Tension

TET
TENSION
1 . Tension entre 2 points
Le courant électrique est un mouvement d'ensemble
d'électrons dans un conducteur depuis une région riche en
électrons vers une région pauvre . ( chap 1 ) . La différence
d'état électrique entre ces 2 régions est analogue à la
différence de niveaux dans les 2 récipients qui communiquent
( fig 1 ) .
En électricité , la différence de "niveau" électrique est appelée
différence de potentiel ou tension . C'est ce qui "pousse "les
électrons . Pour une pile on l'appelle la force électromotrice
(fem).
La d d p , la f e m , la tension se mesurent en volts
( symbole V ) . L'appareil de mesure est le voltmètre .
On désigne la tension par la lettre U .
Fig 2
Fig 1
D'après un document de l' ARRL
On utilise la même résistance dans les 2 cas . 1,5 V et 9 V sont les f e m des 2 piles .
La pile de 9 volts "pousse" davantage d'électrons que celle de 1,5 V .
Le 2eme résistor dégage davantage de chaleur que le 1er .
Branchement du voltmètre
Fig 3
Dans le circuit schématisé ci-contre, un courant
circule dans la lampe entre A et B (sens convention
nel) .On admet qu'il y a une ddp entre A et B . Pour
la mesurer on doit brancher le voltmètre sur les
points A et B et donc en parallèle sur la lampe et
non en série dans le circuit .
On doit respecter les polarités : la borne + (cordon
rouge) sur la borne d'entrée du courant , la borne –
(cordon noir) sur la borne de sortie .Ceci pour un
voltmètre à aiguille .Pour un voltmètre digital le fait
d'inverser les connexions précédentes se traduit par
un signe – sur l'afficheur .
Notation de la tension
Fig 4
PILE Fig 4 La tension entre le + P et le - N est notée UPN , la
pointe de la flèche en P . Elle vaut environ 4,5 V pour une pile plate .
On écrit : UPN = + 4,5 V ou 4,5 V
La tension entre N et P vaut - 4,5 V . On écrit UNP = - 4,5 V , la
pointe de la flèche en N .
Lampe dans le circuit (Fig 3) . La tension UAB est positive ; la tension UBA est négative .
Multiples et sous-multiples du volt
Il existe : le kilovolt ( kV ) : 1 kV = 1 000 V
le millivolt ( mV ) : 1 mv = 0,001 V
le microvolt ( µV ) : 1 µV = 0,000 001 V
Par exemple la sensibilité d'un récepteur radioamateur est voisine de 0,2 µV en BLU et CW
Retenir le tableau :
Exercice résolu
kV
V
mV µV
. . . . . . . . . .
kV 1 0 0 0
mV 0 ,0 0 1
( Voir aussi le complément de math )
µV 0 ,0 0 0 .0 0 1
Convertir en volts 2 kV , 5 mV , 15 µV
5 mV = 5 * 0,001 V = 0,005 V
2 kV = 2 * 1 000 V = 2 000 V
15 µV = 15 * 0,000 001 V = 0,000 015 V
2 . Lois concernant les tensions : lois de Kirchhoff ( physicien allemand 1824 - 1887 )
1ere loi
Exemple
3 résistors sont en série avec une pile
Fig 5
Dans un montage en série les tensions s'ajoutent :
U = U1 + U2 + U3 ou UAB + UBC + UCD
Exercices résolus
1 . Un générateur alimente 2 résistors
Valeur de U ? (fig 6)
2 . Un générateur alimente 2 résistors fig 7
Valeur de UAB et UBA ?
3 . Un générateur G de fem 6 V alimente une résistance .
On ouvre l'interrupteur K ( flèche vers la droite ) .
Valeur de UAB ? ( fig 8 )
Fig 8
Réponses .
no 2 . UAB = UAM + UMB = - 8 + 12 = 12 - 9 = 3 V
no 3 . L'interrupteur étant ouvert , un voltmètre branché sur A et B est relié au générateur
par la résistance et les fils du circuit . Il mesure la fem de G . Il indique 6 V .
no 1 . En série les 2 tensions s'ajoutent :
U = UMB = UMA + UAB = 4 + 2 = 6 V
Montage en parallèle ou en dérivation 2eme Loi
Dans un montage en parallèle , la tension est la même
pour tous les composants aux bornes de la dérivation :
U1 = U2
Pour les 2 lampes , la tension est la même : c'est la tension entre A et B .
Fig 9
FIG 10
FIG 9
Tension le long des fils de connexion Fig 10
Un montage comporte des fils , des pistes qui relient les composants .
On admet que la tension est nulle entre 2 points d'un de ces fils .
Par exemple , sur le montage ci-dessus fig 10 :
UAM = 0 , UBC = UBP = 0
Tout se passe comme si les points M , A , N étaient confondus ; même chose
pour les points P , C , B .
La tension entre N et P est donc la même que la tension entre M et B ou
entre M et C .
3 . Circuit avec masse
FIG 11
La lampe du phare d'une bicyclette est Pour chaque lampe , le 2eme fil est remplacé par la
reliée à l'alternateur par un seul fil
carcasse métallique (cadre , garde-boue ) de la
électriquec. Il en est de même pour le
bicyclette : c'est la masse des circuits .
feu rouge . En fait , l'autre borne de
chacune des lampes est reliée électriquement à l'autre borne de
l'alternateur par l'intermédiaire du
cadre métallique de la bicyclette dont
on dit qu'il joue le rôle de masse .
Le phare et le feu rouge sont montés
en dérivation sur le générateur. On
représente le cadre par le symbole
c'est le symbole de la
masse .
Les points M qui sont séparés sur le
schéma sont en fait reliés par un
conducteur sur le montage .
On économise ainsi un fil .
Pour les questions :
Tout le circuit n'est pas représenté sur
le dessin
Sur les automobiles , le - de la batterie est relié au chassis du véhicule . Le courant part du
plus avec des fils et revient par le chassis .
Il a existé au moins une marque qui avait mis le + à la masse .
De nombreux points de masse sur ce schéma d'amplificateur
Ils sont reliés sur le montage