Pourquoi les tolérances des résistances sont-elles relatives plutôt qu'absolues?

Chaque résistance a une tolérance, cela donne à l'utilisateur une idée de la précision du produit. Cette tolérance est représentée par un pourcentage. Cela signifie: une résistance de grande valeur sera moins précise qu'une petite résistance avec la même tolérance.

La résistance 100Ω 10% sera plus proche de 100Ω qu'un 10k 1kΩ sera proche de 1kΩ.

Pourquoi donc? Parce que les résistances de grande valeur sont plus difficiles à produire que les petites? Sinon, pourquoi la tolérance est-elle un pourcentage et non un montant fixe d'Ohm? Pourquoi la tolérance est-elle relative et non absolue?

Ces questions sont également valables pour les condensateurs, mais je suis sûr que la réponse sera la même.

Je vais essayer de simplifier cela pour vous ... Avec un peu de chance avec succès.

Si vous imaginez fabriquer une résistance simplement en coupant des morceaux d'un matériau, disons un film métallique spécial;

Vous voulez que votre résistance tienne dans une boîte utilisable, sinon c'est inutile, donc vous ne pouvez pas faire de très longues bandes ou des bandes incroyablement courtes. Vous utilisez donc un film d'épaisseur différente du même métal.

Maintenant, disons que vous avez un tas d'épaisseurs, chaque épaisseur est dix fois moins résistive que celle qui est un peu plus mince. Et ils doivent tous mesurer 10 mm de long pour s'adapter à votre boîte, de sorte que vous ne pouvez couper que d'une largeur de bande standard, disons 5 mm.

Si vous voulez faire 10 Mohm, vous prenez le plus fin et vous devez retirer la moitié de sa largeur. Vous devez donc retirer 2,5 mm. Si le matériau fonctionne de manière linéaire, ce que nous supposerons pour sa facilité, cela signifie que vous "coupez" 10 Mohm en 2,5 mm. Pour supprimer 10 Ohm plus ou moins, cela signifierait couper avec une précision de (crochets pour la clarté de la commande, pas parce qu'ils sont nécessaires):

(10/10000000) * 2,5 mm = 2,5 nm.

2,5 nm est plus petit que ce que nous pouvons faire dans la technologie des puces en silicium. Écrit en mètres, c'est-à-dire 0.0000000025m, où pour les non-initiés, un mètre est proche d'un mètre, soit environ la taille d'une longue foulée d'un humain adulte.

Si vous vouliez obtenir la même erreur de 10 ohms sur une résistance de 100 ohms, vous prendriez la feuille qui est à cinq échelons, ce qui si elle est toujours linéaire vous obtiendrait environ 50 ohms (2 bits de 100 ohms en parallèle), donc vous serais obligé de couper à nouveau 2,5 mm. Mais cette fois, vous pouvez couper uniquement avec précision pour:

(10/100) * 2,5 mm = 0,25 mm.

C'est quelque chose qu'une personne pratiquée pourrait faire avec une paire de ciseaux.

Voyez-vous la différence de difficulté? Les ciseaux contre ne peuvent même pas le faire en micropuces?

Et c'est à ce moment que la boîte de votre résistance peut être de 10 mm x 5 mm, ce qui représente environ 10 fois la taille des types les plus couramment utilisés de nos jours.

Maintenant, de toute évidence, les résistances ne sont pas fabriquées dans un atelier d'elfes rempli de bobines de film métallique ... plus ... Nous nous sommes beaucoup améliorés pour fabriquer plus d'épaisseurs différentes de matériaux différents, donc c'est devenu meilleur.

Mais, cela illustre le point, même si vous utilisiez le découpage au laser sur tout, le découpage à une partie par million, qui est de 10 Ohm sur 10 Mohm, va être un processus très difficile à obtenir cohérent et il le fera même alors créer encore beaucoup de pièces qui sont sur ou sous-coupées.

En acceptant que tout processus d'ingénierie soit régi par des statistiques et des pourcentages, ainsi que par des règles de moyenne, nous pouvons très facilement gérer des résistances précises à 10%, 1% ou 0,1%, il n'est donc pas nécessaire de le faire mieux pour la plupart des cas.

Ce n'est que lorsque vous avez besoin d'une référence très précise, ce qui est rare si votre nom n'est pas Fluke, Keysight, Keithley ou l'un de ces autres, que vous voulez que quelqu'un vous donne une résistance meilleure que 0,001% et que ce sont généralement de grandes plaques en céramique avec des couches de matériau résistif appliquées avec précision, qui sont ensuite découpées en une recette très précise et coûteront des sommes ridicules, même maintenant. Bien que les 0,01% se rapprochent enfin des prix abordables.

Il s'agit davantage d'une question de science des matériaux ou de fabrication. Cela dépend vraiment de la technologie des résistances et du processus utilisé pour la fabrication. Source: Informations sur les résistances aux puces

La résistance d'un élément mesure son opposition au flux électrique, exprimée en ohms (Ω). Chaque matériau a une résistivité spécifique, qui mesure la force de cette opposition. Pour une section uniforme d'un élément, la résistance ® est proportionnelle à la résistivité (ρ) et à la longueur (L) du matériau, et inversement proportionnelle à la surface (A).

$\rho$

La tolérance est fixe parmi les résistances quelle que soit la valeur en raison du processus de fabrication. Comme indiqué dans l'autre réponse, cela est dû aux outils ou matériaux utilisés. Ces outils ou matériaux ont leur propre tolérance qui se répercute sur la tolérance de la résistance.

Vous pouvez en apprendre un peu plus sur le processus de fabrication des résistants sur cette page Web .