La tension électrique est une grandeur physique qui se mesure dans un circuit. Elle représente la différence d'état électrique entre deux points d'un circuit. Comprendre son comportement est essentiel pour analyser les circuits électriques.
Tension électrique
Différence d'état électrique entre deux points d'un circuit, mesurée en Volts. Elle est souvent notée U.
Volt (V)
Unité de mesure de la tension électrique. Ses multiples et sous-multiples sont le millivolt (mV), le kilovolt (kV), etc.
Voltmètre
Appareil utilisé pour mesurer la tension électrique. Il se branche toujours en dérivation (en parallèle) aux bornes du composant.
Circuit en série
Circuit où les dipôles (composants) sont branchés les uns à la suite des autres, formant une seule boucle de courant.
Circuit en dérivation
Circuit où les dipôles sont branchés en parallèle, créant plusieurs chemins pour le courant.
Qu'est-ce que la tension électrique ? La tension électrique, notée U, est une grandeur physique essentielle en électricité. Elle mesure la « force » qui pousse les électrons à se déplacer dans un circuit. On peut la comparer à la pression de l'eau dans un tuyau.
L'unité de mesure de la tension est le Volt, symbolisé par V. Il existe des multiples et sous-multiples du Volt pour exprimer des tensions plus grandes ou plus petites : le millivolt (mV), le kilovolt (kV), le mégavolt (MV), le gigavolt (GV) et le microvolt (µV).
Comment mesurer la tension ? Pour mesurer la tension aux bornes d'un dipôle (un composant électrique), on utilise un appareil appelé voltmètre. Souvent, le voltmètre est intégré dans un multimètre, un appareil qui peut mesurer plusieurs grandeurs électriques.
Le voltmètre doit toujours être branché en dérivation (ou en parallèle) aux bornes du dipôle dont on veut mesurer la tension. Cela signifie qu'il faut le connecter de part et d'autre du composant, sans couper le circuit principal.
Schéma de mesure de tension aux bornes d'un dipôle
Pour une mesure précise, il faut choisir le calibre du voltmètre. Le calibre est la valeur maximale que l'appareil peut mesurer. Il faut toujours commencer par le plus grand calibre, puis le réduire progressivement pour obtenir la mesure la plus précise possible sans endommager l'appareil.
Les lois de la tension dans les circuits A. Dans un circuit en série
Dans un circuit en série, les dipôles sont branchés les uns à la suite des autres. La tension fournie par le générateur se répartit entre les différents récepteurs.
La loi des tensions pour un circuit en série stipule que la tension totale aux bornes du générateur est égale à la somme des tensions aux bornes de chaque dipôle récepteur.
Loi d'additivité des tensions en série
Exemple de tensions dans un circuit série
Par exemple, si un générateur de 12V alimente deux lampes en série, et que la première lampe a une tension de 5V, alors la deuxième lampe aura une tension de 12V - 5V = 7V.
B. Dans un circuit en dérivation
Dans un circuit en dérivation (ou en parallèle), les dipôles sont branchés sur des branches différentes, mais entre les mêmes points du circuit. Cela signifie qu'ils sont soumis à la même tension.
La loi des tensions pour un circuit en dérivation stipule que la tension aux bornes de chaque dipôle branché en dérivation est la même. Elle est égale à la tension aux bornes de la branche principale.
Loi d'unicité des tensions en dérivation
Exemple de tensions dans un circuit en dérivation
Ainsi, si un générateur de 6V alimente plusieurs lampes en dérivation, chaque lampe aura une tension de 6V à ses bornes.
A retenir :
- La tension électrique (U) mesure la différence d'état électrique et s'exprime en Volts (V).
- Le voltmètre mesure la tension et se branche toujours en dérivation.
- Dans un circuit en série, la tension du générateur est égale à la somme des tensions des récepteurs.
- Dans un circuit en dérivation, la tension est la même aux bornes de tous les dipôles branchés en parallèle.