résistance

Une résistance est un composant électrique à deux bornes conçu pour s'opposer au passage du courant dans un circuit. Elle fonctionne en convertissant l'énergie électrique en chaleur lorsque les électrons entrent en collision avec le matériau qui la compose. La relation entre la tension, le courant et la résistance est régie par la loi d'Ohm: la tension est égale au courant multiplié par la résistance, ou V = IR. Ce comportement linéaire simple fait des résistances des éléments fondamentaux dans presque tous les appareils électriques.

Les résistances existent en plusieurs types physiques, chacun adapté à différentes applications. Les résistances à film de carbone, fabriquées en déposant une fine couche de carbone sur une tige en céramique, sont bon marché et courantes dans l'électronique grand public, mais leur valeur varie avec la température et l'âge. Les résistances à film métallique utilisent une couche d'alliage métallique à la place et maintiennent leur tolérance beaucoup plus étroitement, ce qui les rend standard dans les circuits analogiques de précision. Les résistances bobinées utilisent un fil réel enroulé autour d'une forme en céramique et peuvent gérer une dissipation de puissance élevée, mais leur inductance les rend inadaptées aux circuits haute fréquence. Les résistances CMS (composants montés en surface) dominent désormais la fabrication, se réduisant à des tailles mesurées en millimètres.

La résistance est mesurée en ohms, avec des valeurs courantes allant de fractions d'ohm à des dizaines de mégaohms. Une résistance de 1 kilohm limite le courant à 1 milliampère lorsqu'une tension de 1 volt lui est appliquée. La puissance qu'une résistance peut dissiper en toute sécurité dépend de sa taille physique et de sa construction: une petite résistance à film de carbone peut supporter 0,25 watt, tandis qu'une grande résistance bobinée peut supporter 50 watts ou plus. Dépasser cette puissance nominale provoque une surchauffe du composant, ce qui l'assombrit, le fissure ou le détruit, ouvrant ainsi le circuit.

Tolérance et coefficient de température

La tolérance d'une résistance spécifie dans quelle mesure la résistance réelle peut s'écarter de sa valeur marquée. Les résistances standard à film de carbone sont livrées avec une tolérance de 5 ou 10 pour cent. Les résistances de précision à film métallique atteignent 0,1 pour cent ou mieux. Le coefficient de température décrit comment la résistance change à mesure que la température augmente: les valeurs typiques varient de 100 à 1000 parties par million par degré Celsius. Dans les circuits où la stabilité est importante, comme les instruments de précision ou les références de fréquence, les résistances à film métallique sont spécifiées pour maintenir les erreurs de mesure faibles sur toute la plage de température de fonctionnement.

Dans les circuits pratiques, les résistances remplissent plusieurs fonctions critiques. Elles définissent les points de fonctionnement des amplificateurs, limitent le courant à travers les LED ou d'autres composants sensibles, divisent la tension, définissent le gain dans les réseaux de rétroaction et amortissent les oscillations. Les résistances de tirage (pull-up) et de rappel (pull-down) établissent les niveaux de signal par défaut en logique numérique. Les résistances de détection, généralement de très faible résistance, mesurent le courant par la petite chute de tension qu'elles produisent. Les ingénieurs choisissent les valeurs de résistance par calcul à partir des équations du circuit, puis sélectionnent la valeur standard la plus proche de la série E, une échelle logarithmique qui assure un espacement raisonnable sur toute la plage des résistances possibles.