Chp n° 2 : Tension et lois dans les circuits

Chapitre n°2 : La tension électrique
Objectifs :
1.
2.
3.
4.
5.
connaître la lettre qui désigne la tension;
connaître l’unité de la tension ;
savoir mesurer une tension électrique.
connaître la loi des mailles et savoir l’utiliser;
connaître la loi n°4 et savoir l’utiliser.
I _ Tension d’un dipôle isolé (rappel)
 La tension aux bornes d'un générateur (pile, ..) n'est pas nulle.
 Lorsqu'une lampe ou une résistance n'est pas insérée dans un circuit, sa tension est nulle : ces
dipôles ne sont pas des générateurs
Remarque : Les générateurs sont appelés des dipôles actifs et les récepteurs sont appelés des
dipôles passifs.
II _ Généralités
1°) Unité de la tension
De nombreux appareils électriques portent une indication de tension (une pile ronde de 1,5 V ou
une pile plate de 4,5 V).
L'unité internationale de la tension est le Volt noté V .
Les faibles tensions peuvent s'exprimer en millivolts (mV) et les fortes tensions en kilovolts (kV)
ex :
1 mV = 0,001 V = 10
-3
3
V ; 1 kV = 1000 V = 10 V
2°) Appareil de mesure
L'appareil qui permet de mesurer les tensions est le voltmétre. On branche toujours le voltmètre
en dérivation entre les bornes du dipôle dont on veut mesurer la tension
Un voltmétre ne perturbe pas le circuit. En effet aucun courant du circuit ne le traverse. Il
fonctionne grâce à une pile interne.
V
Son symbole est représenté par :


Il existe des voltmètres à aiguille, mais les plus utilisés sont maintenant les voltmètres
numériques. Pour utiliser un voltmètre numérique, le sélecteur (ou curseur) doit être placé dans la
zone DC. ou
Le calibre correspond à la tension maximale mesurée par l'appareil. On sélectionne, au départ,
le plus grand calibre puis on adapte progressivement.
+
-
I
L
L
V
La lecture de la tension se fait directement sur le cadran en volt .Si devant le nombre affiché , un
signe  apparaît , c'est que le voltmètre a été branché dans le mauvais sens .
Remarque : Dans le cas d'un voltmètre à aiguille, cela peut le détériorer.
III _ Lois dans les circuits
1°) en série
V1
+
-
I
L2 V1
On place successivement le voltmétre V1
en dérivation sur les différents dipôles et
sur l’interrupteur.
On mesure alors les tensions des
différents éléments quand K est ouvert,
puis K fermé.
On les note, alors, dans le tableau cidessous.
L1
V1
K ouvert
K fermé
Tension du générateur (V)
Tension de K (V)
Tension de L1 (V)
Tension de L2 (V)
On constate que :
_ si K est ouvert, sa tension est égale à celle du générateur. Les tensions des lampes sont,
alors, nulles.
_ si k est fermé, sa tension est pratiquement nulle. De plus, si on additionne les tensions de
L1 et de L2, on retrouve pratiquement la tension du générateur.
Lois des mailles :
Dans un circuit en série, la tension aux bornes du générateur est égale à la
somme des tensions des autres dipôles présents dans le circuit.
Ug = UL1 + UL2 + ……..
Remarque :
Dans un circuit quelconque, si l'interrupteur est ouvert, l'intensité du courant est nulle et la tension
du générateur se retrouve aux bornes de l'interrupteur. (La tension aux bornes des autres dipôles est
nulle.)
Si l'interrupteur est fermé, la tension aux bornes de celui-ci est nulle.
2°) en dérivation ou parallèle
-
+
I
K
V1
On mesure en déplaçant le voltmétre V1 les tensions de
deux lampes et on complète le tableau suivant :
L1
Dipôles
Tension (V)
L2
L1
L2
V1
On constate que les deux lampes ont la même tension. Dans notre cas particulier, elle est égale à
celle du générateur.
Loi n° 4 : La tension est la même aux bornes de deux dipôles branchés en
dérivation.
UL1 = UL2
3°) circuit mixte
-
+
I
L1
K
L2
Tension
Générateur
Valeur en (V)
L2
L1
R et DEL
R
DEL
Conclusion : On a donc un mélange des différentes lois.
Exemple :
_ La tension du générateur est égale à la somme des tensions de L2 et de L1 ou des tensions
de L1 et de l’ensemble (R et DEL).
Ug = UL1 +UL2 = UL1 + UR + UDEL
_ La tension de L2 est égale à la tension de l’ensemble (R et DEL)
_ La tension de l’ensemble (R et DEL) est égale à la somme des tensions de R et de la DEL