La tension électrique, également appelée différence de potentiel, est un concept essentiel en électricité. Elle fait partie des grandeurs fondamentales qui déterminent le fonctionnement des circuits électriques et des appareils électroniques. Dans cet article, nous allons explorer la définition de la tension électrique, ses unités de mesure, ainsi que les principales formules pour calculer cette grandeur.
Qu’est-ce que la tension électrique ?
La tension électrique peut être définie comme la force qui pousse les charges électriques à se déplacer dans un conducteur ou un circuit électrique. Cette force est créée par une différence de potentiel entre deux points du circuit. Plus la différence de potentiel est importante, plus la tension électrique est élevée.
La tension électrique est généralement représentée par la lettre U et s’exprime en volts (V). Un volt correspond à la tension électrique nécessaire pour faire déplacer une charge d’un coulomb à travers une résistance d’un ohm en une seconde.
Les différentes formes de tension électrique
Il existe plusieurs formes de tension électrique, notamment :
- Tension continue (DC) : La tension reste constante dans le temps et possède une polarité fixe. Les piles et les batteries sont des exemples courants de sources de tension continue.
- Tension alternative (AC) : La tension varie périodiquement dans le temps et change de polarité. Le courant alternatif est utilisé pour le transport et la distribution d’électricité, ainsi que pour alimenter la plupart des appareils électriques.
Tension électrique : formules et calculs
De nombreux concepts mathématiques sont liés à la tension électrique, tels que :
La loi d’Ohm
La loi d’Ohm établit une relation entre la tension électrique, le courant et la résistance dans un circuit électrique. Elle s’exprime sous la forme :
U = R × I
Où :
- U est la tension électrique (en volts)
- R est la résistance du circuit (en ohms)
- I est le courant électrique (en ampères)
La puissance électrique
La puissance électrique représente l’énergie consommée ou produite par un dispositif électrique. La formule de la puissance électrique dépend de la tension électrique et du courant :
P = U × I
Où :
- P est la puissance électrique (en watts)
- U est la tension électrique (en volts)
- I est le courant électrique (en ampères)
La capacité des condensateurs
Les condensateurs sont des composants électroniques qui stockent de l’énergie électrique sous forme de charges électriques. La capacité d’un condensateur est définie comme la quantité de charge qu’il peut stocker par volt de tension appliquée :
C = Q / U
Où :
- C est la capacité du condensateur (en farads)
- Q est la charge électrique stockée (en coulombs)
- U est la tension électrique (en volts)
Mesure de la tension électrique
Pour mesurer la tension électrique, on utilise un appareil appelé multimètre, qui permet également de mesurer le courant électrique et la résistance. Voici les étapes pour mesurer la tension électrique à l’aide d’un multimètre :
- Configurer le multimètre sur la fonction « tension » et choisir la gamme de mesure appropriée (DC ou AC).
- Brancher les sondes du multimètre aux bornes du circuit ou de l’appareil dont on veut mesurer la tension. La sonde noire doit être connectée à la borne négative (-), et la sonde rouge à la borne positive (+).
- Lire la valeur de la tension électrique affichée sur l’écran du multimètre.
Applications et exemples de tension électrique
La tension électrique intervient dans de nombreux domaines, tels que :
- Les sources d’énergie : Les centrales électriques produisent une tension alternative qui est transformée pour être adaptée aux différentes utilisations (transport, distribution, consommation) comme les installations photovoltaïques par exemple
- Les appareils électroniques : Les composants tels que les transistors, les diodes et les amplificateurs opérationnels fonctionnent grâce à des tensions électriques spécifiques. Nos nombreux tests produits réalisés aborde souvent cette notion de tension comme celui sur le générateur solaire portatif 300w à 6000w
- Les systèmes de communication : Les signaux électriques utilisés pour transmettre des informations (téléphone, radio, télévision) sont basés sur des variations de tension électrique.
En résumé, la tension électrique est une grandeur fondamentale en électricité. Elle détermine la force qui pousse les charges électriques à se déplacer dans un circuit et influence le fonctionnement des dispositifs électroniques. La maîtrise de cette notion permet de mieux comprendre et d’optimiser l’utilisation de l’énergie électrique dans notre quotidien.
