Objectifs
- Comprendre la notion de tension électrique,
- Tension électrique aux bornes d’un générateur,
- Tension électrique aux bornes d’une résistance.
Tension électrique entre deux points (U)
Des charges électriques plongées dans un champ électrique subissent une force. Cette force électrique, en accélérant les charges, leur donne de l’énergie. On appelle tension électrique entre deux points la quantité d’énergie gagnée par un coulomb d’électricité entre ces deux points.
Des charges électriques en mouvement peuvent aussi perdre de l’énergie pour traverser un corps. On appelle aussi tension électrique entre deux points l’énergie dissipée par un coulomb d’électricité entre ces deux points.
U = Tension électrique entre deux points (unité : J/C = V)
ΔE = Énergie gagnée ou perdue par les charges électriques entre deux points (unité : J)
Q = Charge électrique se déplaçant entre deux points (unité : C)
L’unité de la tension électrique est le volt. Une tension d’un volt entre deux points signifie qu’il y a entre ces deux points un gain ou une perte de 1 joule d’énergie par coulomb d’électricité :
Générateurs électriques
Il existe différents dispositifs qui permettent de donner de l’énergie aux charges électriques. Ce sont les sources de tension (pile, dynamo, panneau photovoltaïque, générateur électrique etc.). Dans un circuit ils sont représentés par un des symboles suivants :
Résistances électriques
Il existe différents dispositifs qui utilisent l’énergie des charges électriques (plaque de cuisson, téléviseur, ampoule électrique, moteur électrique etc.). En opposant une résistance au passage des charges électriques, ces dispositifs utilisent une partie de leur énergie et la transforment en d’autres formes d’énergie (chaleur, lumière, mouvement etc.). On les appelle de manière générale des résistances électriques. Dans un circuit une résistance est représentée par un des symboles suivants :
La loi d’Ohm donne la relation entre la tension, la résistance et le courant électrique :
Pour en savoir plus voir Loi d’Ohm.
La tension est aussi reliée à la puissance électrique :
Pour en savoir plus voir Puissance électrique.
Un champ électrique engendre aussi une tension électrique :
Pour en savoir plus voir Champ électrique.
Voltmètre
Un voltmètre est un appareil qui permet de mesurer la tension électrique entre deux points. Il est représenté par le symbole suivant :
.
Pour mesurer la tension entre deux points on branche le voltmètre en parallèle sur deux points différents d’un circuit. Par exemple dans le schéma ci-dessous, le voltmètre indique une tension électrique de 3 V entre le point A et B, aux bornes du générateur. Cela signifie que chaque coulomb d’électricité gagne 3 joules d’énergie entre le point A et B.
Avec un voltmètre on peut aussi mesurer la tension aux bornes d’une résistance. Le voltmètre dans le schéma ci-dessous montre une tension de 3 V entre le point A et B. Cela signifie que chaque coulomb d’électricité délivre 3 joules d’énergie à la résistance électrique.
