Les composants

Les résistances -  Les condensateurs -  Les bobinages -  Les tubes

Si vous avez du mal à vous y retrouver dans les composants, voici quelques vues qui pourront vous aider. Cette liste est très incomplète et évoluera avec le temps. Il s'agit d'ailleurs d'une gageure car l'imagination dans ce domaine ne paraît pas avoir de limites. Vous trouverez également sur le site http://www.carnets-tsf.fr des informations plus complètes à ce sujet.


Les résistances

Les postes anciens étaient essentiellement équipés de résistances bobinées. Elles sont très solides, très stables et sauf accident, ne sont pas à remplacer. Les rares problèmes que l'on peut rencontrer sont liés à un défaut de sertissage : le collier aux extrémités introduit de faux contacts. Les valeurs sont marquées en clair. Comme la peinture a tendance à s'écailler avec le temps et la chaleur, dans bien des cas, le marquage a disparu. S'il est nécessaire d'en remplacer une, on peut généralement utiliser n'importe quel modèle actuel, sous réserve de vérifier la puissance à dissiper. La taille de ces résistance est très variable. Elles peuvent faire de l'ordre de 2 à 3 cm (rarement moins) comme 10 cm selon la puissance à dissiper.

Résistance de 27kohms

Plus tard sont apparues les résistances agglomérées. Elles sont très robustes mais vieillissent mal et sont bruyantes. Le marquage se fait en général par un code de couleur. Avec le temps, elles dérivent (en général par excès, bien au delà de leur tolérance qui est de 10 ou 20%). On peut les remplacer sans problèmes par des résistances à couche de carbonne ou métal modernes. La taille des résistances les plus petites sont de l'ordre de 1,5cm. Des grosses résistances de puissance comme celle de couleur rouge ci-contre peuvent dissiper 5W.

La valeur de ces résistances se lit selon le code de couleur encore utilisé de nos jours. Encore faut-il savoir par où commencer :

  • couleur du corps de la résistance : 1er chiffre
  • couleur de l'extrémité de la résistance (si différent de la couleur or ou argent) : 2ème chiffre
  • couleur du point sur le corps de la résistance : multiplicateur
  • couleur dorée ou argent : tolérance (si présente. Sinon 20%).

Vous trouverez des informations complémentaires sur le marquage dles résistances fixes (et leurs pannes) dans les cours de réparation d'EURELEC.

Résistance agglomérées de 220ohms 1W et 100ohms 1/2W

Exemple de marquage 100ohms 10%

Les résistances modernes à couche de carbonne ou à couche métal sont stables et dérivent peu. Le marquage de la valeur se fait généralement selon un code de couleur. Les tolérances sont en général de 5%, parfois moins : 1%, 2%. Elles dissipent 1/4W ou 1/2W. Il devient difficile de faire la différence entre les deux car certaines gammes qui dissipent 1/2W ont la même taille que celles qui dissipent 1/4W. Dans ces séries, il est aujourd'hui de plus en plus difficile de trouver des résistances de puissance 1W ou 2W.  Leur taille est de l'ordre de 7mm (pour les 1/4 ou 1/2W) et ont une tension d'isolement de l'ordre de 350V.

Résistance bobinée

Il existe d'autres types de résistances, en particulier dans les modèles de puissance. En dresser la liste serait fastidieux.

Les anciennes résistances de puissance étaient souvent bobinées, parfois, au carbone aggloméré. Elles peuvent être remplacées sans problème par des résistances comme celles présentées à droite, qui dissipent 3W pour la plus petite (résistance vitrifiée verte), 5W à 10W pour la version intermédiaire et 5W à 50W pour les résistances montées sur radiateur.

Potentiomètre

Dans les postes à lampes, les résistances variables se présentent en général sous la forme de potentiomètres à piste de carbone, plus rarement, à piste bobinée. Les potentiomètres actuels peuvent généralement se substituer sans problèmes aux anciens potentiomètres. Le diamètre d'un ancien potentiomètre peut aller de 3 à 4 cm pour une épaisseur d'environ 2cm avec l'interrupteur. Le diamètre de l'axe est généralement de 6mm.

Les résistances ajustables telles que présentées à droite sont plutôt rares. Les plus anciennes sont sur support bakélite. Parfois, il s'agit de résistances (deux broches), parfois, de potentiomètres (3 broches). Leur encombrement varie d'environ 20mm à 15mm, voir moins.

On trouve également des résistances bobinées sur un mandrin avec un collier coullisant permettant de fixer la valeur. Si le fil est coupé, le plus simple est de faire une épissure ou de rebobiner avec du fil résistif.

 


Les condensateurs

Il existe une variété considérable de formes pour ces composants. Toutefois, dans les postes à lampes, les plus courants sont les condensateurs papier sous tube de verre, les condensateurs au mica, les condensateurs céramiques et les condensateurs chimiques sous tube aluminium parfois recouverts de carton. Il existe également des condensateurs variables.  Vous trouverez des informations sur les pannes de condensateurs dans les cours d'Eurelec sur la réparation
 

Condensateur chimique

Les condensateurs chimiques doivent être systématiquement remplacés. Pour les condensateurs de filtrage d'alimentation, il est préférable de ne pas trop s'écarter de la valeur de la capacité marquée en clair sur le composant (de l'ordre de 8 à 15µF). Les tolérances sont en général de 20%. La tension de service du condensateur de remplacement doit être supérieure ou égale à celle indiquée sur l'ancien condensateur (de l'ordre de 450 à 500V). C'est parfois difficile à trouver. Les condensateurs chimiques actuels sont très petits et peuvent se loger "en l'air" dans le chassis. On peut donc conserver l'ancien condensateur (en le déconnectant) pour "l'esthétique".

Le diamètre de ces anciens condensateurs peut être de l'ordre de 1,5 à 2cm, voir plus. Leur hauteur peut facilement dépasser 10cm.

Pour les autres condensateurs chimiques, il n'y a pas de difficulté pour trouver des équivalents modernes.

Ci-contre, un condensateur utilisé pour le filtrage des alimentations de 8µF 450/500V

Condensateurs papier

Les condensateurs papier sous tubes de verre doivent être systématiquement remplacés. Leur valeur est marquée en clair mais elle est parfois recouverte par le goudron (?) qui ferme le condensateur.

Première solution, mesurer la valeur au capacimètre si le condensateur n'est pas HS.

Seconde solution, à utiliser à la suite de la pemière, casser le tube de verre, retirer le goudron et dégager le papier où se trouve marquée la valeur.

 

Les valeurs typiques vont de 10nF à 1µF. On peut parfois estimer cette valeur en comparant la taille du condensateur inconnu à d'autres du même poste (ou d'un poste de la même génération) dont on connaît la valeur. Les tensions de service sont de l'ordre de 1000 à 1500V mais ils peuvent généralement être remplacé par des condensateurs au polyester 400V ou 600V (voir à droite).

La lecture du marquage peut réserver quelques surprises. Elle est parfois exprimée en cm (centimètres). Pour information, 1cm = 1,113pF. Dans la pratique, on considérera que 1cm = 1pF.

Vous trouverez assez souvent des marquages du style 1mF ou 10mF. Il ne s'agit pas de millifarads mais de microfarads.

Enfin, vous trouverez parfois des marquages du style µµF. Là pas de surprises, il s'agit bien de micro-microfarads donc, de picofarads.


Condensateurs polyester

Les condensateurs au mica sont robustes et fiables et doivent être remplacés uniquement en cas de problème par des condensateurs de même technologie (au mica) ou au pire, au verre. Les valeurs sont marquées en clair (sauf condensateurs professionnels, voir schéma de droite). La panne typique est le faux contact au niveau des oeillets. La taille de ces condensateurs est de l'ordre de 2 à 2,5cm. Ils sont plats (environ 3mm d'épaisseur).

Ci dessous un condensateur mica de 50pF. A droite, d'anciens modèles professionnels marqués avec un code de couleur qui se lit, dans le sens de la flêche, de gauche à droite et de haut en bas.

Les condensateurs céramiques sont robustes et doivent être remplacés uniquement en cas de problème par des condensateurs du même type. Les valeurs sont généralement marquées selon un code de couleur. La panne typique est un condensateur cassé.

Généralement, le code couleur de ces condensateurs se lit ainsi :

Ci contre en haut, un condensateur de 33pF. Oups ! Comment lit-on cette valeur ? Le premier trait (sur l'anneau du condensateur) est en fait le coefficient de température. On trouve ensuite deux traits orange donc, 33, puis un trait noir donc nombre de zéros = 0. La valeur étant exprimée en pF, on a donc bien 33pF. La couleur verte est la tension de service en centaine de volts. Vert = 5 = 500 volts. Vous l'aurez compris, la lecture de la valeur d'un condensateur est parfois hasardeuse. Il est parfois utile de disposer d'un capacimètre. Et pour être parfaitement honnête, j'ai préféré vérifier avec le capacimètre ce que j'affirmais ici.

Ci contre en bas c'est plus facile : un condensateur de 4,7nF (4700pF), tolérance 20%.

Condensateur variable de poste à lampes.

Petits condensateurs ajustables.
Diamètre de 15mm à 8mm.

 

Les condensateurs variables se résument généralement au condensateur d'accord à diéléctrique air. La valeur de chaque cage est marquée en clair. Ils doivent être remplacés par des condensateurs variables de même valeur. Le diéléctrique peut-être différent au problème d'isolation électrique près. Le mieux est d'utiliser des condensateurs à diélectrique air. La panne typique est un court-circuit entre lames. J'ai vu aussi sur un condensateurs de mauvaise qualité les lames se désolidariser de leur axe. Les condensateurs ajustables (voir ci-dessus au centre et à droite) sont rares sur les postes à lampes (du moins de salon).

  

Pour finir, voici quelques informations sur l'usage des condensateurs. Ces informations sont tirées de l'ouvrage "technologie des composants" de René Besson.

Type condensateur

Plages de fréquence (min - max)

Tolérance standard

Utilisation

Papier

c.c. - 1Mhz

+/-20%
+/-10%

Découplage B.F., filtres, facteur de puissance

Papier métalisé

c.c. - 100Mhz

+/-20%

Découplage miniature, liaison B.F., anti-parasite

Plastique

c.c. - 10 000Mhz

+/-5%
+/-1%

Tous usages, accord des circuits

Mica

1kHz - 10 000Mhz

+/-1%

Accord circuits H.F., lignes à retard

Verre

1kHz - 10 000Mhz

+/-1%

Remplace le Mica dans tous les applications H.F.

Céramique groupe I

100Hz - 10 000MHz

+/-5%
+/-1%

Circuits H.F. de puissance, accord et dérive H.F.

Céramique groupe II

1kHz - 200MHz

+/-20%

Découplage H.F.

Electrolytique a l'aluminium

c.c. - 1kHz

-10%/+50%

Découplage, filtrage, liaison transistors

Electrolytique au tantale

c.c. - 10kHz

+/-20%

Découplage, filtrage


Les bobinages

Les bobinages regroupent les selfs et les transformateurs. Ils se présentent sous des formes diverses selon l'usage. Dans un poste à lampes, on trouve un tranformateur d'alimentation (parfois, il n'y en a pas pour les postes dits "tout courants", parfois, il est remplacé par des résistances (voir poste ERGOS sur ce site), un transformateur adaptateur d'impédance pour le haut-parleur, des transformateurs de liaison entre étages et des selfs d'accord pour les oscillateurs ou les filtres.
 

 

Ce transformateur sert à adapter l'impédance entre l'étage d'amplification de puissance et le haut parleur. Attention, en l'absence de charge (de haut-parleur), des surtensions peuvent apparaître dans le transformateur ce qui entraine des court-circuits entre spires et la destruction du transformateur. C'est pourquoi il ne faut pas désolidariser le haut-parleur de son transformateur lorsque le poste fonctionne. La taille de ces transformateurs varie selon la qualité et la puissance. Ils peuvent mesurer de 5 à 10cm de coté. Le remplacement de ces transformateurs est hasardeux. Mieux vaut donc ne pas les maltraiter.
 

De gauche à droite : petit transformateur d'accord moderne. Au dessous, self d'antiparasitage. A droite, transformateur moyenne fréquence accordé sur 455kHz avec ses bobinages et condensateurs associés. Le tout est enfermé dans le boîtier en aluminium sur la droite pour éviter que l'ensemble rayonne sur le reste du poste. Des trous sont parfois percés sur le coté du boîtier en aluminium pour permettre le réglage des mandrins et accorder le poste. Ne pas dérégler !

 

Transformateur d'alimentation typique d'un poste à lampes, avec ses tensions secteur (110 volts à 245 volts), le sélecteur servant de porte fusible. Le secondaire fournit la haute tension du poste ainsi que la tension d'alimentation des filaments de chauffage des tubes (6,3V, 12,6V...) et des ampoules de cadran (en général, 6,3V).

Pour me faire mentir, le sélecteur de tension de ce transformateur ne comporte pas de fusible mais un simple cavalier.

Si vous avez besoin de réparer un tel transformateur, vous pourrez consulter cette partie du cours d'Eurelec.


Les tubes

Si vous ne savez rien des tubes à vide, vous pouvez consulter ce document d'Elektor qui fournit une rapide description de leur fonctionnement et de leur anatomie. La photographie ci dessus montre quelques exemplaires de tubes, depuis depuis la fin des années 1920, début 1930 jusqu'aux années 1950. Le dernier tripode à doite n'est pas un tube, comme vous avez du le deviner mais un transistor des années 60 dont le boîtier a été ouvert.

Les formes et brochages des tubes peuvent être forts variés. Ils ont néanmoins tous en commun de comporter une ampoule de verre contenant des électrodes (filament de chauffage, anode, cathode, éventuellement, une ou plusieurs grilles) et des broches sortant de leur culot. Ces broches sont évidemment reliées aux électrodes. L'intérieur de la majorité des tubes est vide de tout gaz. Quelques tubes spéciaux comportent parfois un gaz comme le néon (par exemple, les tubes stabilisateurs de tension OB2). Sauf indication contraire, on ne considérera que les tubes à vide dans la suite de ce document.

Si vous êtes amené à réparer ou utiliser des appareils à lampe, vous devrez fatalement vous interroger sur leur état. Le lampemètre est destiné à répondre à cette question. Toutefois, il est possible d'identifier rapidement quelques pannes typiques des tubes. Les paragraphes qui suivent devraient vous y aider.

  • Un tube rempli d'air est mort. En conséquence, un tube dont l'ampoule de verre est fêlée ou cassée est hors-service. Un tube dont l'intérieur de l'ampoule est blanc laiteux est également mort. Cette couleur vient de l'oxydation des produits mis à l'intérieur du tube pour éliminer les molécules d'air qui pourraient y subsister une fois le vide fait.
  • Pour fonctionner, un tube doit chauffer. Une résistance électrique, appelée "filament de chauffage" est utilisée à cet effet. Ce filament est généralement visible et a une couleur orangée ou rouge lorsque le tube est sous-tension. Si vous voyez cette couleur, cela indique que le filament n'est pas coupé. Parfois, il faut se livrer à une mesure (par exemple, la mesure à l'ohmmètre de la résistance électrique) pour vérifier ce point. Contrairement à une idée répandue, les pannes pour cause de filament coupé ne sont pas les plus courantes. Un tube est souvent usé bien avant que son filament ne cède.
  • Des petits morceaux de métals qui tintinabulent dans l'ampoule de verre laissent à penser que le tube a été malmené. Il n'est pas forcément mort mais il a probablement souffert un jour.
  • Sous réserve de connaître la référence du tube et l'affectation des broches, on peut vérifier à l'ohmmètre si des électrodes ne sont pas en court-circuit. Cette vérification doit se faire à froid (ce qui est facile) et à chaud (ce qui est plus compliqué, il faut alors alimenter le tube).
  • Les deux premiers tubes de la photographie ci-dessus ont un culot en bakélyte d'où sortent les électrodes. Parfois, ce culot est désolidarisé de l'ampoule ce qui peut inquiéter le néophyte. Pas de panique. Les fils qui relient les électrodes aux broches sont solides et si la lampe n'a pas été malmenée, ils sont probablement toujours branchés. Pour éviter l'agravation du phénomène et solidifier le tube, il est bon de resolidariser le culot et l'ampoule de verre. On peut le faire avec un sparadrap qui résiste à la chaleur ou recoller le tout avec de l'araldite. Souvent, il y a un fil de cuivre situé entre le culot et l'enveloppe. Ce fil est généralement relié à une broche de masse. Son but est d'assurer un contact entre cette broche et la peinture métalisée qui recouvre certains tubes afin de faire un blindage. Il faut s'assurer que le contact se fait entre cette broche et cette peinture. Toutefois, si ce n'est pas le cas, ce n'est pas dramatique.
  • Un tube dans lequel se produit des arcs électriques entre les électrodes est mort. De même s'il prend une teinte bleu ou orange. Seuls cas particuliers : quelques tubes à gaz dont les OB2 déjà signalés (couleur mauve en fonctionnement).
  • Un tube dont une électrode rougit (en général, l'anode) n'est pas forcément mort. Par contre, vous devez arrêter immédiatement l'alimentation de l'appareil sous peine de le faire passer de vie à trépas. Ce phénomène traduit le plus souvent un composant électronique en panne dans l'appareil (un condensateur en court-circuit, une résistance coupée...).
  • Un tube est dit "microphonique" lorsqu'un petit coup donné sur l'ampoule de verre, l'appareil étant en fonction, se traduit par un bruit clair dans le haut parleur. Il est préférable de le changer mais ce n'est pas obligatoire.
  • Malheureusement, la panne la plus habituelle d'un tube est l'usure de la cathode. Pour vérifier ce point, le lampemètre est indispensable. La durée de vie des tubes est de l'ordre de 6000 à 10000 heures de fonctionnement.

Vous trouverez d'autres informations sur les pannes des tubes dans les cours d'Eurelec sur la réparation

Peut-on remplacer une valve par des diodes au silicium ?

On ne peut pas remplacer tel quel une valve par une diode. La résistance interne des diodes silicium est très inférieure à celle des valves. Il faut donc ajouter une résistance de puissance en série dont la valeur dépend de la résistance interne R de la valve. La puissance se calcule par P=RI², I étant le courant maximal pouvant être délivré par la valve.

Par ailleurs, les caractéristiques des diodes silicium sont très différentes de celles des valves. En particulier, la tension aux bornes des valves va augmenter progressivement en fonction de la montée de la température alors que pour les diodes au silicium, cette tension est disponible immédiatement. Or, les autres tubes ne commencent à fonctionner que lorsqu'ils sont eux aussi à température. Il en résulte que le courant de haute tension va être très faible au démarrage du poste et la haute tension aux bornes des diodes sera maximale.

Cette surtension au démarrage risque de détruire les condensateurs chimiques de filtrage, généralement dimensionnés pour supporter la haute tension en charge.

Mais de toue façon, les valeurs de ces condensateurs de filtrage seront sans doute insuffisants pour filtrer correctement la haute tension redressée par des diodes au silicium. Alors que pour un redressement avec valve, il est prudent de ne pas surdimensionner les capacités de filtrage, on pourra/devra mettre des valeurs élevées lors d'un redressement par diode. On en profitera alors pour choisir des condensateurs pouvant supporter la haute-tension au démarrage.

On trouvera sur le site de Michel Terrier une analyse très complète sur la façon de remplacer des valves par des diodes.