Comment calculer une tension électrique ?
J'aimeLa tension électrique est une notion essentielle en électricité. Elle permet de comprendre comment circule l’énergie dans un circuit et d’expliquer le fonctionnement des appareils électriques. Dans cet article, nous allons découvrir ce qu’est la tension, comment la mesurer et surtout comment la calculer simplement pour consolider vos compétences pour vos cours de physique au collège ou tout simplement pour votre quotidien.
Table des matières
Qu’est-ce que la tension électrique ?
La tension électrique (notée UUU) représente la différence d’énergie électrique entre deux points d’un circuit. Elle indique la « force » avec laquelle les électrons circulent.
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Elle se mesure entre deux bornes (par exemple, les deux pôles d’une pile).
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Plus la tension est élevée, plus le courant peut fournir d’énergie aux appareils.
👉 Exemple : Une pile de 1,5 V signifie qu’entre ses deux bornes, la différence de potentiel est de 1,5 volt.
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Comment mesurer une tension électrique ?
Instruments de mesure : le multimètre
Pour mesurer une tension, on utilise un multimètre réglé en mode voltmètre.
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On place les deux pointes de mesure aux bornes du composant ou de la pile.
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L’unité affichée est le volt (V).
| ⚠️ Attention : la mesure doit toujours se faire en dérivation, c’est-à-dire directement aux bornes du composant, et non en série. |
Instruments de mesure : le multimètre
Le multimètre est l’appareil le plus utilisé pour mesurer la tension électrique. Il est polyvalent car il permet aussi de mesurer l’intensité du courant et la résistance.
Les parties principales d’un multimètre :
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L’écran : il affiche la valeur mesurée (en volts, ampères ou ohms).
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Le sélecteur : molette qui permet de choisir la grandeur à mesurer (tension continue DC, tension alternative AC, intensité, résistance, etc.).
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Les bornes de branchement : en général trois :
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COM (borne noire, commune),
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V/Ω (borne rouge pour mesurer tension et résistance),
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mA/A (borne rouge pour mesurer le courant).
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Les pointes de test : câbles rouge et noir qui se connectent aux bornes.
Comment mesurer une tension avec un multimètre :
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Régler le multimètre sur la position V :
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DC (⎓) pour une pile ou une batterie.
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AC (~) pour une prise électrique ou un circuit branché au secteur.
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Brancher la pointe noire sur la borne COM et la pointe rouge sur la borne V/Ω.
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Placer les deux pointes de test directement aux bornes du composant (par exemple une pile).
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Lire la valeur affichée sur l’écran : c’est la tension en volts (V).
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⚠️ À retenir :
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Tension continue vs tension alternative
1. La tension continue (DC – Direct Current)
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Définition : la tension garde toujours le même sens et la même valeur (ou presque).
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Exemples :
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Une pile de 1,5 V,
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Une batterie de téléphone ou d’ordinateur portable,
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Les panneaux solaires.
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Symbole sur un multimètre : ⎓ ou DCV.
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Représentation graphique : une ligne horizontale stable (constante).
👉 On retrouve la tension continue partout où l’on a besoin d’une alimentation stable et régulière.
2. La tension alternative (AC – Alternating Current)
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Définition : la tension change de sens périodiquement, en passant de valeurs positives à négatives.
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Exemples :
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Les prises électriques domestiques (220 V – 50 Hz en Europe, 110 V – 60 Hz en Amérique du Nord),
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Les alternateurs dans les centrales électriques.
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Symbole sur un multimètre : ~ ou ACV.
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Représentation graphique : une sinusoïde qui oscille autour de zéro.
👉 La tension alternative est surtout utilisée pour transporter l’électricité sur de longues distances, car elle est plus facile à transformer et à distribuer.
3. Différence essentielle
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DC (continue) : flux d’électrons toujours dans le même sens.
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AC (alternative) : flux d’électrons qui s’inverse régulièrement (50 ou 60 fois par seconde selon la fréquence du réseau).
Comment calculer la tension électrique dans un circuit ?
La tension électrique se calcule en appliquant les lois fondamentales de l’électricité (loi d’Ohm et lois des circuits). Le calcul dépend du type de circuit : en série ou en dérivation (parallèle).
Formule de la tension électrique
La relation de base est :
U=R×I
où :
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U est la tension en volts (V),
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R est la résistance en ohms (Ω),
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I est l’intensité du courant en ampères (A).
Calcul tension électrique dans un circuit en série
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Dans un circuit en série, la tension totale est la somme des tensions aux bornes de chaque dipôle :
U total=U1+U2+U3+…
Calcul tension électrique dans un circuit en dérivation
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Dans un circuit en dérivation (parallèle), la tension est la même aux bornes de chaque branche :
Ubranche1=Ubranche2=Utotal
La tension électrique dans la vie quotidienne
On retrouve la tension dans de nombreux objets dans notre quotidien :
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Les piles des télécommandes (1,5 V).
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Les batteries de téléphones (environ 3,7 V).
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Les prises électriques domestiques (220 V en Europe, 110 V en Amérique du Nord).
La physique fait bien partie de notre vie.
Erreurs fréquentes à éviter
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Confondre tension et intensité.
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Placer le multimètre en série au lieu de parallèle pour mesurer une tension.
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Penser qu’une tension élevée signifie forcément danger : c’est aussi l’intensité qui détermine le risque.
Conclusion
En conclusion, la tension électrique est un concept fondamental pour comprendre le fonctionnement des appareils électriques et des circuits. Savoir mesurer et calculer la tension électrique est essentiel pour progresser dans le domaine de l’électricité en physique. En maîtrisant ces notions, vous serez mieux équipé pour aborder des sujets plus complexes et appliquer ces connaissances dans des situations pratiques dans la vie réelle ou lors de vos cours de physique en ligne au collège. L’apprentissage de ces principes vous aidera non seulement à comprendre le monde autour de vous, mais aussi à renforcer vos compétences scientifiques de manière générale.
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Questions fréquentes sur le calcul de la tension électrique
Quelle est l’unité de la tension électrique ? |
| Le volt (V). |
Quelle est la différence entre tension et intensité ? |
| La tension correspond à la différence de potentiel entre deux points, alors que l’intensité représente le débit d’électrons (le courant). |
Quelle est la différence entre la tension et le courant électrique ? |
| La tension est la cause, le courant est l’effet. Sans tension, il n’y a pas de courant. |
La tension est-elle mesurée en volts ou en ampères ? |
| En volts (V). Les ampères (A) servent à mesurer l’intensité du courant |
