La tension électrique

Cours · physique-chimie (Tronc Commun Sciences, Maroc), chapitre 17 · Maroc, Tronc Commun Sciences · le début du chapitre, la suite sur Adloun

Une lampe qui brille plus ou moins fort, une pile « plate » qui n'allume plus rien, un appareil portant l'indication $4, 5 V$ : derrière ces observations se cache une même grandeur électrique, la tension électrique. Tout comme l'intensité du courant traduit le débit des charges, la tension traduit la « différence d'état électrique » entre deux points d'un circuit. C'est elle qui pousse le courant à circuler.

17.1 Notion de tension électrique

En chaque point d'un circuit, on associe une grandeur appelée potentiel électrique, notée $V$ . La tension entre deux points est la différence de leurs potentiels.

Définition 17.1Tension électrique

La tension électrique entre deux points $A$ et $B$ d'un circuit, notée $U_{A B}$ , est la différence entre le potentiel du point $A$ et le potentiel du point $B$ :

$U_{A B} = V_{A} - V_{B}$

Elle se mesure en volts (symbole $V$ ) et s'exprime à l'aide d'un voltmètre.

Propriété : Tension et sens de mesure

La tension est une grandeur algébrique : elle peut être positive ou négative. En inversant les deux points, on change le signe :

$U_{B A} = V_{B} - V_{A} = - U_{A B}$

On la représente par une flèche allant de $B$ vers $A$ pour la tension $U_{A B}$ .

iRemarque

On rencontre des multiples et sous-multiples du volt :

le kilovolt : $1 kV = 1 0^{3} V$ ;
le millivolt : $1 mV = 1 0^{- 3} V$ ;
le microvolt : $1 μ V = 1 0^{- 6} V$ .

La tension du secteur domestique est d'environ $220 V$ , celle d'une pile plate vaut $4, 5 V$ .

17.2 La masse d'un circuit

Seules les différences de potentiel ont un sens physique. On peut donc choisir librement un point dont on décide que le potentiel est nul : c'est la masse.

Définition 17.2Masse

La masse d'un circuit est un point choisi comme référence des potentiels : on lui attribue le potentiel nul. On la repère par le symbole $⊥$ et on note :

$V_{masse} = 0 V$

Propriété

Lorsqu'un point $M$ est relié à la masse, le potentiel de tout point $A$ est égal à la tension entre $A$ et la masse :

$V_{A} = V_{A} - V_{masse} = U_{A -masse}$

Ainsi, par rapport à la masse, « potentiel d'un point » et « tension entre ce point et la masse » se confondent.

17.3 Mesure de la tension : le voltmètre

Définition 17.3Voltmètre

Le voltmètre est l'appareil qui mesure la tension électrique. Il se branche en dérivation (en parallèle) aux bornes du dipôle dont on veut mesurer la tension.

Méthode : Brancher un voltmètre

Pour mesurer la tension $U_{A B}$ aux bornes d'un dipôle :

placer le voltmètre en dérivation entre les points $A$ et $B$ , sans ouvrir le circuit ;
relier la borne V (ou $+$ ) au point $A$ et la borne COM (commun, ou $-$ ) au point $B$ ;
lire la valeur affichée : si elle est positive, on mesure bien $U_{A B} = V_{A} - V_{B}$ ; si elle est négative, les bornes sont inversées et on lit $U_{B A}$ .

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