La tension entre deux points d'un circuit est la différence "d'état électrique" qui fait qu'un courant électrique circule spontanément de l'un à l'autre. Elle se mesure avec un voltmètre et obéit à la loi d'additivité en série. Pour qu'un récepteur fonctionne normalement, il faut appliquer entre ses bornes une tension égale à sa tension nominale.
Généralités
Tension électrique
La tension électrique, notée U, correspond à la différence "d'état électrique" entre deux points d'un circuit. Elle s'exprime en Volts (V).
Voltmètre
Une tension électrique se mesure à l'aide d'un voltmètre.
Symbole d'un voltmètre
Le voltmètre se branche en dérivation sur l'appareil dont on souhaite connaître la tension.
- On positionne le sélecteur du voltmètre dans la zone V et sur le calibre le plus élevé quitte à réduire le calibre pendant la mesure pour avoir une valeur plus précise.
- On relie la borne (V) du voltmètre du côté du pôle + du générateur.
- On relie la borne (COM) du voltmètre du côté du pôle − du générateur.
Dans le circuit suivant, le voltmètre mesure la tension de la lampe, car elle est branchée en dérivation entre ses bornes :
Les lois de la tension électrique
La tension dans un circuit en série
Loi d'additivité des tensions
Dans un circuit en série, la somme des tensions des dipôles est égale à la tension du générateur :
U_{générateur} = U_1 + U_2 + U_3 +...
Dans le circuit suivant, la somme de la tension de la lampe et de la tension du moteur est égale à la tension du générateur.
U_{lampe}+U_{moteur}=U_{générateur}
La tension dans un circuit en dérivation
Loi d'égalité des tensions
Dans un circuit en dérivation, les tensions de chaque branche d'un circuit en dérivation sont identiques.
Dans le circuit suivant, la tension aux bornes du générateur est égale à celles aux bornes de la lampe et du moteur, car ces dipôles sont branchés en dérivation.
L'adaptation des tensions
Tension nominale
La tension nominale d'une lampe est inscrite sur son culot.
La tension nominale d'une lampe est la tension à appliquer à ses bornes pour qu'elle fonctionne normalement.
- Si la tension aux bornes d'un récepteur est proche de sa tension nominale, on dit que celui-ci est "adapté" et il fonctionne correctement.
- Si la tension aux bornes d'un récepteur est supérieure à sa tension nominale, on dit que celui-ci est "en surtension" et son fonctionnement est dangereux.
- Si la tension aux bornes d'un récepteur est inférieure à sa tension nominale, on dit que celui-ci est "en sous-tension" et son fonctionnement ne sera pas optimal.
Une lampe de tension nominale 12 V reliée à un générateur délivrant 6 V est en sous-tension et ne brillera que faiblement.
Une lampe de tension nominale 2 V reliée à un générateur délivrant 6 V est en surtension et peut griller.