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lundi 20 novembre 2017

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Résistances, kézako ?

. Par : Dominique, Guillaume, Jean-Luc

Une résistance est un composant dont la fonction est de limiter le courant qui la traverse. Ce composant est non polarisé, c’est à dire que son sens de branchement est indifférent. Si on compare la tension à la pression de l’eau dans votre installation domestique et le courant à la quantité d’eau qui parcoure une canalisation, la résistance serait le diamètre de la canalisation. Plus la canalisation est de faible diamètre et moins il y a d’eau qui passe. Les canalisations de faible diamètre correspondent donc à une résistance élevée et les canalisations de fort diamètre à une résistance faible. À ce titre un robinet est une résistance variable et réglable.

La résistance est un composant important et omniprésent en électronique. Il sert essentiellement à limiter le courant pour protéger d’autres composants du montage comme par exemple des DEL   ou encore les transistors. Il sert également à convertir une tension en une tension plus faible via un montage que l’on appelle le diviseur de tension. Enfin, une résistance va permettre de fixer une valeur de tension à l’allumage de l’Arduino et des modules qui l’entourent. On a vu dans « Les entrées sorties de l’Arduino » que les broches d’entrée/sortie de l’Arduino pouvaient être programmées en entrée ou en sortie. Avant que le programme ne fixe un sens, les broches sont programmées en entrée. Si cette broche est destinée à être programmée en sortie, le fait qu’elle flotte (elle ne reste pas à une valeur de tension définie et oscille continuellement…) peut être gênant et engendrer des comportements électroniques non désirés. Une résistance placée entre cette broche et la masse ou +5V l’empêchera de flotter et tirera la tension vers 0 ou 5v.

L’unité employée pour les résistances est l’Ohm et se note Ω. Les résistances sont disponibles en plusieurs valeurs et en plusieurs précisions.

La loi d’Ohm

La tension U, en volts, aux bornes de la résistance R est liée au courant I, en ampères, qui la traverse par cette loi :

Loi qui va nous permettre de calculer U lorsque R et I sont connus. Évidemment on a aussi :

Loi qui va nous permettre de calculer I lorsque U et R sont connus.

Quand on met des résistances en série, leurs valeurs s’ajoutent. Quand on les met en parallèle, La résistance résultante (Req) est la division du produit des résistances (R1R2) par la somme des résistances (R1+R2) !

Protection d’un composant

L’utilisation d’une résistance pour limiter le courant qui traverse une DEL   a déjà été présenté dans « Fonctionnement et pilotage d’une DEL ». Nous n’allons pas revenir dessus.

Le courant qui traverse d’autres composants comme les transistors doit également être limité. Nous reviendrons sur ce point dans un prochain article consacré aux transistors.

Le diviseur de tension

Le diviseur de tension est un montage très classique.Il permet, à partir d’une tension de référence, par exemple 5V, de construire une tension moins élevée, par exemple 3,3V. Il trouvera naturellement sa place lorsqu’il s’agit de connecter un Arduino fonctionnant en 5V à un module ou un composant fonctionnant en 3,3V.

Sur le schéma suivant, la tension d’entrée U est divisée selon R1 et R2 et donne la tension de sortie U2

Comment reconnaître les différentes valeurs des résistances ?

Quand nous achetons les résistances, nous faisons attention à bien les ranger. Mais souvent après, cela finit dans une boîte tous ensemble. Et comment donc les reconnaître ?

Les résistances selon la valeur en Ω se distinguent par leur code couleur. Selon leur type, la valeur se décode par l’intermédiaire de 4 ou 5 bandes de couleur.
La tableau ci dessous va vous donner les clés :

Couleur 1er anneau gauche 2e anneau gauche 3e anneau gauche* Dernier anneau gauche Anneau droite
1er chiffre 2e chiffre 3e chiffre* Multiplicateur Tolérance
Noir 0 0 0 1 + / - 20%
Marron 1 1 1 10 + / - 1%
Rouge 2 2 2 100 + / - 2%
Orange 3 3 3 1000
Jaune 4 4 4 10000
Vert 5 5 5 100000 + / - 5%
Bleu 6 6 6 1000000 + / - 0.25%
Violet 7 7 7 10000000 + / - 0.1%
Gris 8 8 8 100000000 + / - 0.05%
Blanc 9 9 9 1000000000
Or 0.1 + / - 5%
Argent 0.01 + / - 10%
Pas de couleur + / - 20%

(*) si disponible

Exemple : notre résistance de 220 ohms aura comme code couleur : Rouge Rouge Marron .

Une autre façon de déterminer la valeur d’une résistance est d’utiliser l’une des innombrables images que l’on trouve sur le net en recherchant "code de couleur résistance", comme celle-ci d’atlence.com :

On trouve sur le net quantité de sites permettant de calculer la valeur d’une résistance grâce à ses couleurs, comme celui-là.

Le code de tolérance va donner une idée de la précision théorique de la valeur décrite par les trois premiers anneaux. Ainsi une tolérance de +/-10% va autoriser notre résistance de 220 ohms à avoir une valeur réelle mesurable entre 198 (220-22) ohms et 242 (220 + 22) ohms. Dans nos applications, il est rare que cette tolérance induise des problèmes, mais lorsque l’on veut obtenir une tension très précise comme dans un diviseur de tension, alors il faut y prêter attention. Le multimètre est un outil très précieux pour identifier la valeur d’une résistance…

Pour terminer, sachez qu’une résistance est prévue pour évacuer une certaine quantité d’énergie en chaleur, et que lui demander d’en dissiper davantage est risqué pour elle, mais aussi pour les composants qu’elle protège… Cette puissance maxi se compte en Watts, et les résistances communes vont d’un 1/4 de Watt à 2W. Des modèles plus puissants mais bien plus onéreux existent pour des applications particulières qu’il est peu probable de rencontrer derrière un Arduino !

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