Définition

Une résistance est un composant électronique ou électrique dont la principale caractéristique est d'opposer une plus ou moins grande résistance (mesurée en ohms) à la circulation du courant électrique.

La résistance électronique est l'un des composants primordiale dans le domaine de l'électricité.

Le mot "résistance" désigne avant tout une propriété physique, mais on en est venu à l'utiliser pour un type de composant. Certains préfèrent ainsi l'appeler un « dipôle résistant ».

Repérage

Pour connaitre la valeur ohmique d'une résistance, il faut identifier les couleurs présentes sur la résistance et l'associer au code universelle des couleurs.

La norme internationale CEI 60757, intitulée Code de désignation de couleurs (1983), définit un code de couleur qui est apposé sur les résistances, les condensateurs (et d'autres composants). Ce code définit la valeur des résistances, condensateurs,...

 

Mnémotechnique

Pour vous souvenir de la table du code des couleurs des résistances, vous pouvez retenir une de ces phrases. La première lettre de chacun des mots correspond à la couleur associé.

Noir	Marron	Rouge	Orange	Jaune	Vert	Bleu	Violet	Gris	Blanc.
Notre	Bar (B = Brun)	Rouge	Ouvre	Jeudi	Vendredi	Bien	Venu	Grand	Buveur.
Ne	Mangez	Rien	Ou	Jeunez	Voilà	Bien	Votre	Grande	Bêtise.
Ne	Mangez	Rien	Ou	Je	Vous	Battrai	Violemment	Grand	Bête.
Ne	Mangez	Rien	Ou	Je	Vous	Battrai	Violemment	Grand	Bêta.

Valeurs normalisées

Il n'existe pas de résistance avec une valeur quelconque. Si c'était le cas, le nombre de possibilités serait énorme. Ainsi, il y a des valeurs de résistances qu'on retrouve plus que d'autre, qui s'appellent: les valeurs normalisées.

La norme qui définit ces valeurs est la norme CEI 60063, intitulée Séries de valeurs  normales pour résistances et condensateurs.

 

Mesure de la valeur de la résistance.

On mésure la valeur d'une résistance à l'aide d'un ohmmètre. On branche l’ohmmètre directement aux bornes du dipôle entre Ω et COM, en dehors d’un circuit.

1. L’ohmmètre pour mesurer une résistance

1.1. Choisir la fonction ohmmètre

Utiliser l’un des calibres de la zone verte.On a le choix entre
2 MΩ  (mégohm)
200 kΩ (kilo-ohm)
20 kΩ
2 kΩ
200 Ω  (ohm)

Actuellement, rien n’étant connecté aux deux bornes de l’ohmmètre, on mesure la résistance de l’air entre ces deux bornes. Cette résistance est supérieure à 2 MΩ. L’ohmmètre ne peut pas donner le résultat de cette mesure, il affiche 1. à gauche de l’écran.

1.2. Choisir le calibre

Si on n’a aucune idée de la valeur de la résistance à mesurer, on peut garder le calibre 2 MΩ et faire une première mesure.

Si on connaît l’ordre de grandeur de la résistance, on choisit le calibre juste supérieur à la valeur estimée.

1.3. Brancher l’ohmmètre

Si la résistance est utilisée dans un montage, il faut l’en extraire avant de la connecter à l’ohmmètre.

La résistance à mesurer est simplement branchée entre la borne COM et la borne repérée par la lettre Ω.

1.4. Lecture du résultat

Ici, par exemple, on lit :

R = 0,009 MΩ

Autrement dit R = 9 kΩ

1.5. Choix d’un calibre plus précis

Puisque la valeur de la résistance est de l’ordre de 9 kΩ, on peut adopter le calibre 20 kΩ.

On lit alors :

R = 9,93 kΩ

Le calibre suivant (2 kΩ) est inférieur à la valeur de R. Nous ne pourrons donc pas l’utiliser.

1.6. Cohérence du résultat de la mesure avec la valeur marquée sur le corps de la résistance

La valeur de la résistance est indiquée par trois bandes colorées.

Une quatrième bande indique la précision du marquage. Ici, cette bande de couleur or signifie que la précision est de 5%.

A chaque couleur correspond un chiffre :

Ici le marquage indique :R = 10000 Ω à 5% près.

soit : R = 10 kΩ à 5% près.

5% de 10 kΩ = 0,5 kΩ.

La résistance R est donc comprise dans l’intervalle :

9,5 kΩ ≤ R ≤ 10,5 kΩ 

Le résultat de la mesure R = 9,93 kΩ est bien compatible avec le marquage.

On pourra finalement écrire :

R ≈ 9,9 kΩ

D’autres objets ont-ils une résistance ?

A l’aide d’un ohmmètre, on mesure la résistance de différents objets :

Objets	Filament d’une lampe	Règle en plastique	Résistance chauffante	Corps humain	Règle en métal	bois	Fil électrique
Résistances (Ω)	10 Ω	∞	10 Ω	5000 Ω	1 Ω	∞	0,1 Ω

• Tous les objets conducteurs du courant possèdent une résistance plus ou moins importante.
• Un isolant possède une résistance trop grande pour être mesurée.

Assocation de résistances

1. Association de résistance en série

Lorsque l'on met bout à bout des résistances électroniques, on peut simplifier ces résistances par une seule. La valeur ohmique de la résistance équivalente, est alors égale à l'addition de toutes les valeurs des résistances.

Exemple

Imaginons que l'on a 2 résistances associées en série :

Soit une résistance de 4,7kΩ + une résistance de 2MΩ.

La valeur de la résistance équivalente sera : 4.7OOΩ + 2.000.000Ω = 2.004.7OOΩ

On a donc une résistance électronique équivalente à R_eq = 2.004.7OOΩ

2. Association de résistance en parallèle

Lorsque l'on associe plusieurs résistances électroniques en parallèle, alors la résistance équivalente se trouve à l'aide de la formule :

1/Req = (1/R1) + (1/R2) + (1/R3) + ... + (1/Rn)

La résistance équivalente est toujours inférieure à la plus petite des résistances

Exemple

Imaginons que l'on ai 2 résistances associé en parallèle :

Soit une résistance de 4,7kΩ et une résistance de 2MΩ.

Alors pour calculer la valeur de la résistance équivalent, appelé R_eq, il faut faire le calcul :

1/Req = (1/4.700) + (1/(2.000.000)) = (4.700 + 2.000.000) / (4.700 * 2.000.000)

Ce qui peut se simplifier par :

Req = (4.700 * 2.000.000) / (4.700 + 2.000.000) = 4688 Omega

La valeur équivalente de l'association de ces 2 résistances est donc de 4,7kΩ.

Dans le cas où il n'y a que 2 résistances en parallèle il est possible de simplifier la formule de la résistance équivalente de la façon suivante :

Req = R1*R2 / (R1+R2)

Influence de la résistance dans un circuit.

Expériences : On réalise la série d’expériences suivantes :

• Une résistance électrique provoque une diminution de l’intensité du courant électrique.

Augmentons alors la valeur de la résistance dans le circuit précédent :

• Plus la résistance dans un circuit augmente et plus l’intensité du courant diminue.

 

La loi d’Ohm.

1. Expérience

Etude de l’intensité qui traverse une résistance en fonction de la tension entre ses bornes.

On utilise le circuit schématisé ci-dessous.

Le voltmètre mesure la tension U_R aux bornes de la résistance et l’ampèremètre mesure le courant électrique I_R qui la traverse.

La résistance utilisée a pour valeur R = 150 Ω.

Faisons varier la tension aux bornes de la résistance, relevons sa valeur ainsi que l’intensité du courant qui la traverse.

2. Observation et interprétation.

On obtient les valeurs suivantes :

UR (en volt)	0	3	4,5	6	7.5	9	12
IR (en ampère)	0	0,020	0,030	0,040	0.050	0.060	0.080

On trace alors le graphique représentant la tension U_R (en ordonnée) en fonction de l’intensité I_R (en abscisses).

On constate que le graphique représentant la tension U_R en fonction de l’intensité I_R est une droite passant par l’origine.
La tension aux bornes de la « résistance » et l’intensité du courant qui la traverse sont donc proportionnelles.

Calculons alors le rapport U_R / I_R (en volt et en ampère) pour chaque colonne du tableau :

UR / IR

150

150

150

150

150

150

On constate que le rapport de proportionnalité U_R / I_R  est égale à la valeur de la resistance, soit :

U_R / I_R = R

Ou encore : U_R = R x I_R

Cette relation s’appelle la loi d’Ohm.

On remarque une relation de proportionnalité entre la tension U  aux bornes d’une résistance et l’intensité I du courant qui la traverse. On remarque la relation suivante :

U = R x I

avec U en V, I en A et R en Ω

Cette relation s’appelle la loi d’Ohm. Elle permet de relier, pour un conducteur ohmique, la valeur de la tension aux bornes du dipôle avec le courant qui la traverse.

L’effet Joule.

Le générateur fournit de l’énergie électrique à la résistance qui la transfère essentiellement à l’extérieur sous forme de chaleur ( transfert thermique ). C’est ce qu’on appelle l’effet Joule qui est énoncé ainsi "tout conducteur parcourut par un courant électrique s'échauffe".

La puissance calorifique dégagée a pour expression P = R.I² c'est la loi Joule

Le passage du courant électrique dans les récepteurs provoque parfois un fort dégagement de chaleur : c’est l’effet Joule, du nom du physicien anglais James Prescott Joule ( 1818-1889).

 

Ce phénomène trouve de nombreuses applications dans notre vie quotidienne, qu’il s’agisse de nous chauffer, de nous éclairer, et même de nous protéger.

C’est par exemple l’augmentation de température des fils de désembuage sur la vitre arrière des voitures qui provoque l’évaporation de la buée ou la fusion du givre.

C’est encore le passage du courant qui, portant au rouge les résistances de la plaque, permet la cuisson des aliments par effet Joule.

Cet effet Joule se manifeste aussi dans les lampes à incandescence : l’énergie électrique porte le filament à plus de 2200°C : on dit qu’il est chauffé à blanc. Il émet alors de la lumière et produit de la chaleur qui est inutile.

Dans une installation électrique, pour protéger les appareils d’une trop forte intensité du courant et éviter les risques d’incendie en cas de court-circuit, on utilise des fusibles. Chaque fusible est calibré à partir d’une valeur d’intensité choisie par le fabricant. Il s’échauffe grâce à l’effet Joule puis fond. Le circuit est alors ouvert : le courant ne circule plus et tout danger est écarté.

 

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2018-02-13 17:47:59