Résistance électrique De quoi s’agit-il, à quoi sert-il et quels sont tous les types qui existent?
Les résistances électriques sont également connues sous le nom de composants électroniques utilisés dans les circuits pour faire varier les valeurs de courant et de tension . Tous ces termes sont largement utilisés en électronique, car ils doivent être utilisés lorsque l’on souhaite réaliser tout type de projet électrique tel que des projets Arduino .
Lorsqu’on travaille avec une plateforme telle qu’Arduino, il est plus que nécessaire pour l’utilisateur d’avoir des connaissances préalables sur l’électronique et les composants électroniques, car tout cela sera fondamental pour ce qu’est le développement sur la plateforme et la programmation de chacun d’entre eux. les plaques, d’ autant plus que chaque type d’appareil nécessite une alimentation en tension adéquate.
Cela signifie qu’une mauvaise manipulation des résistances qui sont traitées dans les circuits pourrait causer des dommages irréparables à l’une des cartes Arduino en ne travaillant pas avec les connaissances nécessaires. C’est pourquoi ici nous allons vous en apprendre un peu plus sur ce qu’est la résistance électrique , à quoi elle sert et quels sont tous les types qui existent actuellement , pour cela, suivez tout ce que nous vous apprendrons ensuite dans l’article.
Qu’est-ce que la résistance électrique et à quoi sert-elle en électronique?
La résistance électrique est définie comme l’opposition qu’un élément a au passage du courant ou dans ce cas, elle peut également être définie comme la force qui rejette ou s’oppose aux électrons qui se déplacent dans le matériau . Plus l’élément du circuit s’oppose au passage du courant, plus la résistance sera générée.
Différentes méthodes sont utilisées pour sa mesure, les plus courantes et utilisées aujourd’hui sont l’ohmmètre ou le multimètre , c’est un appareil qui est placé à l’extrémité de chaque borne, de cette façon vous pouvez obtenir la valeur de la résistance électrique qui est génère là-bas.
Par conséquent, on peut dire que la fonction de ceci est d’ aider à limiter et contrôler la tension du courant électrique, elle est mesurée par l’Ohm et est représenté par la lettre R . De la même manière, tout cela est également connu sous le nom de composants électroniques qui sont utilisés dans les circuits pour faire varier les valeurs d’intensité et de tension .
La plupart du temps, lorsque vous travaillez sur l’électronique, il est nécessaire d’alimenter un appareil, mais pour cela, il n’y a qu’une source de tension qui peut être beaucoup plus élevée que ce dont le terminal a besoin, donc il peut être endommagé s’il est connecté directement. C’est quelque chose qui se produit fréquemment lorsque vous travaillez avec des lumières LED dans des projets Arduino , car lors de leur connexion directe à une broche + 5V, le courant qui circule sera trop élevé pour la LED , ce qui la fera griller.
Pour éviter cela, la bonne chose sera de connecter la Led à une résistance électrique de 220 ohms ou similaire , cela rendra la valeur d’intensité beaucoup plus basse et malgré le fait que la Led aura l’air un peu moins brillante que si elle était connectée directement, mais cela Cela vous aidera à prolonger sa vie utile, vous prendrez donc soin de cet élément et vous assurerez le bon fonctionnement du projet.
Comportement de la résistance électrique Comment ce facteur fonctionne-t-il dans les circuits?
Gardez à l’esprit que la résistance électrique se comporte de deux manières, l’une d’entre elles étant le courant continu et le courant alternatif .
C’est pourquoi ci-dessous nous allons expliquer en quoi il consiste et comment chacun d’eux fonctionne:
En courant continu
Dans le cas du courant continu, il se réfère au flux continu de charge électrique à travers un conducteur entre deux points de potentiel différent, il ne change pas de direction dans le temps . Ici, vous pouvez également voir comment les charges électriques circulent toujours dans le même sens, bien que le courant continu soit principalement identifié avec un courant constant .
Dans ce cas, tout le courant est dit continu qui maintient toujours la même polarité , diminuant ainsi l’intensité à mesure que la charge est consommée. Il est également appelé courant continu lorsque les électrons se déplacent toujours dans le même sens , le flux est appelé courant continu et il va toujours du pôle positif au pôle négatif.
Par conséquent, on peut dire que ce type de courant est produit par des cellules et des batteries , où les extrémités des bornes de l’un de ces générateurs électriques créent une tension constante qui ne variera pas dans le temps. Normalement, la direction du courant électrique est considérée comme allant du positif au négatif, mais la vérité de tout cela est que la direction du mouvement des électrons va du négatif au positif.
Afin que vous puissiez mieux comprendre ce qu’est un courant continu, nous vous laissons ici l’exemple suivant:
- En ayant une batterie de 15 volts , tout type de récepteur qui y est connecté aura toujours 12 volts de tension , car il s’agit d’un courant continu, la tension de la batterie ne variera pas dans le temps. Par conséquent, lors de la connexion d’un récepteur soit une lampe ou une radio, le courant qui circulera dans le circuit sera toujours constant , c’est-à-dire le même nombre d’électrons et ne variera pas dans le sens de la circulation, il maintiendra donc toujours dans le même sens, il ira du pôle positif au pôle négatif.
Enfin, on peut dire que le courant continu a une tension qui est toujours la même et que l’intensité du courant est la même et que tout le courant circulera toujours dans le même sens.
En courant alternatif
Dans le cas du courant alternatif, il s’agit d’un type de courant électrique où la direction du flux d’électrons va et vient à intervalles réguliers ou par cycles. Par conséquent, le courant qui circule dans les lignes électriques et l’électricité normalement disponible dans les maisons est produit par des prises murales qui ont un courant alternatif. Dans le cas des États-Unis, le courant standard utilisé est de 60 cycles par seconde , ce qui signifie qu’il a une fréquence de 60 Hz .
Alors qu’en Europe et dans la majeure partie du monde, le courant standard utilisé est de 50 cycles par seconde, c’est-à-dire qu’ils ont une fréquence de 50 Hz. De la même manière, ce type de courant est produit par des alternateurs et est celui généré dans les centrales électriques . Dans le cas du courant alternatif, celui-ci est beaucoup plus facile à générer et à transporter , c’est pourquoi il est le plus utilisé au monde, puisqu’il s’agit principalement de celui que l’on trouve dans les connecteurs installés dans les maisons et les bureaux.
Pour le produire, il est nécessaire que l’alternateur fasse tourner son rotor 50 fois par seconde , où grâce à l’électromagnétisme et à l’induction électromagnétique chaque rotation de l’alternateur est capable de produire une onde de courant et de tension sinusoïdale ou sinusoïdale. Quant à la vitesse de rotation de l’alternateur, elle est constante, on peut donc dire que les alternateurs ont une fréquence de 50 Hertz (Hz) ou ce que l’on peut dire aussi qu’ils donnent 50 tours par seconde.
Types de résistances électriques Que sont toutes celles qui existent et en quoi diffèrent-elles?
Actuellement, vous pouvez trouver trois types de résistance électrique.
Ce que nous allons vous montrer ci-dessous:
Résistances fixes
Les résistances fixes sont celles qui ont la même valeur sans possibilité de les modifier à volonté .
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Il est divisé en types suivants:
- Agglomérats: Ce sont ceux qui sont construits à travers un mélange de graphite et de matériaux isolants dans des proportions adéquates pour obtenir la valeur ohmique souhaitée , elle s’exprime à travers le code couleur. Cependant, il faut mentionner que ce type d’utilisation est peu utilisé en raison de sa faible précision et de son instabilité thermique . Il a une puissance de dissipation allant de 1/8 W à 2 W.
- Film de carbone : Il s’agit d’un cylindre d’un matériau isolant sur lequel une fine couche de carbone sera déposée avec deux bouchons aux extrémités . Afin de trouver sa valeur ohmique, il va être obtenu en sculptant une hélice le long de la surface du carbone et il est présenté au moyen du code couleur . Ils sont l’un des plus utilisés pour les petites puissances allant de 1/10 W à 2 W.
- Film métallique: Il est construit de manière identique à ceux mentionnés ci-dessus, mais cette fois avec un film mince d’alliage métallique qui les rend beaucoup plus stables avant la température . De cette manière, les résistances électriques de ce type sont très précises. Il convient également de mentionner qu’ils utilisent cinq anneaux colorés pour représenter leur valeur, correspondant aux quatre premières valeurs ohmiques.
- Enroulements: Les enroulements de ce type sont construits en enroulant un fil d’alliage Ni-Cr-Al sur un tube de matériau céramique puis en le recouvrant d’une couche d’émail. Dans ce cas, la valeur ohmique est indiquée en surface et ils sont fabriqués jusqu’à des valeurs de 220 k et les puissances de dissipation vont de 1W à 130 .
Resistance variable
La résistance variable est également connue sous le nom de potentiomètre et permet de modifier sa valeur ohmique de zéro pour atteindre une valeur maximale grâce à un élément mobile ou un curseur.
Il a les types suivants:
- Enroulements: Ils sont également appelés rhéostats ou potentiomètres , cela dépendra de la puissance qu’ils sont capables de dissiper, ils sont constitués d’un corps en céramique qui a normalement la forme d’un tore, sur lui un fil métallique de constatan ou d’un Alliage Ni-Cr-Al revêtu d’un émail vitrifié sur toute la surface, à l’exception d’un rail latéral à travers lequel un curseur métallique peut glisser. Dans le cas des rhéostats, ils sont utilisés dans des circuits à forte consommation.
- Film de carbone: Ils sont constitués d’une feuille de carbone agglomérée déposée sur une base isolante circulaire ou rectiligne avec deux bornes aux deux extrémités où se déplace un contact mobile ou un curseur , le tout est lié à une troisième borne de connexion.
De cette façon, vous pouvez obtenir la valeur souhaitée entre l’un des extrêmes et le curseur. Selon le type de variation, on peut parler de potentiomètres linéaires et logarithmiques , et selon le variateur, de potentiomètre de réglage interne ou trimmers et de réglage externe ou variable . En ce qui concerne la valeur ohmique, elle est généralement imprimée sur le boîtier extérieur et les valeurs les plus courantes vont de 100 à 500.
Résistance dépendante
Ce sont des résistances non linéaires construites avec des matériaux semi-conducteurs, dans ce cas leur valeur ohmique dépendra de la variation des grandeurs physiques telles que l’intensité lumineuse , la tension et la température.
Comme ceux mentionnés ci-dessus, il en existe plusieurs types:
- Résistance dépendant de la température: elle a une valeur ohmique qui dépend de la température. Selon le type de variation qui existe, on peut parler de NTC (coefficient de température négatif) ou de PTC (coefficient de température positif). Si nous parlons de NTC, alors la valeur ohmique diminue à mesure que la température augmente, tandis que dans le PTC, elle diminue à mesure que la température diminue.
- En ce qui concerne la valeur nominale de chacun, elle se réfère à une température de 25 ° C, étant beaucoup plus précise que les thermomètres conventionnels et les thermocouples conventionnels, ils ont donc des applications dans la régulation et la mesure de la température, le contrôle et la compensation.
- Résistance dépendante de la lumière : elle est définie comme la résistance LDR (Light Dependent Resistor ), où sa valeur ohmique changera avec l’intensité lumineuse qui tombe sur sa surface, malgré le fait que la variation ne soit pas linéaire. De la même manière, on dit qu’il s’agit de coefficients de luminosité négatifs, c’est-à-dire que plus il y a de lumière, moins il y a de résistance. On utilise ici des dispositifs de régulation, de contrôle et de mesure liés à la lumière, tels que des cellules photoélectriques, des détecteurs pour alarmes et des photomètres.
- Résistance dépendante de la tension: elles sont connues sous le nom de VDR (Voltage Dependent Resistor) , elles ont une valeur ohmique qui varie en fonction de la tension appliquée entre ses extrémités. De la même manière, il diminue avec l’augmentation de la tension appliquée et ils sont utilisés dans les circuits stabilisateurs de tension et dans les dispositifs de protection contre les surtensions .
Quels sont les matériaux avec la meilleure résistance électrique et comment est-elle mesurée?
Tout cela est connu sous le nom de «résistivité», c’est la résistance électrique d’un certain matériau et est une grandeur de tout élément qui dépend directement de sa nature et de sa température . Le moyen le plus courant d’obtenir la valeur de cette résistance est mathématique .
Pour cela il faudra appliquer cette formule:
ρ=ρ0⋅(1+α⋅ΔT)
Où vos variables indiquent ce qui suit:
- p0: C’est la résistivité à température ambiante, elle est majoritairement de 20 ° C et son unité SI est l’ohm par mètre Ω · m .
- α: C’est le coefficient de chaque matériau, il offre une idée de la sensibilité de la résistivité du matériau aux changements de température, principalement mesurée en ° C.
- ΔT: On entend la différence de la température considérée par rapport à la température ambiante, on peut dire qu’elle est: Δ T = Tf – Tamb . Il est pris en compte que la température ambiante est normalement de 20 ° C, donc ce sera comme suit: ΔT = Tf – 20
Conformément à cela, on peut dire que la résistivité d’un matériau ne dépendra pas du fait qu’il ait un conducteur de section ou de longueur plus ou moins grande , bien au contraire de ce qui se passe avec la résistance. Il faut tenir compte de ce que sont les unités de résistivité, elles peuvent être déduites en dénudant l’équation de la résistance elle-même, sachant que celle-ci se mesure également en ohms.
Par conséquent, pour cela, chaque grandeur doit être remplacée par son unité dans le système international et ce sera comme suit:
R=ρlS⇒Ω=ρmm2⇒ρ=Ωm2m=Ω⋅m
Comme vous pouvez le voir, il n’est pas très courant d’avoir la section d’un conducteur en mètres carrés , donc une autre unité largement utilisée pour la résistivité est Ω · mm2 / m. Afin d’utiliser directement l’équation de résistance, il sera nécessaire de placer la longueur en mètres et la section en millimètres au carré.
Lorsque la température est plus élevée, la résistivité est satisfaite:
- Ils augmentent en métaux: cela signifie qu’il conduit moins bien lorsque la température est plus élevée.
- Il diminue en demi-métaux: c’est-à-dire qu’il conduit mieux plus la température est élevée.
En fonction de la résistivité des matériaux, ceux-ci peuvent être classés comme suit:
- Conducteurs si ρ <10-5 Ωm
- Semi – conducteurs si 10-5 Ωm <ρ <106 Ωm
- Isolateurs si ρ> 10 6 Ω m
Par conséquent, on peut dire que chaque fois qu’un matériau a une résistance électrique, il aura une résistivité , où principalement la résistivité des métaux augmentera avec la température, tandis que la résistivité des semi-conducteurs diminuera avec l’augmentation de la température.
Conformément à cela, voici un tableau avec les matériaux qui ont le plus de résistivité:
| MATÉRIEL | RÉSISTIVITÉ (20 ° C – 25 ° C) (Ω · m). |
| Graphène | 1,00 x 10 -8 |
| argent | 1,59 x 10 -8 |
| Cuivre | 1,71 x 10 -8 |
| Or | 2,35 x 10 -8 |
| Aluminium | 2,82 x 10 -8 |
| Tungstène | 5,65 x 10 -8 |
| Nickel | 6,40 x 10 -8 |
| Fer | 8,90 x 10 -8 |
| Platine | 10,60 x 10 -8 |
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