Lesrésistors

# Lesrésistors ## -Description et symbole normalisé - Différents types de résistor -Détermination de la résistance d’un résistor -Loi d’Ohm aux bornes d’un résistor ### Introduction Bienvenue à cette leçon sur les résistors, des composants essentiels en électronique. Les résistors, aussi appelés résistances, jouent un rôle fondamental dans la plupart des circuits électriques en contrôlant le flux de courant. Au cours de cette leçon, nous allons explorer leur description, leurs symboles, les différents types existants, comment déterminer leur valeur de résistance, et la loi fondamentale qui régit leur comportement : la loi d'Ohm. ### Concepts Clés #### 1. Description et symbole normalisé du résistor ##### Qu'est-ce qu'un résistor ? Un résistor est un composant électronique passif qui a pour principale fonction de s'opposer, de manière plus ou moins importante, au passage du courant électrique dans un circuit. Cette opposition est appelée **résistance**. * La grandeur physique qui caractérise un résistor est la **résistance**, notée \( R \). * L'unité de mesure de la résistance est l'**Ohm**, dont le symbole est \( \Omega \) (Omega majuscule). * Les résistors sont utilisés pour plusieurs raisons : limiter l'intensité du courant, protéger d'autres composants sensibles, diviser une tension, ou encore chauffer. ##### Symbole normalisé Dans les schémas électriques, un résistor est représenté par un symbole standardisé pour faciliter la compréhension du circuit. * **Symbole européen (norme IEC) :** Un rectangle sans flèche. * **Symbole américain (norme ANSI) :** Une ligne en zigzag. ``` -------[R]-------- (Symbole européen) -------/\/\/\------- (Symbole américain) ``` #### 2. Différents types de résistors Les résistors existent sous diverses formes, chacune adaptée à des applications spécifiques. ##### Résistors à résistance fixe Ce sont les plus courants. Leur valeur de résistance est constante et ne peut pas être modifiée. * **Exemples :** Résistors à couche de carbone, à couche métallique, bobinés. ##### Résistors variables (Potentiomètres) Ces résistors permettent de faire varier leur résistance manuellement en tournant un axe ou en déplaçant un curseur. * **Applications :** Réglage du volume d'un appareil audio, de la luminosité d'une lampe, de la vitesse d'un moteur. ##### Résistors sensibles (Capteurs) Leur résistance varie en fonction d'une grandeur physique externe (température, lumière, etc.). Ils sont souvent utilisés comme capteurs. * **Thermistance :** Sa résistance varie avec la température. * **CTN (Coefficient de Température Négatif) :** La résistance diminue lorsque la température augmente. * **CTP (Coefficient de Température Positif) :** La résistance augmente lorsque la température augmente. * **Photorésistance (LDR - Light Dependent Resistor) :** Sa résistance varie en fonction de l'intensité lumineuse. * La résistance diminue lorsque l'intensité lumineuse augmente. * La résistance est maximale dans l'obscurité. #### 3. Détermination de la résistance d’un résistor Pour connaître la valeur d'un résistor, il existe deux méthodes principales. ##### 3.1. Code des couleurs La plupart des résistors à résistance fixe sont marqués de bandes de couleurs qui, lues dans le bon ordre, indiquent leur valeur de résistance et leur tolérance (précision). * **Anneaux :** Généralement 4 ou 5 anneaux. * **1er et 2e anneaux :** Chiffres significatifs (parfois un 3e). * **3e (ou 4e) anneau :** Multiplicateur (puissance de 10). * **Dernier anneau :** Tolérance (précision de la valeur). | Couleur | Chiffre | Multiplicateur | Tolérance | | :--------- | :------ | :------------- | :---------- | | Noir | 0 | \( 10^0 \) | | | Marron | 1 | \( 10^1 \) | \( \pm 1\% \) | | Rouge | 2 | \( 10^2 \) | \( \pm 2\% \) | | Orange | 3 | \( 10^3 \) | | | Jaune | 4 | \( 10^4 \) | | | Vert | 5 | \( 10^5 \) | \( \pm 0.5\% \)| | Bleu | 6 | \( 10^6 \) | \( \pm 0.25\% \)| | Violet | 7 | \( 10^7 \) | \( \pm 0.1\% \) | | Gris | 8 | \( 10^8 \) | \( \pm 0.05\% \) | | Blanc | 9 | \( 10^9 \) | | | Or | | \( 10^{-1} \) | \( \pm 5\% \) | | Argent | | \( 10^{-2} \) | \( \pm 10\% \) | | Aucune | | | \( \pm 20\% \) | ##### 3.2. Mesure avec un multimètre (Ohmmètre) Le multimètre est un appareil de mesure polyvalent qui peut être réglé en mode **ohmmètre** pour mesurer la résistance. * **Procédure :** 1. Assurez-vous que le circuit n'est pas sous tension (débranchez la source d'alimentation). 2. Sélectionnez la fonction ohmmètre (symbole \( \Omega \)) sur le multimètre. 3. Branchez les pointes de touche du multimètre aux bornes du résistor (l'ordre n'a pas d'importance). 4. Lisez la valeur affichée sur l'écran du multimètre. 5. Choisissez le calibre approprié (commencez par le plus grand si vous ne connaissez pas l'ordre de grandeur). #### 4. Loi d’Ohm aux bornes d’un résistor La loi d'Ohm est une relation fondamentale qui décrit le comportement des résistors dans un circuit électrique. ##### 4.1. Relation fondamentale La **Loi d'Ohm** établit que la tension \( U \) aux bornes d'un résistor est directement proportionnelle à l'intensité \( I \) du courant qui le traverse, et que le coefficient de proportionnalité est la résistance \( R \) du résistor. La formule est la suivante : \[ U = R \times I \] Où : * \( U \) est la tension aux bornes du résistor, exprimée en **Volts (V)**. * \( R \) est la résistance du résistor, exprimée en **Ohms (\( \Omega \))**. * \( I \) est l'intensité du courant qui traverse le résistor, exprimée en **Ampères (A)**. Cette loi peut aussi être écrite sous les formes suivantes pour calculer \( R \) ou \( I \) : \[ R = \frac{U}{I} \] \[ I = \frac{U}{R} \] ##### 4.2. Représentation graphique (Caractéristique U=f(I)) Si l'on trace un graphique de la tension \( U \) en fonction de l'intensité \( I \) pour un résistor donné, on obtient une droite passant par l'origine. Cette droite est appelée la caractéristique tension-courant du résistor. * La pente de cette droite est égale à la valeur de la résistance \( R \) du résistor. * Plus la résistance est grande, plus la pente est raide. ### Vocabulaire * **Résistor :** Composant électronique qui s'oppose au passage du courant électrique. * **Résistance (R) :** Grandeur physique mesurant l'opposition au courant, unité : l'Ohm (\( \Omega \)). * **Ohm (\( \Omega \)) :** Unité de mesure de la résistance. * **Ohmmètre :** Appareil de mesure (souvent une fonction d'un multimètre) servant à mesurer la résistance. * **Loi d’Ohm :** Relation fondamentale entre la tension (U), l'intensité (I) et la résistance (R) : \( U = R \times I \). * **Tension (U) :** Différence de potentiel électrique entre deux points d'un circuit, unité : le Volt (V). * **Intensité (I) :** Débit du courant électrique, quantité d'électrons circulant par seconde, unité : l'Ampère (A). * **Code des couleurs :** Système de marquage coloré sur les résistors pour indiquer leur valeur de résistance et leur tolérance. * **Thermistance :** Résistor dont la valeur varie en fonction de la température (CTN ou CTP). * **Photorésistance (LDR) :** Résistor dont la valeur varie en fonction de l'intensité lumineuse. ### Exemples #### Exemple 1 : Calcul de tension avec la Loi d'Ohm Un résistor de \( 330 \, \Omega \) est traversé par un courant d'intensité \( 30 \, mA \). Quelle est la tension à ses bornes ? * **Données :** \( R = 330 \, \Omega \), \( I = 30 \, mA \). * **Conversion :** Convertissons l'intensité en Ampères : \( I = 30 \, mA = 0.030 \, A \). * **Formule :** \( U = R \times I \). * **Calcul :** \( U = 330 \, \Omega \times 0.030 \, A = 9.9 \, V \). * **Réponse :** La tension aux bornes du résistor est de \( 9.9 \, V \). #### Exemple 2 : Lecture du code des couleurs Un résistor présente les anneaux de couleur suivants : Jaune - Violet - Rouge - Or. Déterminez sa résistance et sa tolérance. * **1er anneau (Jaune) :** Chiffre 4 * **2e anneau (Violet) :** Chiffre 7 * **3e anneau (Rouge) :** Multiplicateur \( 10^2 \) (soit \( imes 100 \)) * **4e anneau (Or) :** Tolérance \( \pm 5\% \) * **Calcul :** \( R = 47 \times 10^2 \, \Omega = 4700 \, \Omega = 4.7 \, k\Omega \). * **Réponse :** La résistance est de \( 4.7 \, k\Omega \) avec une tolérance de \( \pm 5\% \). #### Exemple 3 : Application d'une Photorésistance (LDR) Dans un système d'éclairage automatique, une LDR est utilisée. Lorsque la nuit tombe, la luminosité ambiante diminue fortement. Décrivez l'effet sur la LDR et son rôle. * **Effet sur la LDR :** Lorsque la luminosité diminue, la résistance de la LDR augmente considérablement. * **Rôle :** Cette augmentation de résistance peut être détectée par un circuit électronique, qui interprétera cela comme un signal pour activer une lumière (par exemple, des lampadaires publics ou une veilleuse). ### Exercices 1. Qu'est-ce qu'un résistor ? Quelle est la grandeur physique qu'il caractérise et quelle est son unité de mesure ? 2. Dessinez le symbole normalisé d'un résistor selon la norme européenne. 3. Un résistor porte les couleurs suivantes : Marron - Vert - Orange - Argent. Quelle est sa valeur de résistance et sa tolérance ? 4. Un résistor de \( 1.5 \, k\Omega \) est soumis à une tension de \( 12 \, V \). Calculez l'intensité du courant qui le traverse. (Attention aux unités !) 5. Expliquez la différence entre une thermistance CTN et une thermistance CTP en décrivant comment leur résistance varie avec la température. ### Devoirs 1. Recherchez et décrivez trois applications concrètes des résistors variables (potentiomètres) dans des objets du quotidien que vous utilisez. 2. Si un multimètre indique \( 2.7 \, k\Omega \) pour un résistor, quelles pourraient être les couleurs des trois premiers anneaux (supposez une tolérance de \( \pm 5\% \) pour le quatrième anneau) ? 3. Aux bornes d'un résistor, on mesure une tension \( U = 4.5 \, V \) et une intensité \( I = 15 \, mA \). Quelle est la valeur de la résistance de ce résistor ? 4. Décrivez comment la résistance d'une photorésistance (LDR) évolue en fonction de l'éclairage ambiant. Dans quelles conditions (très lumineux ou très sombre) sa résistance est-elle la plus élevée ? Pourquoi ? ### Résumé Nous avons exploré les résistors, des composants fondamentaux en électronique. Retenez les points clés suivants : * Un **résistor** est un composant passif qui s'oppose au passage du courant électrique. Sa caractéristique principale est la **résistance \( R \)**, mesurée en **Ohms (\( \Omega \))**. * Il existe des résistors à **résistance fixe**, des **résistors variables** (potentiomètres), et des **résistors sensibles** (thermistances, photorésistances/LDR) qui réagissent aux changements de température ou de lumière. * La valeur d'un résistor peut être déterminée grâce au **code des couleurs** ou mesurée précisément à l'aide d'un **ohmmètre** (fonction d'un multimètre). * La **Loi d'Ohm** est la relation fondamentale qui lie la tension \( U \) aux bornes d'un résistor, son intensité \( I \) et sa résistance \( R \) : \[ U = R \times I \]. Comprendre les résistors et la loi d'Ohm est essentiel pour analyser et concevoir des circuits électriques simples.