Tension électrique

C'est le voltage qui fait bouger les charges électriques. C'est la "poussée" qui fait bouger les charges dans un fil ou un autre conducteur électrique. On peut penser que c'est la force qui pousse les charges, mais ce n'est pas une force. La tension peut faire bouger les charges, et comme le déplacement des charges est un courant, la tension peut provoquer un courant.

La différence de potentiel électrique est le vrai terme scientifique mais est communément appelé tension. Officieusement, la différence de tension ou de potentiel électrique est parfois appelée "différence de potentiel". La tension est également appelée, dans certaines circonstances, force électromotrice (CEM).

La tension est une différence de potentiel électrique, la différence de potentiel électrique entre deux endroits. L'unité de la différence de potentiel électrique, ou tension, est le volt. Le volt est nommé en mémoire d'Alessandro Volta. Un volt est égal à un joule par coulomb. Le symbole de l'unité volt est écrit avec une majuscule V comme dans (9V). Selon les règles du Système international d'unités, le symbole d'une unité dont le nom est dérivé du nom propre d'une personne est en majuscule.

Veuillez noter que le volt et le voltage sont deux choses différentes. Le volt est l'unité de mesure d'une chose. Le potentiel électrique et le voltage sont tous deux des choses que nous mesurons et le volt est l'unité de mesure des deux. Le symbole de l'unité volt est écrit avec un V (9 volts ou 9 V). Lorsque le voltage est utilisé dans une formule, il peut être écrit en italique, par exemple, V = 9 V {\displaystyle V=9\,{\text{V}}}{\displaystyle V=9\,{\text{V}}} ou écrit en cursive. S'il n'y a qu'un seul symbole de lettre, un v minuscule peut être utilisé, par exemple, voltage = courant × résistance{\displaystyle {\text{voltage}}={\text{current}}\times {\text{resistance}}}{\displaystyle {\text{v}}={\text{ir}}} . Les ingénieurs électriciens utilisent le symbole e{\displaystyle e} pour la tension, par exemple, e = i ou e=ir{\displaystyle e=ir} pour que la différence entre le voltage et les volts soit très claire.

Techniquement, la tension est la différence de potentiel électrique entre deux points et est toujours mesurée entre deux points. Par exemple, entre les extrémités positive et négative d'une batterie, entre un fil et la terre, ou entre un fil ou un point d'un circuit et un point dans une autre partie du circuit. Aux États-Unis, la tension de l'électricité domestique est le plus souvent de 120 V. Cette tension est mesurée du fil électrique au sol.

Notez qu'il doit y avoir à la fois une tension et un courant pour transférer la puissance (énergie). Par exemple, un fil peut avoir une tension élevée, mais s'il n'est pas connecté, rien ne se passera. Les oiseaux peuvent se poser sur des lignes à haute tension comme 12kV et 16kV sans mourir, car le courant ne passe pas à travers l'oiseau.

Il existe deux types de tension, la tension continue et la tension alternative. La tension continue (tension de courant continu) a toujours la même polarité (positive ou négative), comme dans une batterie. La tension AC (tension en courant alternatif) alterne entre le positif et le négatif. Par exemple, la tension de la prise murale change de polarité 60 fois par seconde (en Amérique) ou 50 fois par seconde (Royaume-Uni et Europe). Le courant continu est généralement utilisé pour l'électronique et le courant alternatif pour les moteurs.

Raccordement d'un câble haute tension
Raccordement d'un câble haute tension

Définition

La tension est la variation du potentiel électrique entre deux endroits
ou la variation de l'énergie du potentiel électrique par coulomb entre deux endroits.

V = Δ ( E P E / q ) = ( E P E / q ) 2 - ( E P E / q ) 1 {\displaystyle V=\Delta (EPE/q)=(EPE/q)_{2}-(EPE/q)_{1}}}{\displaystyle V=\Delta (EPE/q)=(EPE/q)_{2}-(EPE/q)_{1}}

V=Tension, EPE=Energie potentielle électrique, q=charge, ∆=différence de.

Tension de terre

La tension est toujours mesurée entre deux points, et l'un d'entre eux est souvent appelé "terre", ou le point zéro volt (0V). Dans la plupart des installations électriques à courant alternatif, il existe une connexion à la terre. Une connexion est établie avec le sol réel par une conduite d'eau, une tige de terre enterrée ou enfoncée dans la terre, ou un conducteur métallique pratique (pas une conduite de gaz) enterré sous terre. Cette connexion se fait au point d'entrée du système électrique dans un bâtiment, à chaque poteau où il y a un transformateur dans la rue (souvent sur un poteau électrique), et à d'autres endroits du système. La planète Terre entière est utilisée comme point de référence pour mesurer la tension. Dans un bâtiment, cette terre est amenée à chaque appareil électrique sur deux fils. L'un est le "conducteur de terre" (le fil vert ou nu) et sert de terre de sécurité pour relier les parties métalliques des équipements à la terre. L'autre est utilisé comme l'un des conducteurs électriques dans les circuits du système et est appelé "conducteur neutre". Ce fil qui est au potentiel de la terre complète tous les circuits en ramenant le courant de tout équipement électrique au point d'entrée du système dans les bâtiments, puis au transformateur généralement situé dans la rue. Dans de nombreux endroits à l'extérieur des bâtiments, il devient inutile d'avoir un fil pour compléter les circuits et acheminer le courant des bâtiments vers les générateurs. La voie de retour qui ramène tout le courant est la terre elle-même.
Dans les circuits de courant continu, l'extrémité négative d'un générateur ou d'
une batterie est souvent appelée le point "terre" ou zéro volt (0V), même s'il peut y avoir ou non une connexion à la terre. Il peut y avoir plusieurs masses sur la même carte de circuit imprimé (PCB), par exemple dans le cas de circuits analogiques sensibles, cette partie du circuit peut utiliser une "masse analogique", et la partie numérique, une "masse numérique".
Dans les équipements électriques, le point 0 volt peut être le châssis métallique appelé "masse du châssis" ou une connexion à la masse réelle appelée "masse de la terre", chacun ayant son propre symbole utilisé dans les schémas électriques (schémas de circuit).

Outils de mesure

Parmi les outils permettant de mesurer la tension, on trouve le voltmètre et l'oscilloscope.

Le voltmètre mesure la tension entre deux points et peut être réglé en mode DC ou AC. Le voltmètre peut mesurer la tension continue d'une batterie par exemple (typiquement 1,5V ou 9V), ou la tension alternative de la prise de courant sur le mur (typiquement 120V).

Pour les signaux plus complexes, un oscilloscope peut être utilisé pour mesurer la tension continue et/ou alternative, par exemple pour mesurer la tension aux bornes d'un haut-parleur.

Différence potentielle

La tension, ou différence de potentiel entre le point a et le point b, est la quantité d'énergie en joules (résultant du champ électrique) nécessaire pour déplacer 1 coulomb de charge positive du point a au point b. Une tension négative entre les points a et b est une tension dans laquelle 1 coulomb d'énergie est nécessaire pour déplacer une charge négative du point a au point b. S'il existe un champ électrique uniforme autour d'un objet chargé, les objets chargés négativement seront tirés vers des tensions plus élevées, et les objets chargés positivement seront tirés vers des tensions plus faibles. La différence de potentiel/tension entre deux points est indépendante du chemin parcouru pour aller du point a à b. Ainsi, la tension de a à b + la tension de b à c sera toujours égale à la tension de a à c.


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