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Résistance (Resistor en anglais)
Dernière mise à jour : 23/06/2019
Codes valeur
Présentation
La résistance est un composant dont le rôle est de freiner plus ou moins le passage du courant électrique qui la traverse. Il s'agit d'un des composants les plus utilisés en électronique. Une résistance possède les caractéristiques principales suivantes :- Valeur
- Puissance dissipable
- Tolérance (précision)
- Structure (matière)
Résistance, Resistor ou Résisteur ?
En toute rigueur, nous devrions dénommer le composant "Résisteur", et sa valeur résistive "Résistance". Ceci assurerait une certaine cohérence avec le nom des autres composants condensateur, transistor. Bien qu'en accord avec ce principe, je n'ai pas pour autant modifié l'appellation de ce composant dans l'ensemble de mes articles. En résumé, quand je dis "Résistance" en parlant du composant lui-même et non de sa valeur ohmique, pensez dans votre tête "Résisteur". Facile de demander aux autres de faire un effort, quand soi-même on ne montre pas l'exemple, hein ? Mais promis, je m'y mettrai un jour. ;-)Valeur
Exprimée en ohm, ou multiples d'ohms (kO pour kilo-ohms, MO pour mego-ohms).1000 Ohms = 1 kO
1000 KO = 1 MO.
La valeur de la résistance est généralement écrite dessus, soit en clair (certaines résistances de précision), soit sous forme d'un code couleur (la majorité des résistances "normales"), soit sous forme de code chiffré (certaines résistances de précision, résistances CMS). Voir Codes valeur. Pour la façon de noter la valeur des résistances sur mes schémas, voir page Schémas du site - Conventions.
Puissance dissipable
Exprimée en watts (W). Parce qu'une résistance s'oppose au passage du courant, celà la fait chauffer, le fruit de son opposition farouche se traduisant par un dégagement de chaleur (effet Joule). La puissance Pr dissipée par la résistance dépend essentiellement du courant Ir qui la traverse, et la tension Ur développée à ses bornes lorsque ce courant y circule :Pr (W) = Ur (V) * Ir (A)
Si on exclue les systèmes de forte puissance, les circuits électroniques comportent majoritairement des résistances de faible puissance (0,25 W ou 0,5 W) et de faibles dimensions (l'amateur en électronique sera ravi d'apprendre qu'une résistance de forte puissance coûte plus cher qu'une résistance de faible puissance, pour une même série d'un même fabricant).
La puissance que peut dissiper une résistance doit donc être choisie en fonction... de la puissance qu'elle dissipe. Une résistance mal dimensionnée chauffera trop, et celà aura deux conséquences possibles : vieillissement prématuré (la résistance peut changer de valeur), ou destruction totale par combustion (la résistance brûle).
La puissance dissipable n'est pas toujours marquée sur les résistances standards, elle l'est parfois sur les gros composants... où il y a de la place pour l'indiquer. On peut toutefois la deviner (ou s'en faire une idée) en fonction de la taille de la résistance (pour la récupération, car quand on les achète neuves, ce paramètre est spécifié). Certaines résistances de puissance sont dotées de pattes de fixation et peuvent prendre place sur un dissipateur thermique (radiateur), c'est la cas par exemple des résistances de type RH : RH5 pour le modèle 5W, RH10 pour le modèle 10W, RH25 pour le modèle 20W (et non 25W, c'était un piège). La puissance annoncée ne peut être tenue que si la résistance est montée sur un dissipateur thermique dont la résistance thermique est spécifiée par le fabricant. Par exemple, une résistance RH25 ne peut pas dissiper plus de 9W si elle est utilisée sans dissipateur. Il faut également tenir compte d'un "derating" en fonction de la température ambiante : une résistance peut tolérer une dissipation de 10W avec une température ambiante ne dépassant pas 70°C, mais ne tolérer que la moitié (soit 5W) à 130°C...
Tension de service
On ne parle pas beaucoup de la tension de service d'une résistance, et cela se comprend un peu car ce type de composant est le plus souvent utilisé sous une tension d'alimentation largement inférieure à la tension maximale supportée. Pour les résistances classiques à couche métallique SFR25 de Philips, cette tension maximale est de 250 V, alors que pour les résistances de précision MRS25 du même fabricant, la tension maximale est de 350 V. Certaines résistances ont une tension de service de "seulement" 120 V, cas par exemple des résistances Vishay de la série RB59 (300 V pour la série RB61). Pour un usage direct sur le secteur, par exemple dans une alimentation secteur sans transformateur, une résistance peut se trouver soumise à une tension qui est proche de sa tension maximale, ou qui peut même la dépasser (exemple : résistance en parallèle sur un condensateur, destinée à décharger ce dernier quand la tension secteur disparait). Afin de ne pas prendre de risques inutiles, il convient donc de bien choisir la résistance, afin de lui éviter un vieillessement ou un claquage prématuré. Dans cet exemple précis, il faut soit adopter une résistance qui supporte au moins 350 V, soit mettre deux résistances de même valeur ohmique et de même tension de service 250 V en série, afin que chacune se partage la moitié du travail. Pour les application spécifiques HT (Haute Tension), il existe des résistances appellées à juste titre "haute tension", capable de supporter 3500 V à leurs bornes (type VR37 par exemple), ces résistances ont en général des valeurs élevées (pour des hautes tensions avec des valeurs résistives faibles, on entre dans les fortes puissances). Mais là encore, pour quelques milliers de volts, il est possible de mettre en série quelques résistances traditionnelles (c'est ce qui est fait dans certaines sondes HT pour oscilloscope, ou dans des alimentations HT pour amplificateurs à lampes ou alimentations pour lasers à tube He-Ne).Tension maximale et puissance maximale en même temps ?
Les résistances peuvent supporter une tension maximale entre leurs deux broches, mais en même temps elles dissipent de la puissance. Nous sommes dans la même problématique que les régulateurs de tension ou les transistors, lesquels accèptent un courant maximal et une puissance maximale, mais pas forcément les deux en même temps. Prenons l'exemple d'une résistance prise dans la série RB59 chez Vishay, de valeur ohmique 10 kO et dont la puissance dissipable est de 3 W. Si un courant de valeur 15 mA traverse cette résistance, la puissance dissipée sera deP = R * I * I = 10000 * 0.015 * 0.015 = 2,25 W
La puissance atteinte (2,25 W) ne dépasse pas la puissance maximale autorisée (3 W). Pourtant la tension développée aux borne de cette résistance sera de
U = R * I = 10000 * 0.015 = 150 V
Valeur qui dépasse la tension maximale autorisée de 120 V.
Le raisonnement inverse s'applique aussi. On peut très bien ne pas dépasser la tension nominale et dépasser la puissance maximale. Ainsi, si on applique une tension de 100 V dans la résistance de 10 kO de notre exemple précédent, et que cette résistance est parcourue par un courant de 50 mA, la puissance dissipée sera de 5 W.
Il faut donc toujours s'assurer que les deux conditions "tension max non dépassée" et "puissance max non dépassée" sont simultanément respectées.
Tolérance (précision)
La tolérance est exprimée en % et s'applique à la valeur de la résistance. Elle représente l'écart maximum de valeur que garantit le constructeur. Par exemple, une résistance donnée pour 1000 ohms (1 kO) et possédant une tolérance de 5%, aura une valeur réelle qui sera comprise entre 950 ohms (1000 ohms moins 5%) et 1050 ohms (1000 ohms plus 5%). Dans la plupart des montages électroniques, une précision de 5% voire 10% est suffisante car le concepteur a normalement pris soin de vérifier que son montage pouvait fonctionner avec des résistances dont la valeur exacte pouvait s'écarter de la valeur spécifiée. Dans certains types de montages cependant, il est nécessaire d'utiliser des résistances offrant une plus grande précision (cas par exemple des circuits de mesures ou des filtres de haute précision).Structure (matière)
Il s'agit du matériau utilisé pour la fabrication de la résistance.Résistances agglomérées
Ce type de résistance n'est plus guère utilisé, à cause de leurs très mauvaises performances.Résistance au carbone (couleur du corps = marron)
La résistance carbone est bon marché, mais elle est aussi de qualité inférieure aux résistances métallique. On les utilise partout où la stabilité et le bruit n'ont pas ou peu d'importance (limitation de courant dans une led ou étages d'amplification haut niveau, par exemple). C'est le type de résistance principalement utilisée dans les appareils électroniques grand-public. Elle peut également être utilisée en haute fréquence, quand on cherche une résistance non inductive.Résistance métallique (couleur du corps = vert)
La résistance métallique est préférée dans les montages semi-professionnels et professionnels, notemment là où l'on traite des signaux de faible niveau. Sa contribution au bruit est moindre qu'une résistance carbone.Résistance métallique haute stabilité (couleur du corps = bleu)
Ce type de résistance présente des caractéristiques professionnelles, qui varient peu en fonction du temps et de la température. On l'utilise dans les appareils professionnels qui doivent apporter précision et fiabilité durant de longues années (appareils de mesure ou filtres, par exemple).Résistances céramique et verre
Elles permettent de répondre à des besoins spécifiques tels que fonctionnement en haute fréquence, haute tension ou haute température.Résistances "boron"
J'ai entendu parler une fois de résistances "boron" ("borocarbon", "borocaron") dans lesquelles un faible pourcentage de boron était introduit dans le film carbon pour en augmenter la stabilité, je ne sais pas si ce type de résistance existe encore.Résistance bobinée
Comme son nom le laisse deviner, il s'agit d'une résistance constitué d'un fil conducteur, enroulé sur un support isolant. Ce type de résistance est surtout employé quand elle doit dissiper une forte puissance et qu'elle chauffe donc beaucoup.Quelques exemples de résistances
Voici quelques photos de résistances couremment utilisées (clic pour agrandir). |
Résistance carbone 0,5 W 250 V |
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Résistances couche
métal, standard 0,4 W et 0,6 W 200 V et 350 V |
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Résistances couche
métal, de précision 0,4 W 250 V et 350 V |
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Résistances couche
métal, fusibles 0,5 W 250 V et 350 V |
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Résistances haute
tension 0,5 W et 1 W 1,6 KV à 10 KV |
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Résistances de
puissance
bobinées 1 W à 20 W Tension max déterminée par la puissance max admissible. |
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Résistances de
puissance
bobinées 2 W à 5 W Tension max déterminée par la puissance max admissible. |
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Résistances de
puissance
bobinées 2 W à 6 W Tension max déterminée par la puissance max admissible. |
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Résistances de
puissance,
Métal 1 W à 3 W 350 V à 750 V |
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Résistances CMS
(Composant Monté en Surface) 0.25W 200V |
Réseau de résistances
Il s'agit d'un boitier à plusieurs pattes, qui contient plusieurs résistances (3, 4, 5, 7, 8 ou 16 par exemple). Ces réseaux permettent d'économiser de la place et ainsi de mettre plus de résistances dans un emplacement donné. Les réseaux de résistances sont souvent utilisés pour la limitation de courant dans des afficheurs à led (réseaux à résistances isolées) ou en tant que résistances de rappel sur un bus de données (résistances à point commun). Toutes les résistances incluses dans le même boitier peuvent avoir la même valeur, et dans ce cas, cette valeur est indiquée sur le boitier sous forme codée à 3 chiffres, par exemple 472 pour 4,7 KOhms (voir codes valeur résistances pour plus de détails). Quand les résistances incluses dans un même boitier n'ont pas toutes la même valeur (constitution de réseaux de type R/2R par exemple), les différentes valeurs sont indiquées dessus. Par exemple, on peut trouver des réseaux incluant des résistances de quatre valeurs différentes, genre 10K / 20K ou encore 1K / 2K / 4K / 8K. On trouve aussi des réseaux de résistances en boitier DIL (deux rangées de pattes) intégrant 7 résistances (DIL14) ou 8 résistances (DIL16), de même format que les circuits intégrés traditionnels. |
Réseau de 3 résistances isolées | |
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Réseau de 4 résistances à point commun |
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Réseau de 4 résistances isolées |
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Réseau double 2 x 4 résistances. | |
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Réseau de 5 résistances à point commun | |
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Réseau de 5 résistances isolées | |
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Réseau double 2 x 6 résistances. | |
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Réseau de 7
résistances à point commun |
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Réseau de 7 résistances individuelles en boitier DIL14. | |
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Réseau de 8 résistances à point commun |
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Réseau double 2 x 8 résistances. | |
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Réseau de 8 résistances individuelles en boitier DIL16. |
Remarque : sur les schémas internes ci-avant, on constate que la première patte est parfois plus écartée des autres quand le réseau est de type à point commun, alors que physiquement, ce n'est pas le cas. Cela est juste fait pour faciliter la lecture sur les schémas électroniques car parfois, les résistances ne sont pas du tout dessinées (on a juste un rectangle avec les pattes numérotées). Physiquement, le point commun se reconnait par la sérigraphie d'un point de repérage, que l'on voit très bien sur les photos ci-avant. Notez qu'un composant à 8 pattes peut aussi bien intégrer 4 résistances isolées que 7 résistances à point commun. Pour faire la différence, plusieurs solutions : vérification à l'ohmètre, analyse de l'implantation, recherche des caractéristiques en s'aidant du code marqué sur le composant.
Types spéciaux de résistances
Il existe des résistances un peu particulière, dont la valeur est fonction d'un paramètre extérieur, comme la lumière, la température, ou encore la pression. En voici quelques exemples.Thermistance
Résistance dont la valeur varie en fonction de sa température. Ce type de composant est principalement utilisé pour assurer une surveillance de température (protection contre la surchauffe d'un transistor de puissance par exemple), pour permettre un asservissement (régulation) d'une température ou du débit d'un liquide, pour limiter l'appel de courant dans un dispositif de redressement de tension ou démarrage d'un moteur, ou encore plus simplement pour assurer l'affichage d'une température en un lieu donné (fonction thermomètre simple). Une thermistance peut avoir un coefficient de température positif (CTP, la valeur de la résistance augmente quand la température augmente) ou avoir un coefficient de température négatif (CTN, la valeur de la résistance diminue quand la température augmente). La valeur d'une CTN ou CTP peut être de quelques ohms à quelques centaines de Kohms (à 25°, qui est la température pour laquelle la valeur de la résistance nominale est généralement donnée).Photorésistance
Résistance dont la valeur dépend de la quantité de lumière reçue. Utilisée par exemple pour réaliser des opto-coupleurs, des mesureurs photo, des systèmes asservis à la lumière (flash esclave par exemple), des détecteurs d'arcs électriques, des systèmes d'alarme, des interrupteurs crépusculaires...Varistance
Composant dont la valeur de la résistance est fonction de la tension appliquée à ses bornes. Ce composant peut par exemple être utilisé comme protection contre les surtensions (voir page Filtres secteur).Résistance fusible
Comme on peut s'en douter un peu, une résistance fusible joue un rôle de protection contre les surtensions et surintensités. En général, on trouve ce type de composant en série avec un rail d'alimentation, et sa valeur est souvent comprise entre 1 ohm et 100 ohms. Une résistance classique peut aussi jouer le rôle de "pétard", mais avec un degré de sécurité moindre; une résistance fusible absorbe mieux les chocs et le risque qu'elle s'enflamme est faible ou nul. Notez qu'une résistance fusible ne fait pas que fonction de fusible : elle est résistante aux surtensions. D'ailleurs, il est intéressant de constater que la fonction fusible peut intervenir au bout de 10 ou 15 secondes (une telle résistance de 2W peut mettre 4 secondes à "fondre" avec une dissipation "accidentelle" de 100W) ...Un peu de doc ? : Vishay PR02-FS, Vishay FPxP (FP..P), ...
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