Le pourcentage de carbone permet de déterminer la valeur de la résistance pour les dimensions données. Plus il y a de carbone et moins la résistance à une valeur ohmique élevée.

Une technique de fabrication plus récente consiste à déposer le mélange résistif carbone et liant sous forme de couche autour d'un petit tube de verre spécial dans lequel sont enfilées les deux bornes en contact avec le matériau résistif. La résistance ainsi formée est enrobée dans une résine plastique isolante thermodurcissable (figure 2-b).

Les bornes introduites en profondeur dans le support de verre permettent une meilleure conduction thermique d'où une meilleure dissipation de chaleur.

Les valeurs normalisées des résistances agglomérées disponibles dans le commerce s'étendent de 1 W à 22 MW avec des tolérances de ± 5 %, ± 10 % et ± 20 %. On trouve les puissances suivantes : 1 / 8 W, 1 / 4 W, 1 / 2 W, 1 W, 2 W, 3 W et 4 W dont les dimensions varient proportionnellement (figure 2-c).

La puissance et la valeur ohmique d'une résistance doivent figurer en clair à côté du symbole électrique de celle-ci.

Cependant, certains fabricants se réservent le droit, dans la conception des schémas, d'adopter des symboles graphiques qui seront interprétés au besoin, selon les indications fournies.

Particulièrement adaptées pour des usages courants, les résistances agglomérées dont le prix de revient est faible, sont très utilisées dans les circuits électroniques ; elles présentent une bonne tenue mécanique, un faible coefficient de température en milieu ambiant normal (inférieur à 60° C) et un bon comportement aux fréquences élevées (inductance parasite négligeable). Par contre, de par leur élément résistif hétérogène, elles peuvent présenter une tension de bruit trop élevée et une stabilité insuffisante pour certaines utilisations.

Les résistances à couche appelées aussi résistances à film sont réalisées par des techniques diverses ; l'une d'elles consiste à faire déposer par cracking (dépôt par procédé chimique à haute température) sur un support central en matière isolante (céramique) une fine couche de carbone ou d'oxyde d'étain ou encore d'un autre matériau résistif.

La valeur ohmique dépend de l'épaisseur de la couche déposée et de la substance utilisée. Cependant, on a observé que les couches très minces, nécessitées par les fortes valeurs, étaient fragiles et instables. Ainsi, une couche de 1 µm donne un coefficient de température de - 180 ppm/°C, tandis qu'une couche de 1 / 1 000 µm possède un coefficient de température de - 1800 ppm/°C, soit dix fois plus élevé.

C'est pourquoi on préfère choisir une couche un peu plus épaisse et augmenter sa longueur en traçant une spirale sur le tube (figure 3-a).

Il est évident que plus le pas du filet est fin et plus la bande résistive sera longue et étroite ; sa résistivité augmente également.

Le spiralage est réalisé sur un tour spécial par une meule diamantée. Le tour s'arrête automatiquement lorsque la valeur ohmique désirée est obtenue grâce à un pont de mesure. La précision est comprise entre ± 2 % et ± 5 %.

Une autre méthode de fabrication, mieux adaptée pour obtenir de faibles valeurs de résistances, consiste à déposer sur un support en forme de tube ou de plaquette des matériaux métalliques résistifs (alliages, métaux nobles ou oxydes) par vaporisation sous vide et sous forme de couches successives extrêmement minces jusqu'à obtenir l'épaisseur qui donne la valeur ohmique désirée (figure 3-b).

Avec un dépôt de film métallique sur un support de céramique, on réalise des résistances de faibles valeurs ohmiques et de dissipation thermique plus grande (de 0,07 W à 4 W pour 1 W et de 0,1 W à 100 W pour 14 W) ; l'absence de spiralage et donc d'inductance (self) permet leur utilisation en haute fréquence.

Quelle que soit la méthode utilisée, le matériau déposé se termine par deux bornes constituées de fil de cuivre étamé, fixées par deux coupelles métalliques ou soudées sur les deux extrémités du corps résistif. L'ensemble est protégé par un vernis plastique, un enrobage en résine synthétique ou un revêtement moulé qui fait qu'extérieurement ces résistances ressemblent aux résistances agglomérées courantes (figure 3-c).

Les multiples variétés de procédés de fabrication des résistances et des types de film adoptés par les constructeurs ainsi que la corrélation directe entre la puissance et les dimensions font en sorte que les résistances présentent des caractéristiques électriques assez différentes, tout en ayant le même aspect extérieur.

Les résistances à couche de carbone dont la valeur nominale s'étend de 1 W à 22 MW avec des tolérances typiques de ± 5 % ou de ± 10 %, ont un coefficient de température comprise entre 150 et 800 ppm/°C, et, une puissance admissible allant de 1 / 20 W à 2 W. Elles sont employées pour un usage général.

Elles possèdent une grande fiabilité et un bon comportement aux hautes fréquences. De plus, elles présentent un faible bruit et sont d'un coût modéré. Elles sont en beaucoup de points comparables aux résistances agglomérées.

Le tableau de la figure 4 indique à titre d'exemple, les principales caractéristiques des résistances à couche de carbone de chez Philips et les dimensions par rapport à la puissance admissible à température ambiante Ta = 70° C.

 

 

Fig. 4. - Caractéristiques électriques et dimensions des résistances à couche de carbone produites par Philips.

Les résistances à film métallique sont utilisées pour des usages professionnels, où sont exigés : la précision (tolérances inférieures ou égales à 0,1 %), le coefficient de température voisin de ± 25 ppm/° C, une grande stabilité et un faible bruit.

Naturellement, les caractéristiques électriques peuvent varier d'un type de résistance à l'autre selon les spécifications d'utilisation.

Le tableau de la figure 5 résume les données techniques et les dimensions des résistances à couche métallique de chez Philips et constitue un élément de comparaison avec les résistances à couche de carbone vues précédemment.

 

 

* Pour valeurs ≤ (inférieures ou égales) 49,9 W : 100 ppm/°C

Fig. 5. - Caractéristiques électriques et dimensions des résistances à couche métallique (usage général) de chez Philips.

Les résistances à film d'oxyde métallique dont l'élément résistif est constitué par de l'oxyde d'étain chauffé à 800° et pulvérisé sur le support, sont caractérisées par une tolérance de ± 1 %, un niveau de bruit très bas, une grande stabilité et un bon fonctionnement aux hautes fréquences ; leur emploi est particulièrement professionnel.

Les résistances à film "métal-verre" ont l'élément résistif obtenu en revêtant un support isolant de poudre de métaux précieux comme de l'argent et du palladium, mélangée à du verre pulvérisé.

Bien que ces résistances n'aient pas la même précision que celles à film métallique, elles présentent quand même une grande stabilité, un faible bruit et surtout une grande immunité aux agents atmosphériques ; elles supportent également des températures élevées et de fortes surcharges sans dommage. Avec la même méthode de spiralage adoptée pour les résistances à couche de carbone et en éloignant davantage les spires adjacentes, on réalise des résistances supportant de hautes tensions : l'arc électrique étant moins sollicité entre deux spires.

La figure 6 donne quelques données sur ces résistances.

 

 

  Fig. 6. - Caractéristiques électroniques et dimensions des résistances en métal-verre de chez Philips

Les résistances bobinées sont obtenues en enroulant un fil de haute résistivité (par exemple : nickel-chrome, constantan, manganine) sur un support isolant en céramique imprégné, à température élevée, de résines spéciales. Les techniques de fabrication adoptées pour ces résistances sont également très variables afin que l'on puisse généraliser leur forme et leurs dimensions.

Sur la figure 7-a est représenté un type de résistance bobinée obtenu en enroulant un fil résistif autour d'un support brut et isolant, peu sensible aux hautes températures ; les extrémités du fil sont soudées aux bornes et l'ensemble et protégé avec un revêtement cylindrique de matière plastique moulée, supportant une température de 220°C.

Ce type de résistance bobinée à donc un aspect semblable à celui d'une résistance agglomérée ordinaire, à la différence que le premier anneau de couleur est le double des autres. La puissance de ces résistances ne dépasse pas généralement les 2 Watts et les valeurs s'échelonnent de 1 W à 10 W.

 

La résistance bobinée illustrée dans la figure 7-b diffère de la précédente par le revêtement externe isolant qui peut supporter une température de 350°C. Les valeurs ohmiques de ces résistances vont de 0,1 W à 33 kW avec une puissance maximale de 30 Watts pour usages courants.

Dans la figure 7-c, ce type de résistances bobinées est particulièrement adapté pour dissiper des puissances élevées ; elles sont réalisées avec une enveloppe en stéatite à section carrée et scellées avec un ciment spécial.

Dans la figure 8 sont illustrés quelques exemples de ces résistances dont certaines sont munies d'un ressort en acier faisant office d'ailette de refroidissement. De cette façon, on évacue d'avantage les calories et on peut augmenter la puissance nominale dissipée par la résistance. Ce ressort constitue également un organe de fixation au châssis et parfois il fait partie intégrante de la résistance (figure 8-b).

Il existe aussi quelques types de résistances pourvues d'un dispositif de protection thermique retardé, constitué par une lamelle à ressort soudée à l'étain sur une des bornes (figure 8-c) ; si la température de la résistance dépasse un seuil fixé, en raison d'une défaillance sur le circuit, l'étain fond, libérant l'extrémité de la lamelle qui se détend vers l'extérieur et supprime la liaison électrique, protégeant ainsi le circuit de dommages ultérieurs. Quand la panne sur le circuit sera décelée, on pourra fixer la lamelle à la borne de la résistance, simplement par de la soudure à l'étain. (En principe, on devrait même la remplacer, car ce dernier à subit un échauffement).

D'autres types de résistances bobinées sont illustrés dans la figure 9 ; il s'agit d'exemplaires pourvus d'une ou de plusieurs prises intermédiaires et donc aptes à être utilisés comme ponts diviseurs résistifs.

Elles sont fabriquées avec des valeurs ohmiques et de puissances diverses qui peuvent atteindre pour ces dernières de 8 à 250 Watts.

L'isolement est obtenu par un émail vitrifié spécial. Le support en céramique à section circulaire (parfois elliptique pour en réduire l'encombrement) est poreux afin de favoriser le refroidissement.

Dans les instruments de mesure, on utilise des résistances dont la valeur nominale est inférieure à l'ohm, la précision très grande et la puissance maximale de quelques Watts ; le fil résistant est enroulé sur un mandrin peu sensible à la chaleur (figure 10).

 

Les deux bornes du mandrin, auxquelles sont fixées les extrémités de l'enroulement résistif, peuvent être raccordées au circuit électronique par de la soudure à l'étain.

Ces résistances bobinées sont disponibles sur une large gamme de valeurs allant de quelques dixièmes d'ohm à 100 kW avec des tolérances de l'ordre de ± 10 %, de ± 5 % et même de ± 0,5 % pour les plus précises. On les utilise lorsque celles du type aggloméré de carbone ne conviennent pas : pour une dissipation élevée, une tolérance étroite et surtout pour une grande stabilité de la valeur ohmique.

La tension de bruit de ces résistances est généralement négligeable mais on évite de les utiliser dans des montages où la fréquence est supérieure à la bande audio en raison de leur inductance résiduelle élevée.

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