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Mar 01, 2024

Que faut-il savoir sur les résistances ?

Résistance : Un morceau de matériau passif qui résiste au flux de courant électrique. Un terminal est connecté à chaque extrémité, vous avez terminé. Quoi de plus simple ? Il s'avère que ce n'est pas si simple du tout.

Résistance : Un morceau de matériau passif qui résiste au flux de courant électrique. Un terminal est connecté à chaque extrémité, vous avez terminé. Quoi de plus simple ?

Il s'avère que ce n'est pas si simple du tout. La température, la capacité, l'inductance et d'autres facteurs contribuent tous à faire de la résistance un composant plutôt complexe. Même ses utilisations dans les circuits sont nombreuses, mais ici nous nous concentrerons uniquement sur les différents types de résistances à valeur fixe, comment elles sont fabriquées et ce qui les rend souhaitables pour différentes applications.

Commençons par un simple, et l’un des plus anciens.

Celles-ci sont souvent qualifiées d'« anciennes » résistances et étaient largement utilisées dans les années 1960, mais avec l'introduction d'autres types de résistances et leur coût relativement élevé, elles sont moins utilisées aujourd'hui. Ils sont constitués d’un mélange de poudre de céramique et de carbone liés ensemble à l’aide de résine. Le carbone est un bon conducteur électrique et plus la concentration de carbone dans le mélange est élevée, plus la résistance est faible. Des fils sont attachés aux extrémités. Ils sont ensuite recouverts de peinture ou de plastique comme isolant et des bandes de différentes couleurs sont peintes pour indiquer la valeur de résistance et la tolérance.

La résistance de ces résistances à composition de carbone peut être modifiée de façon permanente par une longue exposition à une humidité élevée, par une surcharge de tension et par une surchauffe lors du soudage. Les tolérances sont de 5 % ou plus. Étant donné qu’il ne s’agit essentiellement que d’un cylindre solide, ils ont de bonnes caractéristiques haute fréquence. Ils ont également une bonne capacité à résister aux surcharges thermiques comparables à leur petite taille et sont donc toujours utilisés dans les alimentations électriques et les commandes de soudage.

Cependant, leur âge ne m'a pas empêché d'en utiliser un sachet acheté en brocante afin de constituer les différentes résistances dont j'avais besoin pour un baladeur 555 timer. C'est mon problème que vous voyez sur la photo ci-dessus.

Le coefficient de température de résistance (TCR) des résistances à film de carbone se situe généralement autour de 200 et 500 ppm/C. 200 ppm/C signifie que pour chaque 1C, la résistance ne changera pas de plus de 200 ohms pour chaque 1 Mohm de la valeur de la résistance. En termes de pourcentage, cela représente une variation de 0,02 %/C. Ainsi, pour un changement de température de 80 °C, 200 ppm/C signifie un changement de résistance de 1,6 % ou 16 kilohms.

Les résistances à film de carbone vont généralement de 1 ohm à 10 kilohms, ont des puissances nominales de 1/16 W à 5 W et peuvent gérer des tensions de l'ordre de l'ordre du kilovolt. Les utilisations typiques sont les alimentations haute tension, les rayons X, les lasers et les radars.

Le film métallique est fabriqué de la même manière que le film de carbone, en déposant une couche de métal (souvent du nickel-chrome) sur la céramique, puis en découpant une hélice dans le métal. Selon un document du fabricant Vishay, une fois les bornes fixées, l'hélice était autrefois taillée par meulage ou sablage, mais de nos jours, la découpe se fait à l'aide de lasers. Le résultat est ensuite recouvert de laque et étiqueté à l’aide d’un code couleur ou d’un texte réel.

Le changement de résistance du film métallique dû à la température est inférieur à celui du film de carbone. Le TCR du film métallique est compris entre 50 et 100 ppm/C, ce qui pour les 50 ppm/C s'élève à 0,005%/C. En utilisant le même exemple que pour le film de carbone de 1 Mohm ci-dessus, pour un changement de température de 80 °C, 50 ppm/C équivaut à un changement de 0,4 % ou 4 kilohms.

Le film métallique commence également avec une tolérance inférieure, 0,1 %. Ils présentent également de bonnes caractéristiques de bruit, une faible non-linéarité et une bonne stabilité à long terme ainsi qu'une large gamme d'utilisations.

C'est à peu près la même chose qu'une résistance à film métallique, sauf que le métal est souvent de l'oxyde d'étain contaminé par de l'oxyde d'antimoine pour la résistance. Cela lui confère de meilleures performances que le film de carbone ou le film métallique en termes de tension nominale, de surcharges, de surtensions et de températures élevées. Alors que les résistances à film de carbone sont conçues pour environ 200 °C et les résistances à film métallique entre 250 et 300 °C, l'oxyde métallique fonctionne avec 450 °C. Cependant, ils ont des propriétés de stabilité inférieures.

Les résistances bobinées sont fabriquées en enroulant un fil autour d’un cylindre en plastique, en céramique ou en fibre de verre. Étant donné que le fil peut être coupé à une longueur précise, ceux-ci peuvent avoir une valeur de résistance de haute précision avec une tolérance de 0,1 % ou mieux. Pour obtenir une résistance élevée, le fil doit être très fin et très long. Le fil peut être fin pour des puissances inférieures ou plus épais pour des puissances plus élevées. Il peut être constitué d'un certain nombre d'alliages, notamment le nickel-chrome, le cuivre, l'argent, le fer-chrome et le tungstène.