COMPOSANTS ÉLECTRONIQUES 1
2. 3. - IDENTIFICATION DES RÉSISTANCES
Le remplacement d'une résistance dans un circuit électronique nécessite la prise en compte des paramètres suivants : la valeur nominale, la tolérance, et, la puissance nominale.
Ces données sont exprimées au moyen de chiffres, de lettres ou de bagues de couleur selon un code bien défini.
Quand la valeur ohmique est indiquée en chiffres, on peut trouver par exemple les inscriptions suivantes :
|
0,301 |
19,6 |
2.10 |
etc.... |
On remarque que l'indication de puissance peut être omise et que l'on peut trouver un point à la place de la virgule.
Parfois pour les valeurs ohmiques
inférieures à 1 000 
, le symbole «» est
remplacé par la lettre «R» ; si cette valeur est
décimale, la lettre «R» peut prendre la place de la
virgule ou du point comme dans les
exemples suivantes :
,
tolérance ± 10
% ,
tolérance ± 1
% ,
tolérance ± 1
% Pour des résistances produites par le
même constructeur et de valeur supérieure à 1 000
, la lettre
«R» est remplacée par la lettre
«K» (multiplicateur : x 1 000)
:
= 8 200 = 2 150 Enfin, l'inscription peut être abrégée ainsi :
± 10
%, 1 WSi les dimensions des résistances agglomérées et à couche ne permettent pas l'inscription des paramètres en entier on a recours au système des anneaux de couleur disposés autour du corps cylindrique des résistances , à partir d'une des deux bornes.
Avec une méthode, la lecture des paramètres est toujours possible quelle que soit la position de la résistance sur le montage et est plus durable dans le temps.
Les codes internationaux sont au nombre de deux :
Le premier code à quatre couleurs est reporté sur la figure 11 ; comme on peut le voir, chaque anneau de couleur, selon la position occupée, a une signification particulière.
La lecture débute à partir de la bande la plus proche de l'une des extrémités de la résistance ; les couleurs des deux premiers anneaux indiquent les deux premiers chiffres significatifs de la valeur ohmique, la couleur du troisième anneau donne le coefficient de multiplication et enfin le quatrième la tolérance.
L'éventuelle absence du quatrième anneau sous-entend une valeur avec tolérance de ± 20 % et si le premier anneau est plus large que les autres alors il s'agit de résistances bobinées et non plus agglomérées (voir figure 7-a).
Quelques exemples de lecture de valeurs ohmiques sont reportés ci-dessous :
Nous obtenons pour cet exemple une valeur nominale
de 1 200 ± 5 % comme
illustrée figure 11.
Dans ce cas la valeur nominale est de 56 000
± 10 %
Le troisième anneau en noir indique qu'il
n'y a pas de zéro, donc la valeur est de 12 ± 1 %.
La valeur résistive correspond à 1 000 000
= 1
M ; l'absence du quatrième anneau indique une
tolérance de ± 20 %.
Prenons cette fois deux exemples concernant le
codage des résistances inférieures à 10 :
La valeur nominale d'une résistance ayant
les anneaux de couleur ci-dessus sera de :
91 / 100 = 0,91 tolérance ± 5 %
Dans ce cas, la valeur ohmique nominale est de
51 / 10 = 5,1 tolérance = ± 5 %
Le code à cinq couleurs est reporté dans la figure 12 ci-dessous ; il est utilisé quand la valeur ohmique est composée de trois chiffres significatifs ; la valeur nominale est comprise dans les trois premiers anneaux et les deux derniers correspondent aux mêmes paramètres que ceux du code à quatre couleurs.
Exemples de lecture :
La valeur résistive est de 1 050 ± 2 %
Dans ce cas la valeur nominale est de 864
/
100 = 8,64 ± 0,1
%.
La valeur de la résistance est de 943
± 1 %
Les résistances agglomérées et à couche ont des valeurs ohmiques normalisées pour chaque tolérance. Les tableaux des figures 13 et 14 montrent les valeurs ohmiques des résistances couramment utilisées avec les tolérances respectives de ± 10 % et de ± 5 %.
La puissance maximale que peut dissiper une résistance est exprimée en chiffres (exemple 1 W, 2 W, etc...) ou sous la forme d'un code inscrit sur le corps de l'élément, dans le cas contraire il n'existe aucune indication.
Pour les résistances agglomérées, la puissance maximale pouvant être dissipée est en fonction de ses dimensions (voir figure 2-c). Pour les autres types de résistance, quand cette différenciation n'est pas évidente, il faut se référer aux techniques de fabrication adoptées par les divers constructeurs et consulter le catalogue de ces derniers.
Pour choisir la puissance que pourra dissiper une résistance, en cas de doute à l'occasion d'un remplacement, on procède expérimentalement en mesurant la tension présente aux bornes de la résistance quand le circuit est alimenté ; en divisant le carré de cette tension lue (V2 = V x V) par la valeur «R» de l'élément résistif, on obtient la puissance qui doit être dissipée par la résistance.
Prenons un exemple : soit une résistance de
1 000 et une
tension appliquée aux bornes de 36 Volts
; la puissance «P»
à dissiper sera donc :
Cette résistance sera en mesure de dissiper une puissance de 1,296 W ; on choisira la valeur normalisée qui est juste supérieure à cette valeur calculée ; on trouve pour cet exemple 2 Watts.
Remarque : Il faut toujours choisir une résistance de puissance supérieure à celle calculée car le composant ne «travaille» pas à la limite de ses possibilités, ce qui lui assure une longévité plus grande.
2. 4. - NOTES PRATIQUES SUR LES RÉSISTANCES
Il peut arriver, pour le technicien ou celui qui expérimente un montage, de ne pas avoir à sa disposition une résistance de valeur déterminée ; il est possible de surmonter la difficulté en ayant recours à l'association série ou parallèle de deux ou plusieurs résistances.
En effectuant un branchement série de résistances, leurs valeurs ohmiques s'additionnent et on peut obtenir une valeur non normalisée par deux ou plusieurs valeurs qui le sont.
Par exemple, la valeur 1 150 peut être obtenue par
une résistance de 680 en série avec une
autre de 470 ou une
résistance de 1 000 en série avec une de
150 ou
encore trois résistances : une de 150 et deux de 500 .
En effectuant, au contraire, un branchement parallèle on obtient une valeur ohmique inférieure à la plus petite des valeurs de résistance du branchement.
Dans ce cas, si deux résistances R1 et R2 sont en parallèle, la résistance équivalente sera :
Par exemple : R1 = 120 et R2 = 240
Pour connaître quelle valeur de résistance R2, on doit mettre en parallèle avec R1 pour obtenir une résistance équivalente Req bien déterminée, il faut appliquer la formule suivante :
Supposons que l'on veuille par exemple, obtenir
une résistance Req de 60 et que nous ayons à
notre disposition une résistance R1 de 100 ; la valeur de la
résistance R2 en parallèle avec R1 sera :
Dans un raccordement série ou parallèle de deux ou plusieurs résistances, la somme des puissances pouvant être dissipée par ces dernières n'est pas toujours égale à la puissance pouvant être dissipée par la résistance substituée. En effet, pour qu'elle le soit, il faut que toutes les résistances de substitution aient la même valeur ohmique et la même puissance nominale.
Exemple : Une
résistance de 1 500 - 2 W peut être
obtenue en reliant en série deux résistances de 750 - 1 W ou en parallèle
deux résistances de 3 000 - 1 W.
Si cette fois on réalisait 1 500 - 2 W par deux
résistances en série de 1 000 - 1 W et une de 500 - 1 W, on s'apercevrait que
la résistance de 1 000 ne supporterait pas la
puissance dissipée (ici 1,33 Watt).
Il existe un raccordement qui peut être utile dans de nombreux cas, car il combine deux à deux en série et en parallèle quatre résistances de même valeur ohmique et de même puissance (figure 15).
La valeur ohmique équivalente de cette combinaison est la même que celle d'une résistance alors que la puissance s'en trouve quadruplée.
±
10 % par 1 500 ± 5 %).
Le bruit d'une résistance est pris en compte dans les montages amplificateur haute fidélité (HI-FI) et en général dans ceux où le signal à amplifier est de faible niveau.
La tension maximale appliquée aux bornes d'une résistance est à considérer dans les montages mettant en jeu des signaux impulsionnels d'une certaine amplitude et dans les ponts diviseurs haute-tension.
Dans les circuits H.F. (haute fréquence), il faut éviter l'emploi de résistances bobinées en raison de l'inductance parasite élevée, en employant, de préférence, des résistances agglomérées ou à couche.
La stabilité et le coefficient de température ont un intérêt seulement pour les appareils de classe professionnelle comme par exemple les instruments de mesure de laboratoire, médicaux et militaires, pour lesquels un fonctionnement fiable est requis.
Les résistances variables sont constituées par un élément résistif sur lequel se déplace un contact appelé curseur qui est commandé par l'utilisateur ; ainsi, la valeur ohmique de l'élément varie suivant la position du curseur.
Quand les extrémités de l'élément résistif et le curseur sont raccordés à trois bornes externes distinctes, on a un potentiomètre ; si par contre le curseur est relié à l'un des contacts latéraux et ne présente que deux bornes externes, on a un rhéostat ou une résistance variable.
3. 1. - POTENTIOMÈTRES
La technique de fabrication des potentiomètres est très variable mais selon le type d'éléments résistifs, il est possible de faire les distinctions suivantes :
Sur la figure 16-a est illustrée la structure de base d'un potentiomètre au graphite dans lequel l'élément résistif est constitué d'une couche de graphite déposée sur une bande circulaire en bakélite.
La figure 16-b représente un potentiomètre bobiné dans lequel la résistance est constituée d'un fil résistif enroulé sur un support approprié.
Sur l'élément résistif glisse un contact mobile (curseur) sur lequel est fixé mécaniquement un axe de commande isolé du curseur.
En tournant cet axe, on fait varier la valeur ohmique entre la borne reliée au curseur et chacune des bornes latérales fixées aux extrémités de la résistance (figure 17-a).
Une rotation en sens horaire de l'axe entraîne une augmentation de la résistance (Ra) entre le curseur (C) et l'extrémité A, tandis que la résistance Rb entre le curseur et l'extrémité B diminue. Une rotation en sens inverse entraîne des effets contraires (Rb augmente, Ra diminue).
Ayant une structure et un aspect extérieur différents, le potentiomètre illustré dans la figure 18, appelé «SLIDER» ou «potentiomètre rectiligne», est caractérisé par une configuration droite de l'élément résistif. Le curseur se déplace en translation, commandé par un levier externe ; il est constitué par un ressort en forme de «U» qui glisse en contact électrique sur l'élément résistif et sur une lamelle conductrice parallèle et isolée de celui-ci. Cette lamelle est reliée à la borne centrale extérieure qui est en fait le curseur.
3. 2. - DONNÉES CARACTÉRISTIQUES DES POTENTIOMÈTRES
Les potentiomètres sont caractérisés par leur valeur ohmique, l'allure de la variation de cette résistivité, la tolérance et la puissance pouvant être dissipée.
La valeur ohmique indique la résistivité totale (Ra + Rb) entre les bornes extrêmes (A et B sur la figure 17-a).
L'allure de la variation ohmique est déterminée en fonction de la position du curseur et de la valeur ohmique présente entre ce dernier et l'une des bornes de l'élément résistif ; elle peut être linéaire, logarithmique ou pseudo-logarithmique (figure 19 et 20).
La tolérance et la puissance dissipée ont la même signification que pour les résistances fixes.
Les valeurs nominales peuvent être
exprimées en (ohm), en
k (kiloohm) ou en
M (mégohm). Certains
fabricants indiquent toutes les valeurs en M, même les faibles
valeurs, sans précéder la virgule de
zéro.
Exemple : .01 M
signifie 0,01 M
= 10 k
Souvent à la place de la virgule, les lettres R, K et M sont utilisées et remplacent les coefficients multiplicateurs qui valent respectivement 1, 1 000, 1 000 000 (voir chapitre sur l'identification des résistances fixes).
La valeur nominale du potentiomètre est clairement indiquée sur le capot en même temps qu'un code qui en désigne le type de variation.
Comme tous les fabricants ne suivent pas les mêmes normes, les codes adoptés sont différents.
3. 2. 1. - POTENTIOMÈTRES AU GRAPHITE
Ils sont disponibles sous différentes valeurs ohmiques normalisées.
Pour ceux qui ont une progression linéaire,
les valeurs ohmiques sont comprises généralement de 100 à 10 M alors que ceux qui ont une
progression logarithmique ont des valeurs entre 2 000 et 1 M.
Le tableau de la figure 21-a donne les valeurs ohmiques normalisées des potentiomètres en les partageant en deux catégories : sur la première ligne sont regroupées les valeurs d'usage plus courant. Certains fabricants fournissent toutefois, pour d'importantes commandes des valeurs de la série indiquées dans le tableau de la figure 21-b.
Les potentiomètres «rotatifs» à graphite peuvent être simples (figure 22-a) ou mécaniquement couplés "doubles" (figure 22-b) ; ces deux types sont quelquefois munis d'un interrupteur unipolaire ou bipolaire.
Les potentiomètres doubles peuvent avoir une commande unique qui positionne les deux curseurs en même temps, ou des commandes séparées agissant chacune sur le curseur des deux résistances. Sur la figure 22-c, un potentiomètre simple est équipé d'un interrupteur bipolaire qui est actionné en tirant ou en poussant l'axe de commande. Le potentiomètre double, illustré dans la figure 22-d est pourvu de deux commandes séparées coaxiales pour le réglage indépendant des deux résistances et d'un interrupteur unipolaire qui se ferme avant qu'une des commandes coaxiales n'arrive en fin de course (d'un seul côté).
Les axes des potentiomètres simples ou doubles à commande unique peuvent être de différentes longueurs ; il n'existe pas de normes universelles adoptées : ils sont parfois en matière plastique, facilement adaptables à la longueur voulue, et parfois avec une tige métallique différemment usinée pour la fixation du bouton de commande (figure 23-a).
Sur la figure 23-b, on peut observer quelques types d'axes coaxiaux pour potentiomètres doubles à commande séparée.
Ces potentiomètres sont fixés mécaniquement sur le châssis de l'appareil avec une rondelle éventail, un écrou et un contre-écrou (figure 24).
Les circuits imprimés qui équipent aujourd'hui tous les appareils électroniques, ont conduit les fabricants à réaliser différents types de potentiomètres avec des bornes adaptées aux nouvelles exigences tout en conservant leurs caractéristiques.
Sur la figure 25 sont donnés deux types de potentiomètres dont l'un avec des bornes parallèles à l'axe de rotation et l'autre avec des bornes perpendiculaires à ce même axe, placées ainsi pour être soudées sur le circuit imprimé.
Il existe de nombreux potentiomètres miniaturisés, dont quelques exemplaires sont visibles dans la figure 26. Étant donné leurs dimensions réduites, ces composants sont assez fragiles et dans la majeure partie des cas, ils sont utilisés comme des dispositifs ajustables.
Ces potentiomètres ajustables appelés également «trimmers» sont souvent démunis d'axe de commande et ont à la place une fente ou une vis centrale qui permet le réglage avec un tournevis.
Les trimmers de précision disposent d'une vis de réglage micrométrique positionnant le curseur dans un rapport de 1 / 1 à 30 / 1 (figure 27). Ils sont utilisés surtout pour des applications de type professionnel ; l'élément résistif est constitué soit par un fil enroulé sur un support isolant, soit par une couche de graphite.
Les potentiomètres ajustables au graphite peuvent dissiper une puissance comprise entre 0,1 W et 1 W environ ; ceux qui ont une puissance supérieure sont réalisés avec du fil métallique résistif.
3. 2. 2. - POTENTIOMÈTRES BOBINÉS
Le choix dans le domaine des potentiomètres avec élément résistif à couche de graphite est très vaste ainsi que dans celui des potentiomètres bobinés où l'élément résistif est constitué d'un fil enroulé sur un support déterminé sur lequel se déplace un curseur.
Selon la section, la quantité de fil et le type d'enroulement, on obtient des potentiomètres avec des caractéristiques différentes.
Avec des potentiomètres à couche de
graphite, on ne peut pas réaliser de très faibles
valeurs ohmiques comme avec les potentiomètres bobinés
dont la plage résistive s'étend de l'ohm à 200
k (rarement
au-delà).
La dissipation de puissance n'excède pas 2 W pour les potentiomètres à couche de graphite alors qu'elle atteint couramment entre 2 W et 5 W pour les potentiomètres bobinés.
Pour des usages spéciaux, on trouve des potentiomètres bobinés, appelés cette fois rhéostats, qui dissipent de 50 à 100 Watts.
Comme ceux en graphite, les potentiomètres bobinés peuvent être simples ou doubles, à commande unique ou séparée, avec ou sans interrupteur ; leur aspect extérieur ressemble à celui des potentiomètres au graphite mis à part leurs dimensions qui sont proportionnelles à la puissance pouvant être dissipée.
La figure 28 illustre quelques exemplaires d'encombrement moyen et couramment utilisés dans l'industrie électronique ; l'élément résistif et les organes mécaniques sont contenus dans un boîtier de résine phénolique avec un fond métallique de fermeture.
