Résistances et potentiomètres: Principe et propriété

 

Malgré leur comportement extrêmement simple, les résistances restent les éléments les plus répandus de l’électronique.

Définition de la résistance

Un conducteur ohmique, appelé couramment résistance, est un dipôle (composant électronique à deux bornes) dont la caractéristique est une droite passant par l’origine.

$ads={1}

Symbole de la résistance

Sur les schémas, les résistances sont représentées par leur symbole normalisé (figure 1.1) ou parfois par un autre symbole plus ancien (figure 1.2).

Figure 1.1 Symbole normalisé d’une résistance.

Figure 1.2 Autre symbole d’une résistance.

Symbole de la résistance

La tension u aux bornes d’une résistance idéale est proportionnelle à l’intensité i du courant qui la traverse. En convention récepteur (figure 1.3), cette relation s’écrit (loi d’Ohm) :

Figure 1.3 Loi d'ohm.

Le coefficient de proportionnalité R est appelé résistance du dipôle. Une ambiguïté existe en français puisque l’on désigne par le même mot l’objet et un nombre R qui le caractérise. La langue anglaise évite ce problème en désignant l’élément par resistor et le nombre par resistance. Ce coefficient R chiffre la plus ou moins grande difficulté que rencontre le courant électrique pour traverser le dipôle.

Dans le système international, l’unité de résistance est l’ohm (symbole Ω) du nom du physicien allemand Georg-Simon Ohm qui a étudié les lois des circuits électriques. Dans la loi d’Ohm, la tension doit alors être exprimée en volts (V) et l’intensité du courant en ampères (A).

Devant la diversité des valeurs des résistances, on emploie les multiples et éventuellement les sous-multiples de l’ohm. Les correspondances sont données dans le tableau 1.1.

Tableau 1.1 Multiples et sous-multiples de l’ohm.

Pour les composants électroniques, on utilise surtout le kilo-ohm et le mégohm. Le milliohm apparaît seulement pour chiffrer des résistances parasites comme les résistances de contact. Les fils de liaison dans les montages électroniques sont des conducteurs de très faible résistance. On peut en général considérer que la tension à leurs bornes est négligeable quel que soit le courant qui les traverse : tout se passe comme si la résistance était nulle, on dit qu’il s’agit d’un court-circuit.

On utilise parfois aussi la conductance G, inverse de la résistance R :

L’unité de conductance est le siemens (symbole S) du nom de l’inventeur et industriel allemand Werner von Siemens.

Résistivité

Le coefficient ρ est caractéristique d’un matériau donné dans des conditions fixées et se nomme résistivité. L’unité de résistivité est l’ohm-mètre (symbole Ω.m) puisque / s’exprime en mètres (m) et s en mètres carrés (m2). Par exemple, la résistivité du cuivre à la température de 25 °C est: ρ = 1.7 x 10-8 Ω.m 

On utilise parfois aussi la conductivité σ, inverse de la résistivité ρ : 

L’unité de conductivité est le siemens par mètre (symbole S/m).

Association en série des résistance

On peut brancher deux résistances R1 et R2 en série:

Le courant est le même dans les deux éléments, mais les tensions à leurs bornes s’ajoutent. Le dipôle résultant se comporte comme un conducteur ohmique dont la résistance est:

Cette loi peut se généraliser à n conducteurs ohmiques en série : 

Association en parallèle des résistance

Le deuxième mode d’association de résistances est le branchement en parallèle 

La tension est la même pour les deux éléments, mais les courants qui les traversent s’ajoutent. Le dipôle résultant se comporte comme un conducteur ohmique dont la conductance est :

soit, avec les résistances :

Pour plusieurs résistances, on a de même :

$ads={2}

Dans le cas de deux résistances, on peut facilement obtenir R par la formule :