Résistances en céramique
La résistance est l’aptitude d’un matériau conducteur à s’opposer au passage d’un courant électrique sous une tension électrique donnée. Elle constitue le composant électronique plus utilisé dans les circuits et elle est destinées à limiter le courant qui circule, à la fois qu’elle fractionne la tension dans le circuit. Même si ils existent différents types de résistances, les plus communes sont celles qui sont fabriquées en céramique.
Les résistances sont composées de graphite (allotrope naturel du carbone) et recouvertes par une couche isolante de peinture.
Les valeurs de ces résistances sont fixes et un code de couleurs est utilisé pour les différencier.
Table de matières:
Le code de couleurs.
Pour différencier les résistances, chaque anneau de couleur a une valeur et une signification déterminée: Ils existent des résistances à 4, 5 ou 6 anneaux. Les deux premiers anneaux (ou trois dans les résistances à 5 et 6 anneaux) sont les chiffres significatifs, l’avant dernier et le multiplicateur et le dernier anneau represente la tolérance. Dans les résistances à 6 anneaux, la dernière bande est le coefficient de température.
À fin de lire la valeur d’une résistance on doit placer l’anneau de tolérance à notre droite et commencer à lire les couleurs à partir de notre gauche: le premier anneau represente les dizaines; le deuxième anneau, les unités (si la résistance a quatre anneaux); le troisième anneau est le multiplicateur (il represente la puissance de dix par laquelle on doit multiplier les chiffres significatifs). Le résultat se presente en Ohms (Ω).
Par exemple: pour lire la résistance de l’image ci dessus
- On observe le premier anneau à gauche: bande rouge = 2
- le deuxième anneau: bande rouge = 2
- bande marron = multiplicateur x10
- on calcule: 22 x 10 = 220Ω
- le quatrième anneau: bande dorée qui établit une tolérance du 5%.
5 x 220/ 100 = 11Ω
C’est à dire que cette résistance de 220Ω peut varier de onze ohms: entre 209 et 231 Ω.
Caractéristiques d’une résistance.
Puissance.
La puissance est la quantité d’énergie qu’un élément est capable d’absorber ou de produire à un moment donné. Dans le système international l’unité est le Watt (W).
La puissance n’est pas indiquée sur la résistance mais on peut la connaître par rapport à sa taille.
Les puissances des résistances vont dès 1/8 W (0.125 W) jusqu’à 2 W. Les plus utilisées sont celles de 1/4 W (0.25 W).
Tolérance.
La tolérance est le pourcentage d’oscillation entre la valeur annoncé par le fabriquant et la valeur réelle de la résistance. Par exemple: si nous avons une résistance de 500 Ω et du 10 % de tolérance:
Alors:
500Ω – 50Ω = 450Ω / 500Ω + 50Ω = 550Ω
Cela veut dire que la valeur de la résistance peut osciller entre les 450Ω et les 550Ω.
Coefficient de température.
Represente l’augmentation ou diminution de la résistance électrique par rapport à une variation de température. La résistance, se réchauffant, peut augmenter ou diminuer sa valeur provoquant des coefficient de température positifs et négatifs. Cela dépend du type de matériaux avec lesquels sont fabriquées. Ce coefficient se mesure en 1/ºC ou ºC-1 , aussi en dégrées Kelvin; et on l’identifie avec la lettre grec α.
Types de résistances en céramique.
La céramique est un composant interne très utilisé dans la fabrication de résistances.
Résistances avec une pellicule de carbone.
Ce type de résistance est composée d’un tube céramique sur lequel on dépose une pellicule de carbone recouvert d’un vernis isolant.
Elles se distinguent par une bonne tolérance, du 5 % normalement, par une basse inductance et un faible bruit. Elles offrent une gamme à basse puissance et peuvent arriver jusqu’à 2 W de puissance dissipée.
Caractéristiques:
- Puissance (1/8W -> 2W).
- Valeur (10Ω -> 22MΩ).
- Tolérance (0.5% -> 10%).
- Bruit (>2).
- Dérives (V max=750V).
- Coefficient de température (-0.2% -> -0.5%)
- Résistance à la température (150ºC)
- Meilleure stabilité le long du temps.
- Faible résistance au surcharges.
Résistances avec un pellicule en métal.
Ces résistances sont fabriquées avec une couche fine de métal (chrome, nickel…) qui s’enroule sur un support isolant (vitrage, mica…) et aux bouts deux capuchons sont pressés. Ce type de résistance est le plus fabriqué aujourd’hui, dû à ses propriétés et son prix.
Caractéristiques:
- Puissance (1/4W -> 1W).
- Valeur ( 1Ω -> 4.7 MΩ).
- Tolérance (0.1% -> 2%).
- Bruit (<0.3).
- Tension max. (500V).
- Coefficient de température 50ppm/ºC. (-0.1% ->+0.1%).
- Température max. (175ºC).
- Espace réduit.
- Plus de stabilité.
Comment calculer la résistance adéquate.
Pour calculer, par exemple, la résistance d’une diode, on utilise la loi d’Ohm (loi physique empirique qui lie l’intensité du courant électrique traversant un dipôle électrique à la tension à ses bornes. Cette loi permet de déterminer la valeur d’une résistance).
L’intensité du courant électrique qui circule dans un circuit est directement proportionnelle à la tension appliquée, et inversement proportionnelle à la résistance du circuit.
I = V / R
La formule pour calculer la résistance:
R = ( V source – VLed) / I
Pour calculer la résistance nécessaire pour faire fonctionner une diode, on a besoin de savoir: la tension d’alimentation ( Vs), la tension de polarisation directe de la diode ( VL) et de l’intensité nominale de la diode.
On détermine la tension de polarisation de la led, normalement on l’obtient de la feuille de spécifications de la diode. Pour une led rouge de 5mm on peut assumer une tension de 1.8 à 2V.
Après, on détermine la tension d’alimentation. Pour Arduino -> 5V.
On détermine l’intensité nominal de la led. Disponible sur la feuille de données. Pour une led de 5mm on peut travailler avec 20mA en toute sécurité.
Alors:
R = (VS – VL) / I = (5 – 1.8) / 0.02 = 160 Ω
On peut trouver la puissance que doit supporter la résistance:
P = I2 x R = (0.02)2 x 160 = 0.064W = 64mW
Cela veut dire que avec une résistance de 1/8W (0.125W) nous avons assez pour allumer notre diode.
