La résistance électrique dans un circuit

• Les résistances électriques, proprement appelées conducteurs ohmiques ou résistors, sont des composants en forme de petits cylindres que l'on reconnaît aisément sur les cartes électroniques.

• Ils sont présents dans n'importe quel appareil électrique. Ils assurent la transformation en chaleur de toute l'énergie électrique qu'ils reçoivent.

• Les résistances sont des composants plus ou moins conducteurs de l'électricité car certains d'entre eux s'opposent très fortement au passage du courant électrique, ils sont alors qualifiés de très résistants alors que d'autres laisseront passer le courant beaucoup plus facilement.

I. Conducteur ohmique (ou résistor) et résistance électrique

• Définitions :

  $\circ\quad$ Le conducteur ohmique (ou résistor), également appelé résistance électrique (par abus de langage), est un dipôle passif qui reçoit ou qui utilise le courant électrique. C'est aussi un dipôle non polarisé que l'on appelle dipôle symétrique (= il peut se brancher dans un sens ou dans l'autre).

  $\circ\quad$ La résistance électrique , notée $R$, est une grandeur qui mesure la capacité d'un conducteur ohmique à résister au passage d'un courant d'intensité $I$ (lorsqu'il existe une tension $U$ entre les deux extrémités de ce dipôle).

  $\circ\quad$ Elle s'exprime en ohm(s) ($\Omega$). Des multiples ou des sous-multiples du ohm sont souvent utilisés. Ainsi, le kiloohm, de symbole $k\Omega$, est $1~000$ fois plus grand que le ohm, le mégaohm de symbole $M\Omega$ est $1~000~000$ fois plus grand que le ohm et le milliohm de symbole $m\Omega$ est $1~000$ fois plus petit que le ohm.

• Le conducteur ohmique peut se brancher en série ou en dérivation dans un circuit électrique.

• Son symbole normalisé est :

II. Un peu d'histoire

• Pour faire un peu d'histoire des sciences, l'unité du ohm pour mesurer la résistance a été choisie en hommage à Georg Simon OHM (1787-1854).

• Ce physicien allemand a défini de façon précise le courant électrique et il a effectué de multiples mesures d'intensité et de tension sur des fils conducteurs de longueurs et d'épaisseurs différentes.

• Il a ainsi déterminé une relation portant son nom introduite peu plus loin dans cette fiche.

II. Mesure d'une résistance à l'ohmmètre

• La valeur d'une résistance se mesure à l'aide d'un multimètre en mode ohmmètre.

• Son symbole normalisé est :

• Pour que cet appareil donne le résultat de la valeur de la résistance, il faut le brancher directement aux deux bornes du conducteur ohmique. Tout comme pour le voltmètre ou l'ampèremètre, il possède plusieurs calibres : l'usage reste toujours de placer le curseur de l'ohmmètre sur le plus grand calibre pour le diminuer progressivement selon la mesure observée.

  

• Les mesures peuvent être élevées et on relève souvent des valeurs en kiloohms, qui sont très précises.

III. Détermination de la valeur d'une résistance par l'utilisation du « code des couleurs »

• Cette méthode n'est pas très précise mais elle permet de donner rapidement une bonne estimation de la valeur de la résistance d'un dipôle ohmique.

• L'observation d'une résistance nous montre un cylindre avec des anneaux colorés. Les trois premiers anneaux permettent de déterminer la valeur de la résistance et le quatrième anneau nous indique la tolérance. C'est le constructeur qui indique la tolérance en $\%$ car il est impossible de fabriquer industriellement une série de résistances qui auraient tous exactement la même valeur.

• Voici le tableau des couleurs utilisées pour les quatre premiers anneaux :

  

• Exemple de calcul de résistance en utilisant le code des couleurs :

  

  $\circ\quad$ Le quatrième anneau donne la tolérance, ici $5 \%$, c'est-à-dire :

  $\dfrac{10~000 \times 5}{100} = 500~\Omega$

  $\circ\quad$ Un encadrement de la valeur de cette résistance est donc :

  $10 000 - 500 \lt R \lt 10 000 + 500$

  $\Leftrightarrow 9~500 \lt R \lt 10~500 ~\Omega$

  $\circ\quad$ Ainsi, si cette résistance est détériorée, on peut la remplacer par toute résistance dont la valeur est comprise entre $9~500$ et $10~500 ~\Omega$.

• Remarques :

  $\circ\quad$ Bien que l'utilisation du code des couleurs est moins précise qu'une mesure à l'ohmmètre, c'est encore une méthode très utilisée par les dépanneurs en électronique ;

  $\circ\quad$ Le moyen mnémotechnique pour retenir l'ordre des couleurs de ce tableau est donné par la phrase suivante : "Ne Mangez Rien Ou Jeûnez, Voilà Bien Votre Grande Bêtise !" (Noir - Marron - Rouge - Orange - Jaune - Vert - Bleu - Violet - Gris - Blanc).

IV. Détermination de la valeur d'une résistance

• Le conducteur ohmique (ou résistor) est caractérisé par une relation de proportionnalité entre l'intensité du courant $I$ qui le traverse et la tension $U$ entre ses bornes ;

• Le coefficient de proportionnalité est la résistance $R$ du dipôle ohmique.

• Loi d'Ohm est la loi qui régit $U$, la tension aux bornes du conducteur ohmique, avec $I$, l'intensité qui le traverse est :

  $\boxed{U = R \times I }$

• Unités :

  $\circ\quad$ $U$ en $V$ ;

  $\circ\quad$ $I$ en $A$ ;

  $\circ\quad$ $R$ en ohms ($\Omega$).

• Propriété : plus un conducteur ohmique a une résistance élevée et plus il s'oppose au passage du courant.