Résistance

En électricité, le terme résistance sert à désigner plusieurs choses différentes mais liées ...

La propriété physique

C'est la propriété d'un matériau à s'opposer au passage d'un courant électrique. Elle est fréquemment désignée par la lettre R et son unité de mesure est l'ohm (symbole : Ω). Elle est liée aux notions de résistivité et de conductivité électrique. Pour un conducteur filiforme homogène, à une température donnée, il existe une relation servant à calculer sa résistance selon le matériau qui le forme et de ses dimensions :

$R = \rho \cdot \frac l s = \frac{l}{{\gamma}\cdot{s}}$

$\rho \,$ étant la résistivité en ohm-mètre (Ω·m),
$l \,$ la longueur en mètres (m),
$s \,$ la section en mètre carré (m²),
$\gamma \,$ la conductivité en siemens par mètre (S/m).

La résistance est aussi responsable d'une dissipation d'énergie sous forme de chaleur. Cette propriété porte le nom d'effet Joule. Cette production de chaleur est quelquefois un effet souhaité (résistances de chauffage), quelquefois un effet néfaste (pertes Joule).

Un des problèmes majeurs pour les ingénieurs est que la conductivité, et son inverse, la résistivité, dépendent fortement de la température. Quand un dipôle est traversé par un courant électrique, sa résistance provoque un échauffement qui modifie sa température, laquelle modifie sa résistance. La résistance d'un dipôle dépend par conséquent fortement des conditions d'utilisation.

La puissance dissipée par effet Joule est $P = R \cdot Iˆ2$

$I$ : l'intensité du courant, en ampères, traversant la résistance
$R$ : la résistance, en ohms.

La résistance a ceci de spécifique que c'est une des rares caractéristiques physiques dont la plage de valeurs va quasiment de 0 (supraconducteurs) à ∞ (isolants parfaits).

Le dipôle

symbole européen d'une résistance dans un circuit

symbole américain d'une résistance dans un circuit

Pour distinguer le dipôle de sa propriété physique, il faudrait en principe l'appeler "résisteur" (le mot anglais resistor ou l'anglicisme résistor sont quelquefois employés). Par abus de langage le dipôle s'est par conséquent fait appeler lui aussi "résistance" par la pratique. Cet usage est permis par les dictionnaires.

C'est un composant électronique qui permet d'augmenter volontairement la résistance (propriété physique) d'un circuit. Il est caractérisé par la proportionnalité entre l'intensité du courant qui le traverse et la tension entre ses limites. Dans la pratique cette propriété ne se vérifie qu'approximativement à cause de la variation de résistivité avec la température.

On peut distinguer :

Les résistances de puissance dont l'objectif est de produire de la chaleur, exemple : chauffage électrique. Le plus souvent une plaque indique la tension nominale d'utilisation et la valeur de la puissance produite.
Les résistances fixes dont l'objectif est d'obtenir, dans un montage électronique, des potentiels ou des courants idéalement déterminés en certains lieux du circuits. On indique alors par un code de couleur sa valeur de résistance et la précision de cette valeur. La puissance maximale qu'elle peut dissiper se devine (quelquefois) par sa taille. Ces résistances sont les seules à véritablement vérifier la loi d'Ohm dans un grand domaine d'utilisation (or elles ont été conçues après sa mort)
Les résistances variables qui autorisent un utilisateur d'ajuster un courant (rhéostat) ou une tension (potentiomètre).
Les dipôles dont la résistance fluctue avec une grandeur physique :
- La température : CTN (résistance à cœfficient de température négatif) et CTP (à cœfficient de température positif)
- L'éclairement : photorésistances
- Les forces appliquées : jauges de contraintes...

Le conducteur ohmique

Caractéristique de la résistance : Courbe de I = f (U) = U/R

Un conducteur ohmique est un composant électronique nommé aussi résistance et qui vérifie la loi d'Ohm :

$U = R \cdot I \,$ , avec

$I \,$ étant l'intensité du courant, en ampères, traversant la résistance et
$U \,$ la tension, en volts, entre ses limites.

La courbe représentative de la caractéristique d'une résistance est une droite passant par l'origine du repère.

Les termes de résistance pure ou de résistance parfaite sont quelquefois utilisés. Le terme de résistor avait été introduit un certain temps dans les programmes de l'Éducation nationale française, il en a été retiré ensuite.

En toute rigueur aucun dipôle n'applique précisément la loi d'Ohm. Le conducteur ohmique est par conséquent davantage un modèle servant à décrire les dipôles réels. A titre d'exemple, la résistance d'un conducteur métallique à une température donnée est bien approchée par la relation :

$R = R_0 (1 + a \theta + b {\theta}ˆ2) \,$ avec $R_0 \,$ un hypothétique conducteur ohmique modélisant le comportement du conducteur idéalement thermostaté à la température de 0 K et $\theta \,$ la température en K.

Lois d'électrocinétique

Expression de la puissance

La puissance consommée par un conducteur ohmique de résistance $R \,$ peut s'écrire

$P = {R \cdot Iˆ2} = \frac{Uˆ2}{R}$

avec :

$I \,$ le courant qui traverse effectivement le dipôle
$U \,$ la tension effectivement aux limites du dipôle, cette dernière peut être différente de la tension délivrée par le générateur.

$P \,$ est exprimé en watt.

Résistances équivalentes

Article détaillé : Résistance équivalente.

Les lois dites d'associations de résistances ne s'appliquent en toute rigueur qu'à des conducteurs ohmiques :

en série :

$\ R_{\rm eq} = R_1 + R_2 \,$

en parallèle :

$\frac {1} {R_{\rm eq}} = \frac {1} {R_1} + \frac {1} {R_2} \Leftrightarrow R_{\rm eq} = \frac{R_1 \cdot R_2}{R_1 + R_2} \,$

Une démonstration rapide de cette relation peut être faite à partir de considérations énergétiques :

Soit deux résistances : $R_1 \,$ et $R_2 \,$ , en parallèle et alimentées par une source de tension. La puissance consommée par cet ensemble est égale à la somme des puissances consommées par chacune des résistances, soit :

$P = \frac {Uˆ2} {R_1} + \frac {Uˆ2} {R_2} \,$

avec $U \,$ la valeur efficace de la tension aux limites de ces résistances.

La résistance équivalente doit consommer une puissance semblable à cet ensemble, d'où :

$\frac {Uˆ2} {R_{\rm eq}} = \frac {Uˆ2} {R_1} + \frac {Uˆ2} {R_2} \,$

En simplifiant, on retrouve la formule d'association de résistances en parallèle.

Voir aussi

Montages simples avec des résistances

Circuit RLC

Filtre (électronique)

Diviseur de tension

Pont de Wheatstone

Recherche sur Amazone (livres) :

Principaux mots-clés de cette page : résistance - dipôle - conducteur - température - courant - puissance - tension - ohm - propriété - loi - ohmique - physique - électrique - électronique - quelquefois - valeurs - circuit - chaleur - utilisation - résistivité - mètre - effet - limites -

Ce texte est issu de l'encyclopédie Wikipedia. Vous pouvez consulter sa version originale dans cette encyclopédie à l'adresse http://fr.wikipedia.org/wiki/R%C3%A9sistance_(%C3%A9lectricit%C3%A9).
Voir la liste des contributeurs.
La version présentée ici à été extraite depuis cette source le 11/11/2010.
Ce texte est disponible sous les termes de la licence de documentation libre GNU (GFDL).
La liste des définitions proposées en tête de page est une sélection parmi les résultats obtenus à l'aide de la commande "define:" de Google.
Cette page fait partie du projet Wikibis.

Résistance

En électricité, le terme résistance sert à désigner plusieurs choses différentes mais liées ...

Catégories :

Page(s) en rapport avec ce sujet :

La propriété physique

Le dipôle