Comprendre les résistances à film de carbone : Bases, Types et Applications

Les résistances fixes ou variables existent depuis leur invention. Souvent, elles fonctionnent pour résister au flux de courant dans les circuits. Il existe plusieurs types de résistances faits de différentes caractéristiques.

Le texte d'aujourd'hui se concentrera sur les résistances à film de carbone et les informations essentielles les concernant.

Qu'est-ce qu'une résistance à film de carbone ?

Une résistance à film de carbone, aussi connue sous le nom de résistance à film de carbone par décomposition thermique, relève des types de résistance à valeur fixe. De plus, le film de carbone est en matériau résistif, améliorant la durabilité de la résistance en limitant les niveaux de courant électrique.

Une résistance à film de carbone 

Source : Wikimedia Commons

Structure et Caractéristiques des Résistances à Film de Carbone

Structure et construction

• Cœur/substrat en céramique
• Fil de liaison (Lead)
• Capuchon en nickel
• Film de carbone
• Laque/Revêtement protecteur

Structure d'une résistance à film de carbone

Une résistance à film de carbone passe par un processus de dépôt dans sa construction. Le processus est le suivant :

• Un gaz hydrocarbure est maintenu dans un support en céramique ou une tige en céramique à haute pression et haute température. Souvent, quand des gaz (comme le benzène ou le méthane) atteignent 1000 °C, les machines de fabrication les brisent.
• Ensuite, le carbone maintenant cristallin se dépose sur un substrat en céramique.

Le produit final est une structure de résistance au carbone avec les parties suivantes :

• Cœur/moule en céramique – fournit une isolation contre l'électricité ou les hautes températures,
• Fil de liaison,
• Film de carbone qui restreint le flux de courant,
• Capuchon en nickel, et
• Couche époxy/laque – pour la protection.

D'autres structures qui favorisent sa fonctionnalité incluent :

• Premièrement, la longueur accrue et la largeur diminuée améliorent l'efficacité des résistances.
• Pour une meilleure conductivité, il y a du matériau en cuivre comme fils de liaison maintenus entre les extrémités métalliques.
• Ensuite, une forme hélicoïdale de feuilles de carbone fournit une résistance précise de la résistance. Diminuer ou augmenter la longueur du chemin hélicoïdal ajuste la valeur de résistance.
• Enfin, le revêtement en carbone assure que la résistance supporte l'électricité sans être endommagée.

Comment la couche de film de carbone restreint le flux d'électrons

La restriction dépend de la largeur de votre couche de film de carbone. Un film à couche mince signifie une valeur de résistance élevée car il fournit moins d'espace pour le mouvement des électrons libres. Et vice versa avec un film à couche épaisse.

Caractéristiques

La liste suivante désigne les caractéristiques d'une résistance à film de carbone.

• La plage de valeur de résistance va de <1 Ω à 10 MΩ.
• Bruit maximum (µV/V) est 20, avec une force électromotrice de bruit en dessous de 10 µV/V.
• Résistance nominale est E-48 et, les plages de résistance vont de 1 ohm à 10 mégaohms
• Haute précision de 2 % à 5 %. Vous pouvez ajuster la précision pour construire une résistance de précision en coupant le fil du film.
• Coefficient de tension (%/V) de 0,0005
• Tolérance typique disponible de ±2 %, ±5 %, ±10 %, ±20 %
• La température maximale de la résistance (°C) est 150
• Coefficient de température négatif de la résistivité
• Puissance nominale comprend 1/8 W, 1/4 W, 1/2 W, 1 W, 2 W, 5 W et 10 W à 70 °C.
• Coefficient de température (ppm/°C) varie de ±200 à >±1500
• Les résistances à film de carbone ont des caractéristiques de haute fréquence. Pour cette raison, vous pouvez les transformer en résistances haute fréquence et ultra-haute fréquence.
• Leur méthode d'emballage implique le vrac ou l'ensachage.
• Enfin, elle a une charge d'impulsion stable et peut s'adapter plus rapidement aux impulsions. Ainsi, son application peut convenir aux circuits d'impulsion, CC et CA.

Avantages et Inconvénients de la Résistance à Film de Carbone

Certains de ses avantages sont listés ci-dessous :

• Une résistance à film de carbone produit moins de bruit comparé à une résistance à composition de carbone.

Une résistance à composition de carbone

• Deuxièmement, elle a une faible tolérance.
• Elle a une excellente stabilité à long terme.
• De plus, elle a une large plage de fonctionnement.
• Ensuite, elle peut résister à des impulsions de haute énergie.
• Encore, elle est rentable en termes de fabrication.
• Enfin, tout le corps de la résistance en carbone conduit l'énergie quand vous faites passer un courant à travers.

Inconvénients du film de carbone :

• Premièrement, comparé aux films d'oxyde métallique et métalliques, il a une plage de résistance significativement plus faible.
• Ensuite, il a un coefficient de température négatif élevé de sa résistance. Par conséquent, à mesure qu'il y a une augmentation de température, la valeur de résistance diminue.

Film de Carbone vs Film Métallique

Les résistances à film métallique et à film de carbone diffèrent à bien des égards. Donc, selon votre besoin, vous choisirez la meilleure option de la discussion ci-dessous.

Construction

Les technologues fabriquent les résistances à film de carbone en séparant d'abord le carbone d'un vide à haute température. Ensuite, ils attachent le film de carbone fermement sur une surface de tige en porcelaine. Finalement, ils utilisent de la résine époxy pour recouvrir la surface pour une protection supplémentaire.

Les résistances à film métallique, d'autre part, ont une technologie de dépôt sous vide d'alliage. Ici, il y a un dépôt de films sur la surface de tiges en porcelaine (blanches). Après, les fabricants de résistances à film de carbone coupent la tige pour ajuster les valeurs de résistance.

Taille

Premièrement, une résistance à film de carbone a une taille plus grande comparée à une résistance à film métallique.

Conception de bruit

Ensuite, les résistances à film de carbone ont une conception de bruit légèrement plus élevée comparée aux résistances à film métallique. Néanmoins, vous pouvez les utiliser dans les applications haute fréquence et radiofréquence.

Coefficient de tension et température

Un coefficient de tension est le rapport du changement de la résistance du circuit au changement de sa tension. Ici, une résistance à film métallique a un meilleur coefficient de température et de tension qu'une résistance à film de carbone. Même si les deux peuvent supporter une température massive, les films métalliques ont de meilleures chances dans une large plage de résistance.

Tolérance

Une est de 2 % au minimum. Inversement, une résistance à film métallique peut aller jusqu'à un niveau d'intolérance bas de 0,5 %.

Apparence

Les deux résistances ont des bandes de couleur mais diffèrent dans l'apparence.

Guide code couleur

Une résistance à film de carbone consiste en quatre anneaux de couleur (5 %) qui sont kaki ou d'autres couleurs.

Une résistance à film de carbone

D'autre part, les résistances à film métallique ont cinq anneaux de couleur (1 %) bleus.

Une résistance à film métallique

5. Facteurs d'augmentation de la résistance des résistances à film de carbone

De nombreuses raisons peuvent causer l'augmentation de la valeur de résistance des résistances à film de carbone comme suit :

1. Premièrement, une pâte de carbone de mauvaise qualité équivaut à une résistance accrue.
2. Un film de carbone poreux/refluxé

Plusieurs ions mobiles tels que Ca, Na et K dégradent le revêtement protecteur de la résistance, les rendant inefficaces. De plus, un film défectueux peut augmenter la résistance.

3. Oxydation

Un processus d'oxydation commence souvent de la surface de la résistance en allant vers l'intérieur pour causer une augmentation de la valeur de résistance. Le dommage à long terme devient accéléré avec un film de résistance plus mince, des revêtements avec matière organique (résines ou plastiques), et des conditions environnementales.

Désorption et adsorption de gaz

Si vous utilisez directement votre résistance à film de carbone sous des conditions environnementales habituelles, elle adsorbra du gaz. C'est principalement à cause d'une augmentation de la pression d'air depuis le vide de construction. En retour, cela augmentera la valeur de résistance.

Comment vous pouvez augmenter manuellement la valeur de résistance

Augmentez la valeur en grattant le film de peinture sur la surface de la résistance jusqu'à ce que vous exposiez le film de carbone. Dans le processus, suivez la résistance en mesurant jusqu'à ce que vous atteigniez la valeur désirée.

Au maximum, vous avez une valeur ajoutée dans les 20 % de votre valeur de résistance originale. Assurez-vous qu'elle ne dépasse pas 20 % car la valeur plus élevée affectera la stabilité de la résistance.

Applications de la Résistance à Film de Carbone

Les applications de résistance à film de carbone sont dans les dispositifs qui peuvent survivre à haute tension (15 kV) et haute température (jusqu'à 350 °C). Exemples :

• Alimentations haute tension,
• Lasers,
• Défibrillateurs médicaux,
• Équipements hospitaliers nécessitant une protection contre les impulsions de haute énergie,
• Installations et maintenance manuelles,
• RADAR, et

(radar)

• Rayons X.

Conclusion

Pour conclure, en raison de l'efficacité des résistances à film de carbone, elles ont gagné de nombreuses opérations. Par exemple, vous les trouverez dans les applications impliquant des produits d'information, appareils électriques et électrons. Non seulement elles sont bon marché, mais elles ont aussi une meilleure stabilité et sont hautement fiables.

Malgré un inconvénient dans le coefficient de température négatif élevé, elle sert encore grandement les circuits électriques.

Alors que nous concluons l'article d'aujourd'hui, nous espérons que vous avez beaucoup appris sur les résistances à film de carbone. Cependant, si vous avez encore un problème brûlant avec les résistances, n'hésitez pas à nous contacter. Nous sommes prêts à vous guider.