Pourquoi les résistances utilisent-elles des valeurs standard comme 4,7 kΩ au lieu de nombres ronds

De nombreux débutants en conception de circuits peuvent trouver les valeurs standard des résistances déroutantes. Pourquoi des valeurs courantes comme 4,7 kΩ ou 5,1 kΩ au lieu de nombres ronds tels que 5 kΩ ?

La raison réside dans l'utilisation d'un système de distribution exponentielle pour les valeurs de résistance, normalisé par la Commission électrotechnique internationale (CEI). Ce système définit une série de valeurs préférées, y compris les séries E3, E6, E12, E24, E48, E96 et E192.

Par exemple :

• La série E6 utilise un rapport d'environ 10^(1/6) ≈ 1,5

• La série E12 utilise un rapport d'environ 10^(1/12) ≈ 1,21

En pratique, les résistances ne peuvent pas être fabriquées avec une précision parfaite — chacune a une tolérance spécifiée. Par exemple, une résistance de 100 Ω avec une tolérance de 1 % est acceptable si sa valeur réelle se situe entre 99 Ω et 101 Ω. Pour optimiser la production, l'Association américaine de l'industrie électronique a établi un système standard de valeurs préférées.

Considérons les résistances à 10 % de tolérance : si une résistance de 100 Ω est déjà disponible (avec une plage de tolérance de 90 Ω à 110 Ω), il n'est pas nécessaire de produire une résistance de 105 Ω, car elle tomberait dans la même plage effective. La prochaine valeur nécessaire serait 120 Ω, dont la plage de tolérance (108 Ω à 132 Ω) commence là où la précédente se termine. Ainsi, dans la plage de 100 Ω à 1000 Ω, seules des valeurs spécifiques — telles que 100 Ω, 120 Ω, 150 Ω, 180 Ω, 220 Ω, 270 Ω et 330 Ω — sont nécessaires. Cela réduit le nombre de valeurs distinctes en production, diminuant les coûts de fabrication.

Ce principe de distribution exponentielle apparaît également dans d'autres domaines. Par exemple, les dénominations de monnaie chinoise incluent 1, 2, 5 et 10 yuans, mais pas 3 ou 4 yuans — parce que 1, 2 et 5 peuvent être combinés efficacement pour former n'importe quel montant, minimisant ainsi le nombre de dénominations requises. De manière similaire, les tailles de pointe de stylo suivent souvent une séquence comme 0,25, 0,35, 0,5 et 0,7 mm.

De plus, l'espacement logarithmique des valeurs de résistance garantit que, dans une tolérance donnée, les utilisateurs peuvent toujours trouver une valeur standard appropriée. Lorsque les valeurs de résistance suivent une progression exponentielle alignée sur leur tolérance, les résultats des opérations mathématiques courantes (addition, soustraction, multiplication, division) restent également dans des limites de tolérance prévisibles.