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http://www.ac-bordeaux.fr/Pedagogie/Physique/Physico/Electro/e04tensi.htm
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E4
Tension électrique
Tension électrique - Appareils de mesure -
Tension électrique - Voltmètre -
1) Notion de tension électrique
Tension aux bornes d'une pile:
La borne négative d'une pile possède un excès
d'électrons alors que ces électrons sont en
défaut à la borne positive. La grandeur qui
représente la concentration des charges est
appelée "potentiel électrique".
Entre les 2 bornes P et N de la pile il existe
donc une "différence de potentiel" (notée VP-
VN) ou "tension électrique" (notée UPN)
C'est à cause de cette différence de potentiel
que la pile est capable de mettre en mouvement
les électrons libres, on parle alors de "force
électromotrice" de la pile.
Remarque: L'altitude d'un lieu ne peut se
définir que par rapport à une altitude repère
(niveau de la mer, niveau d'un aérodrome...)
De même, le potentiel en un point ne peut se
définir que par sa différence avec un potentiel
de référence ("masse" du circuit, potentiel de
la borne négative...)
Tension entre deux points d'un circuit
Pour un circuit fermé donné, plus la force électromotrice (f.e.m.) de la pile est grande, plus le
courant circulant dans le circuit est intense.
La concentration des électrons varie tout au long du circuit. C'est à la borne négative qu'elle
est la plus forte et à la borne positive qu'elle est la plus forte.
Le potentiel V est maximal à la borne positive et minimal à la borne négative.
Entre deux points A et B d'un circuit on peut ainsi définir une différence de potentiel (
VA-VB) ou tension électrique (UAB)
2) Mesure de la tension électrique

Unité de tension électrique
L'unité de tension électrique est le volt (en hommage à Alessandro Volta)
Le symbole du volt est: V.
Mesure d'une tension:
Pour mesurer une tension électrique on utilise un
voltmètre.
Le symbole du voltmètre est:
Utilisation d'un voltmètre:
Pour mesurer la tension entre deux points A et B d'un
circuit, on branche un voltmètre en dérivation entre ces
deux points.
La borne marquée V doit être reliée au point A et la borne
marquée COM au point B. On mesure alors la tension
UAB
Si l'on ignore l'ordre de grandeur de la tension à mesurer,
il est prudent de placer le voltmètre sur son plus fort
calibre lors du branchement.
Il faut ensuite réduire ce calibre, si nécessaire, pour
obtenir un meilleur affichage: Le bon calibre est le plus
petit calibre immédiatement supérieur à la mesure.
mesure de UAB
3) Tension électrique dans les circuits
Tension aux bornes d'un dipôle isolé.
Si la tension aux bornes d'un dipôle isolé n'est pas nulle, le dipôle est un
générateur.
Remarque: Une tension peut exister en l'absence de tout courant électrique.
Tension aux bornes d'un dipôle parcouru par un courant
Si un dipôle est parcouru par un courant, une tension électrique existe
entre ses bornes.
Remarque: Un courant ne peut pas circuler en l'absence de tension.
Cas d'un fil de connexion:
La tension entre les deux extrémités d'un bon fil de connexion est
négligeable.
Remarque: Le fil ne doit pas être trop long, ni trop fin. Sa résistance
électrique doit être négligeable par rapport à la résistance du reste du circuit.

Cas d'un interrupteur:
La tension aux bornes d'un
interrupteur fermé est négligeable
comme la tension aux bornes d'un
fil.
La tension aux bornes d'un
interrupteur ouvert est égale à la
tension aux bornes du générateur
(circuit simple) ou à la tension aux
bornes de la branche dans laquelle il
est placé.
Conséquence: Lorsqu'un récepteur
est relié à un générateur par de bons
fils de connexion, la tension aux
bornes du récepteur est égale à la
tension du générateur puisqu'il n'y a
pas de "chute de tension" dans les
fils de connexion.
Loi d'additivité des tensions dans un circuit
en série
La tension aux bornes d'un ensemble de dipôles
en série est égale à la somme des tensions aux
bornes de chacun d'eux.
Dans l'exemple ci-contre:
P et A sont au même potentiel
B et C sont au même potentiel
D et N sont au même potentiel
UPN = UAD = UAB + UCD
Loi d'égalité des tensions dans un circuit en
dérivation
Deux dipôles branchés en dérivation aux bornes
d'un générateur sont soumis à la même tension
qui est celle du générateur.
Dans l'exemple ci-contre:
P, E, A et C sont au même potentiel
N, F, B et D sont au même potentiel
UPN = UEF = UAB = UCD

En résumé:
Additivité des tensions dans un circuit
série
Egalité des tensions dans un circuit en
dérivation.
La tension aux bornes d'un ensemble de
dipôles en série est égale à la somme des
tensions aux bornes de chacun d'eux.
Deux dipôles branchés en dérivation sont
soumis à la même tension.
Généralisation
Soient 3 points quelconques A, B, C d'un circuit dont les potentiels sont
respectivement VA, VB, VC.
UAB + UBC = (VA - VB) + (VB -VC)
UAB + UBC = VA - VB + VB - VC = VA - VC
UAB + UBC = UAC
4) Court-circuit

Un court-circuit se produit lorsque deux fils
ayant des potentiels différents viennent en
contact.
Le dipôle dont les bornes sont reliées par un
conducteur est court-circuité.
Un dipôle court-circuité cesse de fonctionner car
la tension à ses bornes devient négligeable et
que le courant qui le traverse est également
négligeable.
L'intensité augmente dans le circuit car la
résistance électrique du court-circuit est
beaucoup plus faible que celle du dipôle court-
circuité.
Lorsqu'un générateur est court-circuité, le courant débité peut être très important car il n'est
freiné que par la résistance interne du générateur et la résistance des fils (très faible). Ce
courant peut détruire le générateur ou échauffer fortement les fils jusqu'à provoquer un
incendie.
Remarque: Un accumulateur a une résistance interne plus faible que celle d'une pile. Un
court-circuit le détruit en très peu de temps, alors qu'une pile peut supporter un court-circuit
pendant quelques secondes.
E4
Questions Très Pertinentes
M. Jean de Nivelle (Belgique)
- Quelle est la différence entre "voltage" et "tension électrique"?
- "Voltage" est un terme impropre qui est parfois utilisé à la place de "tension électrique", de
même que certains disent "ampérage" à la place d'intensité du courant. Evitez ces
barbarismes.
Julien G. de Varennes (80)
- J'ai un voltmètre ancien qui n'a pas d'indication sur les bornes : ni +, ni -, ni V, ni
COM. Comment dois-je le brancher?
- Si le voltmètre est polarisé, il doit exister un moyen de distinguer les deux bornes. Parfois il
ne s'agit que de la couleur. La borne rouge est la borne d'entrée (+), la borne noire la borne de
sortie (-)
Jocelyne R. de la Barre en Ouche (27)
- Sur le manche de mon tournevis je peux lire 8000 V. Est-ce une tension? Que signifie
cette inscription?
- 8000 V signifie bien 8000 volts. C'est la tension d'isolation c'est-à-dire la tension maximale