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Résistance et Impédance

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Résistance et Impédance Empty Résistance et Impédance

Message  Lil Mar 14 Juin 2011, 10:32

Bon Matin à Tous Résistance et Impédance 2998821839


Suite à une conversation samedi dernier avec Anthelme, il semblerait nécessaire d'éclaircir les notions de résistance électrique et d' impédance électrique. Je resterai la plus simple possible en ne faisant pas intervenir les Complexes ou les Vecteurs.

1 La résistance électrique

• La résistance électrique d'un CONDUCTEUR est la plus ou moins grande propriété de ce conducteur à s'opposer à la circulation du courant électrique.
• La résistance électrique dépend directement de la nature du matériau ET de ses dimensions physiques qui sont la longueur et la section du conducteur suivant une équation simple :
R = ρ . l / s avec
R = la Résistance en ohm (Ω)
ρ = résistivité du matériau en ohm.mètre
l = la longueur en mètres
s = la section en mètre carré
Il y a une classification de la résistivité des métaux, depuis le meilleur conducteur (Argent,Ag - Cuivre, Cu - Aluminium, Al) jusqu'au plus mauvais ( Titane, Ti - etc ...)
• La résistance électrique créé une chute de tension à ces bornes ce qui conjugué avec le courant circulant dans la résistance génère une puissance P = R . I2.
Cette puissance dissipée dans la résistance correspond à une énergie de chauffe appelée Effet Joule, ce qui explique le choix du cuivre ou de l'aluminium comme conducteurs préférentiels.
• La résistance électrique d'un conducteur métallique n'est pas linéaire en fonction de la température suivant l'équation R = Ro . (1 + ∂.∆T)
• La résistance électrique s'applique quelque soit la nature du courant, alternatif ou continu suivant l'équation U = R . I


2 L'impédance électrique

• L'impédance électrique d'un CIRCUIT est la plus ou moins grande propriété de ce circuit à s'opposer à la circulation du courant électrique ALTERNATIF.
• L'impédance électrique n'est plus uniquement dépendante de la nature du matériau du conducteur, mais également de ses formes géométriques (bobines ou plaques)
• L'impédance électrique crée un chute de tension au bornes de son circuit qui correspond à une puissance qui n'est plus uniquement de la chauffe ou de l'Effet Joule, mais également inductive ou capacitive ...
• L'impédance électrique ne s'applique que pour un courant alternatif.

Avec ces quelques définitions, on voit déjà les différences entre la Résistance et l' Impédance qui se mesurent cependant toutes les deux avec la même unité l' Ohm ou son symbole Ω.
La résistance est une grandeur constitutive de l'impédance car on ne parle plus uniquement de conducteur, mais de circuit.
En effet on fait intervenir des composants (Selfs et/ou Condensateurs) qui ont un comportement particulier en courant alternatif uniquement.
• La Self (ou bobine ou inductance, etc ...) s'oppose à la variation du courant alternatif et présente une résistance une impédance en fonction de son Inductance suivant l'équation :
Z = Lw
Z = l'impédance en ohm (Ω)
L = L'Inductance en Henri (H) unité habituelle le µH
w (oméga) = La pulsation, elle même égale à 2 . π . N (N étant la fréquence du courant)
• Le Condensateur s'oppose à la variation du courant alternatif d'une manière inverse de la Self suivant l'équation :
Z = 1 / C.w
Z = l'impédance en ohm (Ω)
C la Capacité en Farad (F) ou plus habituellement le µF
w (oméga) = La pulsation, elle même égale à 2 . π . N (N étant la fréquence du courant)

Un circuit peut donc être constitué d'une Résistance, d'une Self et d'un Condensateur.
L'Impédance de ce circuit s'exprime alors suivant l'équation :

Résistance et Impédance Z__as_10

En Courant Continu (CC), cette équation se simplifie en supprimant les membres faisant intervenir la pulsation et donc Z = R.
Les équations gérant la tension, le courant, la puissance restent les mêmes sauf que l'on remplace R par Z en alternatif et donc Z = U/I au lieu de R = U/I
L'impédance d'un circuit alternatif est toujours beaucoup plus élevées que sa résistance.
Un ohmmètre permet de mesurer une résistance.
L'impédance est variable en fonction de la fréquence du courant. Elle augmente avec la fréquence, ce qui est vérifiable avec un variateur qui lorsqu'on augmente la vitesse d'un moteur (en augmentant sa fréquence) à tension constante montre une chute d'intensité consommée par le moteur.

Pour résumer :
La résistance électrique d'un conducteur dépend de la nature intrinsèque dudit matériau (sa structure atomique dans la cas d'un métal pure et moléculaire dans le cas d'un alliage)
L'impédance électrique d'un circuit dépend de ses composants (Résistances, Selfs, Condensateurs)
La résistance électrique d'un conducteur est synonyme d'Échauffement par Effet Joule.
L'Impédance électrique d'un circuit est souvent synonyme de Travail.

Amitiés

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Message  Nico91 Mar 14 Juin 2011, 10:47

Merci Lil, c'est plus clair Résistance et Impédance 431767
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Message  brise-copeaux Mar 14 Juin 2011, 11:37

Salut Lil

Houla la la !!!!! moi qui n 'ai jamais fait de cours là dessus tu a fait chauffer mes neurones Very Happy après refroidissement j'ai a peut près compris la différence.

Un truc qui me chiffonne pourquoi on parle d'impédance pour un prise de terre alors qu'il y a aucun montage.... c'est direct du fil a la terre.

@ +

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Message  Ordinerf Mar 14 Juin 2011, 13:13

petites précisions Embarassed
on désigne par résistance, le rapport de la tension par le courant sous la forme continu.
on désigne par impédance, le rapport de la tension par le courant sous la forme alternatif (souvent on parle surtout d'impédance pour un courant alternatif sinusoïdal).

on désigne souvent l'impédance comme étant l'association de la résistance et de la réactance.
la réactance peut être de nature capacitive (condensateur) ou inductive (bobine).

tout ce petit monde va varier en fonction de la fréquence et du type de courant.

la résistance ne change pas, en alternatif comme en continu elle suit la lois d'Ohm => U=RxI, on peut dire que la fréquence n'influt en rien son fonctionnement.

De façon simple on peut dire que tous les composants se comportent pareil quelque soit la forme du courant mais que chacun d'eux à une réaction différente dans le temps après le passage du courant.
L'impédance va donc être le résultat de toutes ses réactions différées et dont le temps va jouer un rôle majeur, ce temps sera désigné sous forme d'une fréquence qui n'est rien d'autre que l'inverse du temps => f=1/t.

On en déduit donc qu'on ne peut pas confondre résistance et impédance parce que dans le cas de la résistance le courant est constant dans le temps alors que pour l'impédance le courant varie sans cesse soit de façon régulière ou soit de façon variable.

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Message  SULREN Mar 14 Juin 2011, 20:55

Bonjour,
Un truc qui me chiffonne pourquoi on parle d'impédance pour un prise de terre alors qu'il y a aucun montage.... c'est direct du fil a la terre.
Si on pense à une prise de terre dans son rôle de protection contre l'électrocution des personnes, lorsqu'une phase touche le boîtier ou le carter d'une machine par exemple, alors on peut faire grosso modo la confusion entre Résistance et Impédance de la prise de terre.

Mais si on pense à une prise de terre dans son rôle de protection des matériels contre les phénomènes transitoires très brefs (surtensions, parasites, ) en les écoulant vers la terre, alors la notion de fréquences élevées entre en jeu. La décomposition de ces transitoires en somme de sinusoïdes comporte des composantes à haute fréquence.
La capacité et l'inductance de la prise de terre prennent alors une importance autrement plus grande dans la circulation des courants que si on était en 50 Hz. On ne peut plus se contenter de parler de résistance de la prise de terre.
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Message  Ordinerf Mer 15 Juin 2011, 10:48

on peut même aller plus loin en disant que la résistance est une impédance avec une fréquence nule ou que l'impédance est une résistance soumise à une fréquence.
de toute façon l'impédance éxiste en courant continu mais vu qu'elle est très courte et présente qu'au moment de la mise sous tension et au moment de l'arrêt du coup on n'en tient pas compte.
le courant alternatif nous met devant le fait parce qu'il passe son temps à tout chambouller.
d'ailleurs souvent on lie l'impédance à un courant alternatif sinusoïdal parce qu'il suit des équations "simple" à une inconnue (si je me souvient bien... Embarassed ) mais pour autant on la retrouve dans tout type de courant alternatif.
de plus on va définir une valeur moyenne tout comme on définis une tension et un courant moyen en alternatif parce qu'on veut le comparer à du courant continu.
si on trouve des racines carré dans les formules ce n'est pas pour rien Wink
en triphasé on a aussi tout cela... Smile

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Message  BEROLA Mer 15 Juin 2011, 13:07

Bonjour

pour faire plus simple et plus court pour les amateurs

la résistance s'applique en courant continu
l'impédance s'applique en courant alternatif

@+

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Message  SULREN Mer 15 Juin 2011, 21:57

Bonjour,
Pour corser un peu:
- Impédance caractéristique d'un câble (qui connait le multimètre pour mesurer cette impédance Smile )
- Impédance d'une antenne (à noter qu'à la résonance une antenne d'émission se comporte comme un élément purement résistif.....même si on n'est pas en continu).
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Message  BEROLA Mer 15 Juin 2011, 22:05

Bonsoir
ne corsons pas trop quand même !
ne compliquons pas ce qui l'est dejà assez pour le profane .
@+

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Message  Papeteme Jeu 16 Juin 2011, 07:03

Bonjour à tous,

Ah que ce forum est génial ! ! ! Résistance et Impédance 431767 Résistance et Impédance 431767 cheers cheers

Il suffit d'exprimer son besoin d'explication pour que quelqu'un y pourvoit aussitôt Résistance et Impédance 29696 Résistance et Impédance 29696

S'il n'existait pas, il faudrait l'inventer.............

Un merci appuyé à Lil qui, il faut le dire endosse souvent la tenue du ''quelqu'un''. J'apprécie particulièrement l'effort qu'elle doit être amenée à faire pour se mettre à notre niveau : elle est si grande (au sens propre comme au sens figuré) !

Je pense avoir maintenant bien perçu la réalité de ce qu'est l'impédance.
Je la perçois mieux en me disant que l'impédance est au courant alternatif ce que l'amortisseur est aux secousses générées par les chaos de la route. L'amortisseur n'a d'action que s'il y a sollicitations alternées. Il n'apporte rien à la hauteur du véhicule.

Mes excuses à l'avance aux spécialistes que cette comparaison pourrait choquer ; elle ne souhaite que d'apporter une image à un phénomène assez inconnu du commun des mortels.

Bonne journée à tous. Anthelme.

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Message  BEROLA Jeu 16 Juin 2011, 09:23

Bonjour

"Mes excuses à l'avance aux spécialistes que cette comparaison pourrait choquer "

au contraire ! elle est excellente comme comparaison !

@+

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Message  Ordinerf Jeu 16 Juin 2011, 12:38

@papeteme a écrit:l'impédance est au courant alternatif ce que l'amortisseur est aux secousses générées par les chaos de la route.
j'aime beaucoup cette comparaison et je l'accepte uniquement si on comprend par là que c'est dû au temps de réaction de l'amortisseur Wink
on pourrait même dire que dans la suspension le ressort est la résistance et que l'amortisseur cré l'impédance, ça serait plus clair je pense Smile
en charge continue invariable le ressort va créer une force opposée et constante mais en charge variable c'est l'amortisseur qui va créer l'impédance parce qu'il agit avec un temps de retard pour autant le ressort agit toujours sinon la voiture s'écroule bom
avec l'exemple de la suspension on comprend mieux pourquoi je disais que même en courant continu il y a une impédance mais qu'on en tient pas compte, si je sors de ma voiture elle remonte mais avec un temps de retard, parce que l'amortisseur joue son rôle hors si il n'était pas la, la voiture remontrait d'un coup et bien c'est pareil si je coupe l'alimentation d'un circuit électronique ayant des condensateurs et/ou des bobines.
en faite c'est même plus subtile que cela parce que le passage d'un courant dans un fil cré un champs magnétique et donc le fil va se comporter comme une bobine ou une plaque (comme à dit Lil Wink ) et donc forcément il en découlera une impédance mais si petite que personne s'en préoccupe Neutral

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Message  BEROLA Jeu 16 Juin 2011, 13:01

Bonjour

Pour ceux que ça interresse je vous invite a aller voir sous Google la suspension Bose
belle application des phénomènes d'ammortissement

@+

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Message  Ordinerf Jeu 16 Juin 2011, 19:58

pendant que j'y pense, la bobine est souvent vu sous la forme d'une bobine parfaite reliée à une résistance.
donc on retrouve bien l'image du ressort et de son amortisseur Wink

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Message  brise-copeaux Jeu 16 Juin 2011, 20:49

Bonjour à tous.

Bon nous voilà arriver dans la bagnole mais belle image pour la comparaison barre de torsion hauteur de caisse= résistance et amortisseur variation de hauteur de caisse= impédance.

Bon pour la résistance j'ai compris comme U=R.I si j'ai un faible ohm il y aura moins de I et vice versa.

Mais pour l'impédance comment le mesure-ton ....c'est sous tension ou comme une résistance et est ce le même rapport ....moins d'impédance moins de I.

@ +

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Message  ChtiGG Jeu 16 Juin 2011, 23:20

@brise-copeaux a écrit:Mais pour l'impédance comment le mesure-ton ....c'est sous tension ou comme une résistance et est ce le même rapport ....moins d'impédance moins de I.

@ +

Pour mesurer une résistance, on utilise un ohmmètre...et pour une impédance...eh bien, un impédance-mètre Smile ...appelé également analyseur d'impédance, comme celui-ci, par exemple : http://www.home.agilent.com/agilent/product.jspx?nid=-33831.536879654.00&cc=FR&lc=fre
évidemment, environ 35 000 euros, ce n'est pas le genre d'appareil à la portée de l'amateur mais il y en a dans tout laboratoire de recherche ; c'est l'appareil d'analyse le plus courant pour des circuits ou des dispositifs.
Comment ça fonctionne ?
Pour faire simple, il y a dans l'appareil un oscillateur réglable en fréquence - ce qui permet de définir une plage d'excursion ; par exemple, si l'on teste un haut-parleur, on fera varier la fréquence de mettons 40 Hz à quelques kHz et l'appareil va restituer la courbe d'impédance sur l'écran ( on peut aussi récupérer les mesures brutes sur un PC pour les traiter par la suite). Ensuite, il est possible de tracer différents graphes : sur l'image du lien que je donne, c'est la réponse amplitude (en ordonnée) en fonction de la fréquence (en abscisse) mais comme une impédance peut s'écrire sous la forme :
Re(f)+j.Im(f) où Re est la partie réelle et Im, la partie imaginaire, on peut tracer Im en ordonnée et Re en abscisse, c'est le diagramme de Kennely.
Tout cela peut vous paraître abstrait mais en pratique c'est très simple à utiliser.
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Message  Calamentran Ven 17 Juin 2011, 08:29

Bonjour à tous

Très bon sujet et très bon article de Lil ... que je suis avec grand intérêt Résistance et Impédance 505359

Concernant la mesure des impédances, une bonne méthode est effectuée sur le principe du pont de Wheatstone (pont de Maxwell pour les inductances, pont de Sauty pour les condensateurs).

Dans le temps, il y avait le célèbre "Visipont" de Chauvin Arnoux. Moins sophistiqués - et bien moins onéreux - que les analyseurs d'impédance dont parle ChtiGG, on trouve dans le commerce ces "ponts de mesure LRC" comme ici par exemple :

http://www.selectronic.fr/article.asp?article_ref_entier=11.3913-9999

ou ici :

http://www.public-adress.fr/pr-1131/AUDIO-VIDEO/Mesure/Pont-de-mesure-RLC-digital-LCR-4000.html

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Message  f6bqi Ven 17 Juin 2011, 09:26

Bonjour,
Je ne rajouterai rien sur tout ce qui a été dit ici mais je me vois mal avec le pont de mesure d'impédances HP ou Agilent décrit par Chtigg sur un chantier.
Pour ma part voici une photo du mien qui m'a suivi pendant 35 ans sur tout les chantiers du monde pour faire mes mesures. Ce modèle est toujours fabriqué aujourd'hui.
https://picasaweb.google.com/lh/photo/9qDkfKdMoBaF45r9UIh8Fw?feat=directlink
Cordialement
Michel
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Message  ChtiGG Ven 17 Juin 2011, 10:01

Bonjour Michel, bonjour à tous,
oui, je suis d'accord avec toi, pas facile de se déplacer sur un chantier avec un Agilent mais tu remarqueras que j'ai parlé de labo de recherche Résistance et Impédance 289853 en revanche le tien est mobile mais il ne peut mesurer que le module de l'impédance (voir la formule que donne Lil en début de fil) c'est à dire qu'il ne sépare pas les parties réelles et imaginaires de l'impédance ou pour parler plus simplement il ne mesure pas le déphasage entre la partie "résistive" et la partie "réactive" or dans certaines applications il est indispensable de disposer de ces 2 informations.

A+
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Message  Calamentran Lun 20 Juin 2011, 18:37

Bonjour à tous

L'analogie ressort = self et masse suspendue = condensateur est très pertinente. Je me suis amusé à regarder quelques équations ... puis j'ai un peu farfouillé sur le ouèbe et j'ai trouvé ces deux perles :

Oscillateurs :
http://www.sciences.univ-nantes.fr/sites/genevieve_tulloue/Meca/Oscillateurs/ressort_rsf.html
---> amusez-vous à jouer sur Q et sur la fréquence jusqu'au point de résonance ...

Botafumeiro :
http://www.sciences.univ-nantes.fr/sites/genevieve_tulloue/Meca/Oscillateurs/botafumeiro.html
---> pas mal celle là, non ??
---> ça me rappelle quand j'avais découvert l'anti-ballant chez mes collègues de la variation de vitesse.

Bref, visitez un peu ce site qui est fait par une prof de physique chimie, simplement génial !!
http://www.sciences.univ-nantes.fr/sites/genevieve_tulloue/index.html

Avec ça, plus besoin de se repalucher les équa-diffs ...
Merci Madame TULLOUE !!

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