Les ingénieurs et amateurs d’électronique se posent souvent des questions sur les valeurs inhabituelles des composants électroniques. Pourquoi trouve-t-on des résistances de 47 ou 68 ohms dans presque tous les circuits, mais rarement de 50 ou 70 ohms? Ces valeurs ne sont pas arbitraires; elles sont le résultat d’une longue histoire d’optimisation pour la performance, les tolérances et les coûts de fabrication. Pour comprendre ces choix, il faut se pencher sur les séries standardisées comme les séries E de résistances, qui équilibrent les besoins pratiques et théoriques en électronique.
Pour bien saisir la logique derrière les séries E (comme E6, E12, E24, etc.), il faut d’abord comprendre le concept de tolérance et de fabrication en masse. Lorsqu’une résistance est fabriquée, elle n’atteint jamais sa valeur nominale exacte due à des variations inévitables dans les matériaux et le processus de production. Cependant, pour simplifier la conception et l’approvisionnement, des valeurs standardisées ont été adoptées. Par exemple, la série E6 couvre une gamme de valeurs avec une tolérance de 20%, ce qui signifie qu’une résistance de 100 ohms dans cette série peut être entre 80 et 120 ohms. Cette plage permet d’assurer que les composants restent fonctionnels sans avoir besoin de calibrations précises.
La tolérance est souvent mal comprise par les non-spécialistes. Plusieurs commentaires sur des forums d’ingénieurs montrent cette confusion, car les gens pensent parfois que la tolérance se cumule ou s’annule lorsqu’on combine plusieurs résistances en série ou en parallèle. La réalité est complexe; lorsque deux résistances avec la même tolérance sont combinées, la tolérance globale n’augmente pas nécessairement. En série, les tolérances se maintiennent et ne s’additionnent pas. Prenons deux résistances de 10 kΩ avec une tolérance de 5%; combinées, elles donneront 20 kΩ avec toujours une tolérance de 5%, car la tolérance est exprimée en pourcentage de la valeur combinée.
Un autre aspect fascinant est l’impact des procédés de fabrication modernes comme le découpage laser qui a permis de réduire les tolérances et d’offrir des composants plus précis à des coûts réduits. Les résistances à couche mince, par exemple, peuvent être ajustées avec une précision de 1% ou mieux, rendant presque obsolètes les anciennes méthodes de tri des tolérances. Cependant, pour certaines applications de haute précision, comme l’audio ou la métrologie, utiliser des réseaux de résistances sur le même substrat peut fournir une stabilité thermique inégalée, essentielle pour des mesures exactes et cohérentes.
En dehors du monde technique, les normes géométriques utilisées pour définir ces valeurs peuvent sembler abstraites, mais elles sont courantes dans de nombreux domaines scientifiques. Les valeurs sont prises selon une progression géométrique où chaque valeur est multipliée par une constante pour obtenir la suivante, garantissant une couverture uniforme de toute une gamme. Prenons la série E6: les valeurs vont de 10, 15, 22, 33, 47 à 68. Multiplier ou diviser ces valeurs par dix permet d’obtenir une couverture pour une large gamme en préservant une précision relative.
Par conséquent, même si les valeurs des composants électroniques peuvent sembler arbitraires aux novices, elles sont en réalité le fruit de décennies de raffinements dans les processus de fabrication et les besoins pratiques des ingénieurs. Ces choix garantissent non seulement la performance et la fiabilité des circuits électroniques, mais aussi leur faisabilité financière et leur disponibilité. La prochaine fois que vous rencontrerez une résistance de 47 ou 68 ohms, vous saurez qu’il y a beaucoup plus derrière cette petite pièce qu’il n’y paraît à première vue.
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