Apprendre l'électronique. Leçon 2: Les résistances

Les résistances

Composant fondamental de l’électronique, les résistances sont absolument omniprésentes dans les circuits électroniques. Là où, comme son nom l’indique, une résistance va apporter une opposition au courant électrique d’un circuit, ses usages sont multiples.

• Rôle de limitation/protection : En limitant le courant, la résistance va servir de protecteur pour les composants fragiles.
• Diviseur de tension : Placer deux résistances l’une à la suite de l’autre (en série) on peut “diviser” une tension d’entrée et obtenir une tension de sortie abaissée et paramétrée exactement sur une valeur choisie.
• Fonction de tirage (pull-up / pull-down) : Placer sur certaines sorties de microcontrôleur, en direction du côté positif ou négatif d’un circuit, cela permet de forcer un état à 1 ou 0.
• Fonction chauffante : Un radiateur est l’exemple typique de l’utilisation d’une résistance dans le but que celle-ci génère de la chaleur.
• Filtrage et timing : Combinée avec un condensateur, les circuits RC permettent la création de constantes de temps, d’oscillateurs et permettent le filtrage de fréquences.
• Fonction d’ajustement : Les résistances variables (Potentiomètres) permettent le contrôle dynamique dans certain circuit. Le volume, la luminosité, la vitesse d’un moteur sont exemples très communs.
• Fonction de paramétrage : De nombreuses combinaisons existent où la résistance sert à paramétrer le comportement du circuit et à le stabiliser. Voyez son usage telle une constante dans un programme informatique.

Toutes ces fonctions seront explorées au fil des leçons et vidéo YouTube que j’aborderai. Si certains concepts sont encore très abstraits, vous avez maintenant une vision plus étendue de la résitance et de sa simple fonction d’obstacle au courant.

La loi d’Ohm

Cette loi est primordiale. Vous allez l’utiliser en long, en large et en travers. De loin la formule la plus utilisée dans le monde de l’électronique. Je vous demande donc une attention toute particulière à cette section.

Si on applique 10V (Volts) sur une resistance de 10Ω (Ohm) le courant qui traversera la résistance sera d’exactement 1A (Ampère).

Voici la règle dont découle la loi d’Ohm et ses formules mathématiques.

• soit U la tension aux bornes de la résistance exprimée en volts. (V)
• soit I l’intensité du courant qui circule à travers la résistance exprimée en ampères. (A)
• soit R la valeur de la résistance exprimée en ohm. (Ω)

Alors la formule sera :

\[U = R \times I\]

Si on reprend cette formule et que la reformule sous ses 3 versions :

• sous la forme \(U = R \times I\), elle permet de calculer la tension lorsque la résistance et l’intensité sont connues
• sous la forme \(I =U/R\), elle permet de calculer l’intensité lorsque la tension et la résistance sont connues
• sous la forme \(R = U/I\), elle permet de calculer la résistance lorsque la tension et l’intensité sont connues

Si vous prenez la seconde formule, on obtient le résultat de la toute première énoncée de cet article

\[\frac{10(V)}{10(Ω)} = 1(A)\]

La loi de puissance

La puissance (P) est la quantité d’énergie qu’un système fournit par unité de temps. Celle-ci est mesurée en Watt (W).

Sous un courant continu, sa formule :

\[P = U \times I\]

Si on reprend cette formule et qu’on la reformule sous ses 3 versions :

• sous la forme \(P = U \times I\), elle permet de calculer la puissance lorsque la tension et l’intensité sont connues
• sous la forme \(I =P/U\), elle permet de calculer l’intensité lorsque la puissance et la tension sont connues
• sous la forme \(U = P/I\), elle permet de calculer la tension lorsque la puissance et l’intensité sont connues

Si on reprend la loi d’Ohm vue dans le précédent paragraphe, connaissant \(U = R \times I\) et \(I = U/R\), si vous remplacez U par R×I dans la formule de la puissance ou que vous remplacez I par U/R, cela conduit à l’expression de la puissance :

\[P = R \times I^2 = \frac{U^2}{R}\]

Lire la valeur d’une résistance

Une résistance aura typiquement 3 ou 4 bandes de couleur. Parfois même jusqu’à 5 ou 6 ! Elles utilisent toutes le même code couleur. La différence se porte sur l’information donnée et la précision de celle-ci.

Afin de lire la valeur d’une résistance, tout commence par cette illustration :

Les principaux points qu’il vous faudra retenir :

• Une résistance se lit de gauche à droite. Mais encore faut-il la mettre dans le bon sens. Pour ce faire, repérez là où les bagues se concentrent le plus, cela à de fortes chances d’être le côté gauche. Autre astuce, si vous voyez une bague en Or ou en Argent, placez-la à droite.
• Pour la lecture de la valeur de la résistance, vous faites correspondre la couleur à son chiffre associé. Dans le groupe de bagues alignées à gauche, la dernière bague sera toujours le coefficient multiplicateur de la valeur lue avant d’atteindre cette bague.
• La bague de précision/tolérance aura quant à elle la particularité d’être décalée sur la droite. La grande majorité des cas, elle sera en Or ou en Argent. Elle mesure la variation de la valeur “officielle” par rapport à la valeur effective de la résistance. Ainsi, si vos circuits sont très sensible, il sera important de faire attention à la qualité de vos résistances. Encore une fois, mais dans une vaste majorité, cette valeur n’a que peu d’importance. Dans le cas où cette bande serait absente, alors considérez la valeur de la tolérance à 20%.
• Les résistances à 6 bagues sont très rares. Si vous en rencontrez une, la dernière couleur tout à droite indiquera alors le coefficient de température. C’est une indication du changement de la valeur de la résistance en fonction de la température de celle-ci. Valeur que vous pouvez ignorer si vous débutez.

Parfois, les constructeurs ne font rien pour vous faciliter la tâche. Il existe des résistances dont l’espacement est identique pour chaque bande, et la couleur de la précision se confond avec une couleur normale. Dans ce genre de cas, il est préférable de prendre votre multimètre et de vérifier sa valeur.

Vous pouvez vous exercer avec les 4 résistances montrées où je décortique la valeur de la résistance avec chacune des couleurs.

Les formules pour calculer la résistance dans un circuit