Thème 2 : L'Energie et ses conversions

Thème 2 : L'Energie et ses conversions
Chapitre 4. La tension électrique
I. La tension et son unité
La tension se note avec la lettre « U ». Son unité est le volt (en l’honneur d’Alessandro Volta) de
symbole V.
Remarque: Pour les circuits étudiés au collège l’unité dérivée la plus courante est le millivolt (mV) :
1 V= 1000 mV.
II.
Comment mesurer la tension ?
La tension se mesure à l’aide d’un voltmètre ou d’un multimètre réglé
en mode voltmètre dont le symbole est :
Le multimètre est capable de mesurer une intensité mais il peut aussi
mesurer une tension.
Dans ce cas il faut l’utiliser en mode voltmètre.
Multimètre en mode de fonctionnement voltmètre
1. Comment brancher un multimètre en mode voltmètre ?
 Les bornes : On utilise la borne COM et une borne de tension (V)
 Le sens de branchement : La borne COM est la plus proche de la borne négative du
générateur et la borne de tension la plus proche de la borne positive du générateur.
 L’insertion dans le circuit : Le multimètre est branché en dérivation (Le multimètre
est branché aux deux bornes du dipôle dont on veut connaitre la tension reçue).
2. Comment choisir le calibre du multimètre en mode voltmètre ?
Définition : le calibre de tension choisi sur le multimètre correspond à la plus grande valeur de
tension que ce dernier peut mesurer.
Le calibre utilisé ne doit donc pas être plus petit que la tension mesurée sinon la mesure ne peut
pas être faite et le multimètre risque d’être endommagé. Le calibre ne doit cependant pas être
trop grand sinon la mesure perd sa précision.
III. Tension dans un circuit ouvert et dans un circuit fermé
1. Tension aux bornes de dipôles dans un circuit fermé
Dans un circuit électrique fermé le courant électrique circule et la tension est toujours:
 différente de zéro aux bornes du générateur.
 différente de zéro aux bornes d’une lampe, d’un moteur, d’une résistance ou d’une diode
dans le sens passant (chapitre sur les diodes passante).
 nulle aux bornes d’un fil de connexion ou d’un interrupteur fermé.
2. Tension aux bornes de dipôles dans un circuit ouvert
Dans un circuit électrique ouvert le courant électrique ne circule pas et la tension est toujours:
 différente de zéro aux bornes du générateur.
 nulle aux bornes d’une lampe, d’un moteur, d’une résistance, d’une diode dans le sens
passant, d’un interrupteur fermé ou d’un fil de connexion.
 est égale à la tension du générateur aux bornes d’un interrupteur ouvert ou d’une diode
bloquante (chapitre sur les diodes bloquante).
IV. Les lois de la tension électrique dans un circuit en série
A. La loi d’additivité des tensions
Loi d’additivité des tensions :
 La tension aux bornes d’un ensemble de récepteurs en série est égale à la somme des
tensions aux bornes de chaque récepteur.
 Dans un circuit en série, où les récepteurs sont reliés à un générateur, la somme des
tensions de tous les récepteurs est égale à la tension du générateur.
Cette loi est valable dans tous les circuits en série.
Remarque: La tension des différents dipôles ne dépend pas de leur ordre de branchement.
B. Exemple d’utilisation de la loi d’additivité des tensions
Dans le circuit ci-dessus, en appliquant la loi d’additivité des tensions
on peut écrire: U = U1 + U2
Remarque : si le circuit est fermé on tient pas compte des fils de
connexion, des interrupteurs fermés ou des diodes passante car la
tension à leurs bornes est nulle.
V.
Loi de la tension électrique dans un circuit en dérivation
1. Loi d’unicité des tensions
En dérivation, la tension des dipôles obéit à la loi d’unicité des tensions: La tension aux bornes des
différents dipôles branchés en dérivation est la même.
Dans un circuit où tous les dipôles sont en dérivation toutes les tensions sont alors égales à celle
du générateur.
2. Exemple d’utilisation de la loi d’unicité des tensions
Le circuit ci-dessus est en dérivation donc, d’après la loi
d’unicité des tensions, on peut écrire: U = U1 = U2