La tension électrique Tronc Commun
La tension électrique Tronc Commun est une notion de base en physique. Cette leçon explique le potentiel électrique, la différence de potentiel, la mesure avec le voltmètre et les lois des tensions dans les circuits.
Notion de potentiel électrique et tension
Chaque point d’un circuit possède un état électrique appelé potentiel, noté V et exprimé en volt. La tension électrique exprime la différence de potentiel entre deux points A et B d’un circuit.
UAB = VA – VB
La tension UAB se représente par une flèche orientée de B vers A. La tension est algébrique. Elle peut être positive, négative ou nulle selon les potentiels des deux points. On peut écrire aussi : UAB = -UBA.
Mesure de la tension électrique
Le voltmètre mesure la tension aux bornes d’un dipôle. Il se branche toujours en dérivation. Le courant entre par la borne V ou + et sort par la borne COM ou -.
Pour un voltmètre à aiguille :
U = C × n / n0
avec C le calibre, n la déviation lue et n0 le nombre de divisions du cadran.
L’incertitude absolue est :
ΔU = C × x / 100
L’incertitude relative est :
ΔU / U
Plus l’incertitude relative est petite, plus la mesure est précise.
Loi des tensions dans les circuits
Circuits en série
La tension entre deux points est la somme des tensions des dipôles placés en série entre ces points.
UG = UAB + UBC
Circuits en dérivation
Deux dipôles en dérivation sont soumis à la même tension.
UG = U1 = U2
Visualisation des tensions avec l’oscilloscope
L’oscilloscope visualise et mesure les tensions en fonction du temps.
Pour une tension continue :
U = SV × Y
avec SV la sensibilité verticale et Y la déviation verticale.
Exemple : si SV = 2 V/div et Y = 3 div, alors U = 6 V.
Tension variable et périodique
Une tension variable change avec le temps. Une tension alternative prend successivement des valeurs positives et négatives.
Caractéristiques principales :
- Umax : tension maximale
- Ueff : tension efficace, avec Ueff = Umax / √2
- T : période en seconde
- f : fréquence, avec f = 1 / T
Application type : avec SV = 2 V/div, SH = 5 ms/div, y = 3 div et x = 4 div :
- Umax = y × SV = 6 V
- T = x × SH = 20 ms = 2 × 10-2 s
- f = 1 / T = 50 Hz
Tableau récapitulatif
| Notion | Relation essentielle |
|---|---|
| Tension entre A et B | UAB = VA – VB |
| Opposition de sens | UAB = -UBA |
| Lecture voltmètre | U = C × n / n0 |
| Incertitude absolue | ΔU = C × x / 100 |
| Loi en série | UG = UAB + UBC |
| Loi en dérivation | UG = U1 = U2 |
| Oscilloscope continu | U = SV × Y |
| Fréquence | f = 1 / T |
Points essentiels
- La tension est une différence de potentiel.
- Le voltmètre se branche en dérivation.
- En série, les tensions s’additionnent.
- En dérivation, la tension est la même sur chaque branche.
- L’oscilloscope permet de lire les tensions continues et variables.
- Pour une tension périodique, f = 1/T.
Ressources BestCours à consulter
- Physique Tronc commun TC
- Le mouvement : cours et exercices Tronc commun
- Principe d’inertie : cours et exercices corrigés TC
Conclusion
La tension électrique Tronc Commun repose sur des relations simples. Il faut maîtriser la différence de potentiel, le branchement du voltmètre, les lois des circuits et la lecture à l’oscilloscope. Ces bases facilitent la suite des cours de physique.
