Chapitre 2: LA TENSION ELECTRIQUE - Physique-Chimie Troisième | DigiClass
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LA TENSION ELECTRIQUE

I.  Tension électrique

A.  Notion de tension

La tension électrique ou différence de potentiel (d.d.p) est à l’origine de la circulation du courant électrique dans un circuit électrique. Un générateur maintient entre ses bornes une tension électrique.

$\textbf{Exemple :}$ une pile ronde  1,5V ; une batterie de téléphone portable 3,7V

De même il peut exister une tension électrique entre deux points d’un circuit.

La tension électrique ou différence de potentiel (d.d.p) est à l’origine de la circulation du courant électrique dans un circuit électrique. Un générateur maintient entre ses bornes une tension électrique.
$\textbf{Exemple :}$ une pile ronde 1,5V ; une batterie de téléphone portable 3,7V
De même il peut exister une tension électrique entre deux points d’un circuit.

B.  L’unité de tension

La tension électrique s’exprime en volt de symbole V. On utilise également ses multiples et sous-multiples.
$1 millivolt (mV) = 10^{-3} V$
$1 kilovolt (kV) = 10^{3} V$
$1 méga volt (MV) = 10^{6} V$

II.  Le voltmètre et son utilisation

L’appareil qui sert à mesurer la tension électrique est le voltmètre, il est différent de l’ampèremètre par l’inscription de la lettre V sur son cadrant.
Dans un circuit électrique on le reconnaît par le symbole :

A.  Montage

Le voltmètre se monte toujours en dérivation aux bornes de l’appareil dont on veut prendre la tension à ses bornes.

B.  Polarité

Comme l’ampèremètre, le voltmètre est polarisé c’est – à –dire qu’il possède une borne d’entrée du courant marquée + en couleur rouge et une borne de sortie du courant marquée – en couleur noire.

C.  Calibre

Un voltmètre comporte des calibres qu’un sélecteur de calibre permet le choix du calibre désigné.
On appelle calibre d’un voltmètre la valeur de la tension du courant qui amène l’aiguille à l’extrémité de la graduation.
La tension mesurée ne doit pas dépasser le calibre sinon le voltmètre peut se détériorer.

D.  Mesure de la tension

Pour déterminer la tension d’une pile ronde, on utilise un voltmètre comportant les échelles 30 divisions et 150 divisions. Il choisit le calibre 3V et fait une lecture de 15 divisions sur l’échelle 30 divisions.
Déterminer la tension aux bornes de la pile ronde. Tirer la formule générale.

$U=\frac{L \times C}{E}$      $\textbf{L et E en division ;  C et U en volt (V)}$

$\textbf{Méthode pratique : Comment effectuer une bonne lecture avec un voltmètre ?}$

Ce qu’il faut pour une bonne lecture :

  • Respecter le montage du voltmètre (il doit être monté en dérivation)
  • Respecter la polarité de l’appareil (il doit être traversé du + vers le -)
  • Respecter le choix de calibre (le calibre doit être toujours supérieur à la tension à mesurer pour que $\textbf{l’aiguille}$ $\textbf{se}$ $\textbf{retrouve}$ $\textbf{à la deuxième moitié du cadran}$)

$\textbf{Application}$ :  Un voltmètre muni d’un cadran de 100 divisions possède les calibres suivants : 1V ; 3V ; 15V.  On fait des mesures successives qu’on résume dans le tableau que vous complèterez.

Calibre C 1V 1V 3V 3V 15V 15V
Lecture L 48 82 18 64 45 50
Tension U            

Appréciation

(bonne ou mauvaise)

           

III.  Tension aux bornes d’élément d’un circuit

A.  Pile

  • La tension aux bornes d’une pile en circuit ouvert est pratiquement égale à la tension inscrite sur la pile.

Exemple : 1,5 V pour une pile ronde et 4,5V pour une pile plate

  • La tension aux bornes d’une pile neuve en circuit fermé (qui alimente un appareil) est inférieure à la tension inscrite sur la pile.

Exemple : 1,2V  pour une pile   3,8V  pour une pile plate

RETENONS :

La tension aux bornes d’un générateur qui débite est très faible que sa tension en circuit ouvert.

B.  Interrupteur

La tension aux bornes d’un interrupteur fermé ou ouvert est pratiquement nulle.

C.  Fil de connexion

La tension aux extrémités d’un fil de connexion est pratiquement nulle.

IV.  EXERCICES D’APPLICATION

$\textbf{Questions de cours}$

  1. Donner le nom de l’appareil qui sert à mesurer la tension ?
  2. Comment est monté cet appareil dans un circuit ?
  3. Qu’appelle-t-on calibre d’un voltmètre ?
  4. Dans quels cas un appareil de mesure de tension peut-il se détériorer ?
  5. Comment choisir le calibre d’un appareil de mesure ?
  6. Donner les avantages d’un montage en dérivation ?

$\textbf{Exercice 1 :}$ Un appareil de mesure de tension est branché sur le calibre 15V, à l’échelle 100 et l’aiguille indique 60 divisions.

1°) Comment est-il montés ? Quelle est la valeur de la tension mesurée ?

2°) Où se placerait l’aiguille si le calibre était 10V puis 20V ?