Lorsqu’un courant électrique traverse une résistance en raison de la présence d’une tension à ses bornes, l’énergie électrique est perdue par la résistance sous forme de chaleur, et plus le courant est important, plus la résistance va chauffer. Cela est connu sous le nom de Classe de puissance des résistances.

Les résistances sont classées par la valeur de leur résistance et par la puissance électrique exprimée en watts (W) qu’elles peuvent dissiper en toute sécurité, principalement en se basant sur leur taille. Chaque résistance a une puissance maximale qui est déterminée par sa taille physique ; généralement, plus sa surface est grande, plus elle peut dissiper de puissance en toute sécurité dans l’air ambiant ou dans un dissipateur de chaleur.

Une résistance peut être utilisée avec n’importe quelle combinaison de tension (dans la mesure du raisonnable) et de courant tant que sa “Classe de puissance de dissipation” n’est pas dépassée, la classe de puissance de la résistance indiquant combien de puissance la résistance peut convertir en chaleur ou absorber sans aucun dommage. La Classe de puissance des résistances est parfois appelée Classe de puissance des résistances et est définie comme la quantité de chaleur qu’un élément résistif peut dissiper pendant une période indéfinie sans dégrader ses performances.

La puissance de dissipation des résistances peut varier considérablement, de moins de un dixième de watt à plusieurs centaines de watts, selon sa taille, sa construction et la température ambiante de fonctionnement. La plupart des résistances ont leur puissance résistive maximale donnée pour une température ambiante de +70^oC ou inférieure.

La puissance électrique est le taux auquel l’énergie est utilisée ou consommée (convertie en chaleur). L’unité standard de puissance électrique est le watt, symbole W, et la puissance d’une résistance est également exprimée en watts. Comme pour d’autres grandeurs électriques, des préfixes sont attachés au mot “watt” lors de l’expression de quantités de puissance de résistance très grandes ou très petites. Certains des plus courants d’entre eux sont :

Unités de puissance électrique

Puissance de la résistance (P)

Nous savons, d’après la loi d’Ohm, que lorsqu’un courant s’écoule à travers une résistance, une tension est perdue à ses bornes, produisant un produit qui se rapporte à la puissance.

En d’autres termes, si une résistance est soumise à une tension ou si elle conduit un courant, elle consommera toujours de la puissance électrique et nous pouvons superposer ces trois quantités de puissance, de tension et de courant dans un triangle appelé Triangle de puissance, avec la puissance qui serait dissipée sous forme de chaleur dans la résistance au sommet, et le courant consommé et la tension à ses bornes en bas comme indiqué.

Le Triangle de puissance de la résistance

Le triangle de puissance ci-dessus est excellent pour calculer la puissance dissipée dans une résistance si nous connaissons les valeurs de la tension à ses bornes et du courant circulant à travers elle. Mais nous pouvons également calculer la puissance dissipée par une résistance en utilisant la loi d’Ohm.

La loi d’Ohm nous permet de calculer la dissipation de puissance compte tenu de la valeur de résistance de la résistance. En utilisant la loi d’Ohm, il est possible d’obtenir deux variations alternatives de l’expression ci-dessus pour la puissance de la résistance si nous connaissons les valeurs de seulement deux, la tension, le courant ou la résistance comme suit :

[ P = V x I ]      Puissance = Volts  x  Ampères

[ P = I² x R ]      Puissance = Courant²  x  Ohms

[ P = V² ÷ R ]      Puissance = Volts²  ÷  Ohms

La dissipation de puissance électrique de toute résistance dans un circuit DC peut être calculée à l’aide de l’une des trois formules standard suivantes :

• Où :
• V  est la tension à travers la résistance en Volts
• I  est le courant circulant à travers la résistance en Ampères
• R  est la résistance de la résistance en Ohms (Ω)

En général, plus les résistances sont de grande taille, plus leur classe de puissance est élevée. Cependant, il est toujours préférable de sélectionner une résistance d’une taille particulière capable de dissiper deux fois ou plus la puissance calculée. Lorsque des résistances avec des classes de puissance plus élevées sont requises, des résistances à fil enroulé sont généralement utilisées pour dissiper la chaleur excessive.

Résistances de puissance

Les résistances de puissance à fil enroulé se présentent sous une variété de conceptions et de types, allant des types standard à corps en aluminium monté sur dissipateur de chaleur de 25 watts, aux résistances de puissance céramiques ou en porcelaine tubulaires de 1000 watts utilisées pour les éléments de chauffage.

Résistance de puissance typique

La valeur de résistance des résistances à fil enroulé est très faible (valeurs ohmiques faibles) comparée aux types en carbone ou en film métallique. La plage résistive d’une résistance de puissance varie de moins de 1Ω (R005) à seulement 100kΩ, car des valeurs de résistance plus élevées nécessiteraient un fil de faible diamètre qui échouerait facilement.

Les résistances de faible ohmie, de faible puissance sont généralement utilisées pour des applications de détection de courant où, en utilisant la loi d’Ohm, le courant circulant à travers la résistance provoque une chute de tension à sa surface.

Cette tension peut être mesurée pour déterminer la valeur du courant circulant dans le circuit. Ce type de résistance est utilisé dans les équipements de mesure et les alimentations contrôlées.

Les grandes résistances de puissance à fil enroulé sont fabriquées à partir de fil résistant à la corrosion enroulé sur un support en porcelaine ou céramique, et sont généralement utilisées pour dissiper de forts courants de pointe, comme ceux générés dans le contrôle des moteurs, des électroaimants ou le contrôle des ascenseurs/grues et des circuits de freinage des moteurs.

En général, ces types de résistances ont des classes de puissance standard allant jusqu’à 500 watts et sont généralement connectées ensemble pour former ce que l’on appelle des “banques de résistances”.

Une autre caractéristique utile des résistances de puissance à fil enroulé est leur utilisation dans les éléments chauffants, comme ceux utilisés pour les chauffages électriques, les grille-pain, les fers à repasser, etc. Dans ce type d’application, la valeur de puissance de la résistance est utilisée pour produire de la chaleur, et le type de fil de résistance en alliage utilisé est généralement composé d’acier nickel-chrome (nichrome), permettant des températures allant jusqu’à 1200^oC.

Toutes les résistances, qu’elles soient en carbone, en film métallique ou à fil enroulé, obéissent à la loi d’Ohm lors du calcul de leur valeur de puissance maximale (classe de puissance). Il convient également de noter que lorsque deux résistances sont connectées en parallèle, leur classe de puissance totale est augmentée. Si les deux résistances ont la même valeur et la même classe de puissance, alors la classe de puissance totale est doublée.

Exemple d’évaluation de la puissance de la résistance No1

Quelle est la puissance maximale en watts d’une résistance fixe qui a une tension de 12 volts à ses bornes et un courant de 50 milliampères qui la traverse.

Étant donné que nous connaissons les valeurs de la tension et du courant ci-dessus, nous pouvons substituer ces valeurs dans l’équation suivante : P = V*I.

Exemple d’évaluation de la puissance de la résistance No2

Calculez le courant maximum sûr qui peut passer à travers une résistance de 1.8KΩ classée à 0.5 watts.

Encore une fois, comme nous connaissons la classe de puissance de la résistance et sa résistance, nous pouvons maintenant substituer ces valeurs dans l’équation standard de puissance : P = I²R.

Toutes les résistances ont une Classe de puissance dissipée maximale, qui est la quantité maximale de puissance qu’elle peut dissiper sans dommage. Les résistances qui dépassent leur classe de puissance maximale tendent à produire de la fumée, souvent très rapidement, et à endommager le circuit auquel elles sont connectées. Si une résistance doit être utilisée près de sa classe de puissance maximale, alors une forme de dissipateur de chaleur ou de refroidissement est nécessaire.

La classe de puissance de la résistance est un paramètre important à considérer lors du choix d’une résistance pour une application particulière. Le rôle d’une résistance est de résister au flux de courant dans un circuit et elle le fait en dissipant la puissance indésirable sous forme de chaleur. Sélectionner une résistance de faible puissance lorsque l’on s’attend à une forte dissipation de puissance amènera la résistance à surchauffer, détruisant à la fois la résistance et le circuit.

Jusqu’à présent nous avons considéré des résistances connectées à une alimentation continue stable, mais dans le prochain tutoriel sur les Résistances, nous examinerons le comportement des résistances connectées à une alimentation alternative sinusoïdale et montrerons que la tension, le courant et donc la puissance consommée par une résistance utilisée dans un circuit AC sont tous en phase les uns avec les autres.