La Tension Électrique
Électricité – Tronc Commun Technologies
Introduction
La tension électrique, également appelée différence de potentiel, est la grandeur physique qui permet de mesurer l’énergie nécessaire pour déplacer une charge électrique d’un point à un autre. Elle se mesure en volts (V). La tension est la cause du mouvement des électrons dans un circuit électrique.
Hypothèses
• Circuit fermé
• Conducteurs parfaits
Référentiel
Terrestre supposé galiléen
Vecteurs
Énergie potentielle électrostatique
1. Définition et Formule
La tension électrique entre deux points A et B d’un circuit est définie comme le travail nécessaire pour déplacer une charge q de A vers B, divisé par la valeur de la charge :
\[ U_{AB} = \frac{W_{A \rightarrow B}}{q} \]
Où :
- \( U_{AB} \) : tension entre les points A et B (en Volts)
- \( W_{A \rightarrow B} \) : travail effectué pour déplacer la charge (en Joules)
- \( q \) : charge électrique déplacée (en Coulombs)
2. La Tension dans un Circuit
Dans un circuit électrique, la tension est appliquée par une source d’énergie, comme une pile ou une batterie. Elle est la cause du mouvement des électrons à travers un conducteur. La tension est mesurée entre deux points, et les électrons se déplacent toujours du point de plus faible potentiel vers le point de plus grand potentiel.
Exemple de Circuit Simple
Un générateur appliquant une tension à travers une résistance.
Mesure de la Tension
La tension se mesure à l’aide d’un voltmètre, qui est connecté en parallèle avec le composant sur lequel on souhaite mesurer la tension.
Le voltmètre mesure la différence de potentiel entre les points du circuit.
3. Applications de la Tension
La tension est un paramètre essentiel pour de nombreuses applications électriques :
- Alimentation des appareils électriques : Chaque appareil nécessite une tension spécifique pour fonctionner correctement (par exemple, une prise de 230 V pour un appareil domestique).
- Transmission d’énergie : Les lignes haute tension sont utilisées pour transporter l’énergie électrique sur de longues distances afin de minimiser les pertes.
- Composants électroniques : Les circuits logiques et les composants actifs (transistors, diodes) dépendent de la tension pour leur fonctionnement.
Exemple :
Une batterie de 9V permet d’alimenter un petit appareil électronique comme une télécommande. Une tension plus élevée est nécessaire pour faire fonctionner des appareils plus puissants comme un grille-pain.