Chapitre 1 : Lois fondamentales de l’électricité en courant continu Leçon 2. La tension électrique
Sciences Physiques 1/5
CHAPITRE 1: LOIS FONDAMENTALES DE L’ÉLECTRICITÉ EN COURANT CONTINU
LEÇON 2 : LA TENSION ÉLECTRIQUE
1. DEFINITION
La tension électrique est la cause de circulation du courant électrique. Elle caractérise la différence d’état
électrique entre deux points. On l’appelle aussi différence de potentiel (ddp) entre ces deux points.
2. MESURE DE TENSION
La tension électrique se mesure avec un voltmètre ou un multimètre branché en voltmètre. Il se branche en
dérivation (ou en parallèle). L’unité de la tension électrique est le volt (V). Le voltmètre possède une borne
plus « + » (généralement de couleur rouge) et une borne moins « - » (généralement de couleur noire et
appelée COM).
Exemple
Exemple de mesure
K
UPN = 8,3 V ; UAB = 7,18 V, UBA = - 7,18 V UBC = 1,11 V ; UCD = 0,0001 V
UAB = VA – VB : différence de potentiel ou tension
électrique qui apparaît entre les points A et B.
VA : potentiel au point A
VB : potentiel au point B
Symbole mettant en évidence les deux bornes
Symbole normalisé
V
COM
V
UPN
UAB
N
P
A
B
- Le voltmètre V1 mesure la tension UPN
- Le voltmètre V2 mesure la tension UBA
- Le voltmètre V3 mesure la tension UAB
- Le voltmètre V4 mesure la tension UCD
Pour mesurer la tension UAB, la borne + du voltmètre doit être
reliée au point A et la borne – (borne COM) doit être reliée au
point B.
COM
COM
D
C
B
A
P
N
COM
V4
V1
COM
V2
V3
Chapitre 1 : Lois fondamentales de l’électricité en courant continu Leçon 2. La tension électrique
Sciences Physiques 2/5
Remarque
La tension UCD = 0,0001 V 0. La tension aux bornes d’un fil de connexion étant très faible par
rapport aux autres tensions du circuit, on considère qu’elle est nulle.
UAB = - UBA : la tension électrique est une grandeur algébrique.
Exercice d’application
On considère le circuit ci – contre :
Solution
3. LOI DES TENSIONS CONTINUES
3.1. Loi des branches
3.1.1. Rappel de la définition d’une branche
Une branche d’un circuit est une association de dipôles en série entre deux nœuds.
3.1.2. Énoncé de la loi des branches
Dans une branche, la somme algébrique des tensions aux bornes de chaque
dipôle est égale à la tension totale aux bornes de la branche.
UAD = UAB + UBC + UCD
1. Il s’agit de la tension UNB.
2. Voir schéma
3. UNP = - UPN = - (- 2,3) = + 2,3
4. Voir schéma
1. Quelle tension est représentée par la flèche sur
le schéma ?
2. Représenter par des flèches les tensions : UPN,
UAB et UAP sur le schéma.
3. La tension UNP vaut -2,3 V. Que vaut la tension
UPN ?
4. Placer un voltmètre pour mesurer UNP. Indiquer
la position de la borne COM.
UAP
UNB
COM
UPN
UAB
N
P
A
B
V
N
P
A
B
I
UCD
B
C
UBC
UAB
UAD
D
A
Chapitre 1 : Lois fondamentales de l’électricité en courant continu Leçon 2. La tension électrique
Sciences Physiques 3/5
3.2. Loi des mailles
3.2.1. Définition d’une maille
Une maille est un chemin fermé passant par différents points d’un circuit.
Exemple
Pour le circuit ci – dessous, les chemins ABEFA, BCDEB et ABCDEFA sont des mailles.
3.2.2. Enoncé de la loi des mailles
La somme algébrique des tensions rencontrées dans une maille est nulle.
Règle
Exemple
Pour le schéma ci-dessus, on a
On choisit un sens de parcours arbitraire de la maille et un point de départ ;
On affecte le signe + aux tensions dont la flèche indique le même sens que le sens choisi ;
On affecte le signe - aux tensions dont la flèche indique le sens contraire au sens choisi.
U3
F
E
D
C
B
A
U4
U1
E1
E2
U5
U2
U3
U3
F
E
D
C
B
A
U4
U1
E1
E2
U5
U2
Chapitre 1 : Lois fondamentales de l’électricité en courant continu Leçon 2. La tension électrique
Sciences Physiques 4/5
Maille ABEFA : E1 –U1 –U2 – U3 = 0
Maille BCDEB : U2 – U4 – E2 + U5 = 0
Maille ABCDEFA: E1 –U1 – U4 – E2 + U5 –U3 = 0
Exercice d’application
Pour le montage ci-dessus on donne : E1 = 9 V ; E2 = 12 V ; U1 = 1 V ; U2 = 7 V ;
U5 = 2 V
Calculer U3 et U4.
Solution
Calcul de U3
Maille ABEFA : E1 –U1 –U2 – U3 = 0 U3 = E1 –U1 –U2 = 9 –1 – 7 U3 = 1 V
Calcul de U4
Maille BCDEB : U2 – U4 – E2 + U5 = 0 U4 = U2 – E2 + U5 = 7 –12 + 2 U4 = – 3 V
3.3. Cas des dipôles montés en dérivation
3.3.1. Schéma expérimental
3.3.2. Conclusion
Les tensions aux bornes de dipôles en parallèle ou en dérivation sont égales.
On mesure UPN = 6,0 V ; UPA = 3,4 V
UAB = 2,6 V ; UCD = 2,6 V
On a UAB = UCD
UPA
UPN
N
P
UAB
UCD
B
A
C
D
Chapitre 1 : Lois fondamentales de l’électricité en courant continu Leçon 2. La tension électrique
Sciences Physiques 5/5
Exercice d’application
Solution
UEF = UCD = 4,3 V car les deux dipôles sont en parallèle.
Appliquons la loi des mailles
Maille ABEFGNPA: UBA – UEF +UPN = 0
UBA = UEF - UPN = 4,3 – 9 = - 4,7 V
Or UAB = - UBA = - (- 4,7) = 4,7 V
On a mesuré
UPN = 9,0 V et
UCD =4,3 V
Calculer UEF et UAB
UBA
UPN
UEF
P
N
G
F
E
D
C
B
A
+
1
/
5
100%
