser et réguler les paramètres électriques des appareils, protéger contre les surtensions et à d'autres fins.
3. Thermistance. Ce type d'éléments résistifs non linéaires a la capacité de changer sa résistance en fonction de la température. Il existe deux types de thermistances : la thermistance, dont la résistance diminue avec la température, et la thermistance, dont la résistance augmente avec la température. Les thermistances sont utilisées lorsqu'un contrôle constant du processus de température est important.
4. Photorésistance. La résistance de cet appareil change sous l'influence d'un flux lumineux et ne dépend pas de la tension appliquée.Le plomb et le cadmium sont utilisés dans la fabrication, dans un certain nombre de pays, c'est la raison du refus d'utiliser ces pièces pour des raisons environnementales. Aujourd'hui, les photorésistances sont moins demandées que les photodiodes et les phototransistors utilisés dans des nœuds similaires.
5. Jauge de contrainte. Cet élément est conçu de telle sorte qu'il est capable de changer sa résistance en fonction de l'action mécanique extérieure (déformation). Il est utilisé dans les unités qui convertissent l'action mécanique en signaux électriques.

Des éléments semi-conducteurs tels que des résistances linéaires et des varistances se caractérisent par un faible degré de dépendance vis-à-vis de facteurs externes. Pour les jauges de contrainte, les thermistances et les photorésistances, la dépendance des caractéristiques à l'impact est forte.

Les résistances semi-conductrices sur le schéma sont indiquées par des symboles intuitifs.

Résistance dans le circuit

Sur les circuits russes, les éléments à résistance constante sont généralement désignés par un rectangle blanc, parfois avec la lettre R au-dessus. Sur les circuits étrangers, vous pouvez trouver la désignation d'une résistance sous la forme d'une icône «zigzag» avec une lettre R similaire en haut. Si un paramètre de la pièce est important pour le fonctionnement de l'appareil, il est d'usage de l'indiquer sur le schéma.

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

• 2 W - 2 lignes verticales ;
• 1 W - 1 ligne verticale ;
• 0,5 W - 1 ligne longitudinale ;
• 0,25 W - une ligne oblique;
• 0,125 W - deux lignes obliques.

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

La désignation des résistances variables se distingue par la présence d'une ligne supplémentaire avec une flèche au-dessus du rectangle, symbolisant la possibilité de réglage, les chiffres peuvent indiquer la numérotation des broches.

Les résistances semi-conductrices sont indiquées par le même rectangle blanc, mais barré d'une ligne oblique (sauf pour les photorésistances) avec une lettre indiquant le type d'action de commande (U - pour une varistance, P - pour une jauge de contrainte, t - pour une thermistance ). La photorésistance est indiquée par un rectangle dans un cercle, vers lequel pointent deux flèches, symbolisant la lumière.

Les paramètres de la résistance ne dépendent pas de la fréquence du courant circulant, ce qui signifie que cet élément fonctionne de la même manière dans les circuits CC et CA (à la fois basses et hautes fréquences). Une exception concerne les résistances bobinées, qui sont intrinsèquement inductives et peuvent perdre de l'énergie en raison du rayonnement à des fréquences élevées et micro-ondes.

Selon les exigences relatives aux propriétés du circuit électrique, les résistances peuvent être connectées en parallèle et en série. Les formules de calcul de la résistance totale pour différentes connexions de circuit sont très différentes. Lorsqu'il est connecté en série, la résistance totale est égale à la simple somme des valeurs des éléments inclus dans le circuit: R \u003d R1 + R2 + ... + Rn.

Lorsqu'il est connecté en parallèle, pour calculer la résistance totale, il est nécessaire d'ajouter les inverses des valeurs des éléments. Il en résultera une valeur également opposée à la valeur finale : 1/R = 1/R1+ 1/R2 + ... 1/Rn.

La résistance totale des résistances connectées en parallèle sera inférieure à la plus petite d'entre elles.

Dénominations

Il existe des valeurs de résistance standard pour les éléments résistifs, appelées "gamme de résistance nominale". L'approche de création de cette série est basée sur la considération suivante : l'étape entre les valeurs doit couvrir l'écart autorisé (erreur). Exemple - si la valeur de l'élément est de 100 ohms et que la tolérance est de 10 %, la valeur suivante de la série sera de 120 ohms.Une telle étape permet d'éviter les valeurs inutiles, car les dénominations voisines, ainsi que la propagation des erreurs, couvrent pratiquement toute la plage de valeurs entre elles.

Les résistances produites sont combinées en séries qui diffèrent par les tolérances. Chaque série a sa propre série nominale.

Différences entre séries :

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

La série E 24 la plus utilisée comprend 24 valeurs de résistance.

Marquage

La taille de l'élément résistif est directement liée à son pouvoir de dissipation, plus elle est élevée, plus les dimensions de la pièce sont grandes. S'il est facile d'indiquer n'importe quelle valeur numérique sur les diagrammes, le marquage des produits peut être difficile. La tendance à la miniaturisation dans la fabrication électronique entraîne le besoin de composants de plus en plus petits, ce qui augmente la complexité de l'écriture et de la lecture des informations sur le boîtier.

Pour faciliter l'identification des résistances dans l'industrie russe, un marquage alphanumérique est utilisé. La résistance est indiquée comme suit : les chiffres indiquent la valeur faciale, et la lettre est placée soit derrière les chiffres (dans le cas des valeurs décimales), soit devant eux (pour les centaines). Si la valeur est inférieure à 999 ohms, le nombre est appliqué sans lettre (ou les lettres R ou E peuvent se tenir debout). Si la valeur est indiquée en kOhm, alors la lettre K est placée derrière le chiffre, la lettre M correspond à la valeur en MΩ.

Les cotes des résistances américaines sont indiquées par trois chiffres. Les deux premiers d'entre eux assument la dénomination, le troisième - le nombre de zéros (dizaines) ajoutés à la valeur.

Dans la production robotisée de composants électroniques, les symboles appliqués se retrouvent souvent du côté de la pièce qui fait face à la carte, ce qui rend la lecture des informations impossible.

Code de couleurs

Pour garantir que les informations sur les paramètres de la pièce restent lisibles de n'importe quel côté, un marquage de couleur est utilisé, tandis que la peinture est appliquée en bandes annulaires. Chaque couleur a sa propre valeur numérique. Les rayures sur les détails sont placées plus près de l'une des conclusions et se lisent de gauche à droite. Si, en raison de la petite taille de la pièce, il est impossible de déplacer le marquage de couleur vers une conclusion, la première bande est 2 fois plus large que les autres.

Les éléments avec une erreur tolérée de 20% sont indiqués par trois lignes, pour une erreur de 5-10%, 4 lignes sont utilisées. Les résistances les plus précises sont indiquées à l'aide de 5-6 lignes, les 2 premières d'entre elles correspondent à la cote de la pièce. S'il y a 4 voies, la troisième indique le multiplicateur décimal pour les deux premières voies, la quatrième ligne signifie la précision. S'il y a 5 bandes, la troisième d'entre elles est la troisième dénomination, la quatrième est le degré de l'indicateur (le nombre de zéros) et la cinquième est la précision. La sixième ligne signifie le coefficient de température de résistance (TCR).

Dans le cas d'un marquage à quatre bandes, les bandes or ou argent viennent toujours en dernier.

Tous les panneaux semblent compliqués, mais la capacité de lire rapidement les marquages ​​vient avec l'expérience.

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