Comment fonctionne un pont diviseur
Deux résistances en série entre une tension et la masse se partagent cette tension en proportion de leurs valeurs. En prenant la sortie entre les deux, on obtient une fraction de l’entrée :
Vs = Ve × R2 ÷ (R1 + R2)
R1 est la résistance « du haut », reliée à l’entrée, et R2 la résistance « du bas », reliée à la masse.
Exemple
Avec 12 V en entrée, R1 = 10 kΩ et R2 = 4,7 kΩ :
| Résultat | Valeur |
|---|---|
| Tension de sortie | 3,837 V |
| Rapport de division | 0,3197 |
| Courant dans le pont | 0,816 mA |
| Puissance dans R1 | 6,66 mW |
| R2 nécessaire pour obtenir 3,3 V | 3,793 kΩ |
L’effet de la charge
Tout ce qu’on branche sur la sortie consomme du courant et se place en parallèle sur R2, ce qui fait baisser la tension. Avec une charge de 10 kΩ sur l’exemple ci-dessus, R2 équivaut à 3,2 kΩ et la sortie tombe de 3,84 V à environ 2,91 V.
Règle pratique : gardez une charge d’au moins 10 fois R2. Le calculateur signale les charges plus faibles. Si la charge est plus forte ou variable, utilisez un régulateur de tension ou un amplificateur opérationnel monté en suiveur.
Usages courants
- Mesurer une tension élevée avec un microcontrôleur : ramener 12 V sous 3,3 V ou 5 V pour qu’une entrée analogique d’Arduino ou d’ESP32 puisse surveiller une batterie.
- Adapter des niveaux logiques lents de 5 V à 3,3 V.
- Capteurs : une thermistance, une photorésistance ou un potentiomètre dans un pont diviseur transforme une variation de résistance en variation de tension.
- Fixer une tension de référence ou de contre-réaction dans un régulateur ou un amplificateur.
Choisir les valeurs
- Des valeurs faibles (autour de 1 kΩ) rendent la sortie moins sensible à la charge, mais gaspillent plus de courant.
- Des valeurs élevées (100 kΩ et plus) économisent l’énergie, ce qui compte sur pile, mais rendent la sortie plus sensible à la charge et aux parasites.
- Beaucoup de montages se situent entre 1 kΩ et 100 kΩ.
Pour trouver R2 selon une tension visée : R2 = R1 × Vs ÷ (Ve − Vs), puis choisissez la valeur normalisée la plus proche et vérifiez le résultat.
Conseils
- Un pont diviseur ne peut qu’abaisser la tension, jamais l’augmenter.
- La tolérance des résistances (souvent 1 % ou 5 %) se retrouve sur la sortie : prenez des résistances à 1 % si la précision compte.
- N’alimentez pas un moteur, un ruban de LED ou une autre charge qui consomme du courant avec un pont diviseur.