Électricité/Les résistors

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Le résistor, appelé aussi résistance, est de loin le composant le plus simple à étudier. Deux symboles différents sont utilisés pour représenter une résistance fixe dans les schémas électriques. Ils sont donnés ci-dessous. Il faut noter que par usage de la convention récepteur, le courant et la tension aux bornes d'une résistance ont des sens opposés.

Symbole américain d'une résistance R.
Symbole européen d'une résistance R.
Application de la convention récepteur pour les résistances.

Résistance et conductance d'un résistor[modifier | modifier le wikicode]

Caractéristique inverse (courant-tension) d'une résistance.

Une résistance est un composant de base qui respecte la loi d'Ohm : la tension et l'intensité aux bornes d'une résistance sont toujours proportionnelles. Cette relation vaut aussi quand tension et courants sont alternatifs.

Le coefficient de proportionnalité entre tension et intensité est appelé la résistance.

On peut aussi définir la conductance d'un résistor, qui n'est autre que l'inverse de la résistance.

Résistor alimenté par une tension ou un courant[modifier | modifier le wikicode]

Pour mieux comprendre leur fonctionnement, nous allons étudier deux cas : celui où une résistance est alimentée par une source de tension, et celui où elle est alimentée par une source de courant. Les deux cas sont représentés par les schémas ci-dessous. Dans le premier cas, la tension aux bornes de la résistance est fixée une fois pour toute par la tension du générateur. Dans ce cas, le courant qui traverse la résistance sera égale à la tension du générateur divisée par la résistance. Ce dispositif permet de fixer le courant qui parcours le circuit. L'autre cas est celui où le générateur est un générateur de courant. Dans ce cas, le courant qui passe à travers la résistance est fixée par le générateur. La tension aux bornes de la résistance sera égale au produit de la résistance par le courant. Cela permet de fixer la tension aux bornes de la résistance.

Loi d'Ohm avec une source de tension.
Loi d'Ohm avec une source de courant.

Les types de résistances[modifier | modifier le wikicode]

Les résistances fixes[modifier | modifier le wikicode]

Les résistance les plus utilisées sont les résistances fixes. Leur utilité principale est d'augmenter la résistance à un endroit d'un circuit électrique. Deux utilisation sont possibles pour de telles résistances.

  • Les résistances classiques visent à limiter le courant qui passe dans un circuit. Certains composants sont en effet très sensible au courant qui les traverse et sont conçus pour fonctionner dans un intervalle d'intensité très précis. Une trop forte intensité peut les endommager irrémédiablement. Pour éviter cela, on peut les relier à une résistance, qui limitera le courant qui leur arrive.
  • D'autres résistances fixes, les résistances de puissance, sont conçues pour dégager une grande quantité de chaleur. On les utilise par exemple dans les sèches cheveux, certains grille-pains, ou dans d'autres appareils chauffants de petite taille.

Les résistances variables[modifier | modifier le wikicode]

Relation tension-intensité pour un varistor.

A côté des résistances fixes, on trouve les résistances variables, des résistances dont on peut faire varier la résistance électrique. Il en existe divers types : potentiomètres, résistance variable, varistor, etc.

  • Les potentiomètres sont des résistances que l'on peut régler avec une petite roue, ou tout autre dispositif mécanique. Le plus souvent, le réglage de la résistance s'effectue par une petite roue que l'on doit tourner pour ajouter la résistance. Pour l'exemple, ils sont utilisés pour les boutons de volume d'une chaine HIFI ou d'un autoradio.
  • Les thermistors ont une résistance qui varie fortement avec la température. Ils sont surtout utilisés dans les capteurs de température, comme les thermomètres. Il en existe deux grands types, qui se distinguent par le fait que la résistance augmente ou diminue avec la température. On parle de thermistors à coefficient de température négatif et positif. Pour les thermistors à coefficient de température négatif, la résistance diminue quand la température augmente. Pour les thermistors à coefficient de température positif, c'est l'inverse : la résistance augmente avec la température.
  • Les photorésistors ont une résistance qui varie selon leur éclairement : ils ont une plus grande résistance dans l'ombre qu'exposé à la lumière. Ils sont très utilisés dans les capteurs photovoltaïques, pour mesurer l'ensoleillement.
  • Enfin, le dernier type de résistance variable, le varistor, n'est pas tout à fait une résistance. Il s'agit plus d'un composant dont la relation entre tension et intensité n'est pas tout à fait linéaire. Le varistor se comporte comme une résistance linéaire pour les basses tension et les basses intensité, mais voit sa résistance augmenter pour des valeurs plus importantes. La courbe tension-intensité d'un varistor est donné à votre droite.
Symboles des résistances
Symbole américain Symbole européen Photographie
Résistance variable.
Résistance variable.
Symboles pour chaque sous-type de résistance.
Résistance fixe.
Résistance fixe.
Résistance classique.
Potentiomètre.
Potentiomètre.
Potentiomètre.
Photorésistance.
Photorésistance.
Photorésistance.
Varistor.

Le code couleur d'une résistance[modifier | modifier le wikicode]

Illustration d'une résistance.

Sur votre droite, vous avez une illustration d'une résistance. Comme vous le voyez, la résistance est entourée par des cercles colorés, ici un jaune, un violet, un marron et un bleu clair. Toutes les résistances sont coloriées ainsi et ces couleurs ne sont pas choisies au hasard : ils indiquent quelle est la valeur de la résistance. Ils permettent de savoir si la résistance est une résistance de 20 Ohms, de 400 Ohms, ou autre. Cette valeur est indiquée par des cercles. Reste à comprendre comment interpréter ces cercles de couleur.. Le mode d'emploi de ces cercles est ce qu'on appelle le code couleur d'une résistance, et celui-ci est standardisé.

La valeur de la résistance[modifier | modifier le wikicode]

Resistor-Codes

Les trois premiers cercles donnent la valeur de la résistance, avec un petit détail pour le troisième cercle. Les deux premiers cercles codent un nombre à deux chiffres : un chiffre par cercle. Le troisième cercle dit s'il faut multiplier le nombre précédent par 1, 10, 100, 1000, etc. Le coefficient de multiplication est une puissance de 10, dont l'exposant est égal au chifre indiqué par le troisième cercle. Chaque couleur correspond à un chiffre, ou à un coefficient multiplicateur, suivant le code suivant :

  • Noir : 1
  • Marron : 2
  • Rouge : 3
  • Orange : 4
  • Jaune : 5
  • Vert : 6
  • Bleu : 7
  • Violet : 8
  • Gris : 9
  • Blanc : 10
  • Or : 0.1
  • Argent : 0.01

La marge d'erreur[modifier | modifier le wikicode]

Si la valeur de la résistance se calcule à partir des trois premiers cercles, le quatrième est peu à part. Le quatrième cercle indique si la valeur donnée par les trois autres cercles est précise à 1, 5, ou 10%. En effet, le processus de fabrication d'une résistance n'est pas parfait et les résistances d'un même lot n'ont pas exactement la même conductance. Il y a toujours de faibles variations entre résistances d'un même lot, qui restent cependant de l'ordre de quelques pourcents de la valeur de base. Le quatrième cercle donne justement la marge d'erreur de la résistance, la valeur maximale de ces déviations. On reconnait le quatrième cercle assez simplement : c'est celui qui est à part, éloigné des trois autres.