Tension électrique – Cours – 4ème – Physique – Chimie – Collège

Tension électrique – Cours – 4ème – Physique – Chimie – Collège

  • Existe-t-il toujours une tension aux bornes d’un dipôle ?
  • Existe-t-il une tension aux bornes d’un interrupteur ?
  • Comment adapter une lampe à un générateur ?
  1. I.     Définitions

Un circuit en dérivation : Si les deux bornes d’un dipôle sont reliées directement aux deux bornes d’un autre dipôle on dit qu’ils sont branchés en dérivation et ce circuit comporte plusieurs boucles.

Les points (A et B) s’appellent des nœuds

Les portions de circuit sans dérivation comprises entre 2 nœuds s’appellent des branches. La branche principale contient le générateur et les branches dérivées contiennent les récepteurs.

La tension électrique : Le courant électrique circule dans un circuit électrique (du pôle + vers le pôle -) car il existe une différence de « niveau électrique », appelée tension, entre ces deux points du circuit.

Symbole et Unité :

Quel est le symbole de la tension électrique ?  La tension électrique est notée : U

Quelle est l’unité de la tension ? L’unité utilisée pour mesurer la tension électrique est le Volt (V).

Remarque : on peut aussi utiliser des unités dérivées du volt comme le kilovolt, l’hecto volt, le deca-volt, le déci-volt etc.

La plus utilisée de ces unités dérivée est le milliampère de symbole mV (1 V= 1000 mV)

Exemple : Si un courant de 0,5 ampère circule dans une lampe on peut écrire  U= 0,5 V  Ou   U= 500 mV.

  1. II.  Comment mesurer une intensité ?

II.1.Le voltmètre

La tension électrique se mesure avec voltmètre branché en dérivation avec ce dipôle.

Le symbole de l’ampèremètre est

II.2. Comment brancher un multimètre en mode voltmètre ?

ü Les bornes: On utilise la borne COM et une borne de tension (V).

ü Le sens de branchement : La borne COM est la plus proche de la borne négative et la borne  de tension la plus proche de la borne positive du  générateur.

ü L’insertion dans le circuit : Le multimètre est branché en dérivation (Le multimètre est branché aux deux bornes du dipôle dont on veut connaitre la tension reçue).

ü Fil rouge : borne V: borne +

ü Fil noir : borne COM : borne –

II.3. Comment choisir le calibre du multimètre en mode voltmètre ?

Définition : le calibre de la tension choisi sur le voltmètre correspond à la plus grande valeur de la tension que ce dernier peut mesurer.

Le calibre utilisé ne doit donc pas être plus petit que la tension électrique sinon la mesure ne peut pas être faite. Le calibre ne doit cependant pas être trop grand sinon la mesure perd sa précision.

Méthode : On doit d’abord utiliser le calibre le plus grand pour avoir une approximation de la tension puis on choisit le calibre le plus proche (mais supérieur) afin d’obtenir une mesure plus précise.

Fiche de méthode

Mesure d’une tension électrique

  1. III.             Tension aux bornes de dipôles dans un circuit fermé

Expérience : on réalise un circuit électrique comportant un générateur, une lampe, un interrupteur fermé comme le montre le schéma ci-contre et on utilise  un voltmètre pour mesurer la tension entre les bornes de chaque dipôles.

Résultats: La lampe brille donc  le courant circule dans le circuit.

La tension aux bornes de l’interrupteur  vaut 0,02 V (soit quasiment 0 volt)

La tension aux bornes de la lampe vaut : 6,07 V.         

La tension aux bornes d’un fil de connexion 0 V.

La tension aux bornes du générateur vaut 6.07 V.

Conclusion :Dans un circuit électrique fermé le courant électrique circule et la tension est toujours:

– différente de zéro aux bornes du générateur.

– différente de zéro aux bornes d’une lampe, d’un moteur, d’une résistance ou d’une diode dans le sens passant.

– nulle aux bornes d’un fil de connexion ou d’un interrupteur fermé.

IV. Tension aux bornes de dipôles dans un circuit ouvert

Expérience : on réalise un circuit électrique comportant un générateur, une lampe, un interrupteur ouvert comme le montre le schéma ci-contre et on utilise  un voltmètre pour mesurer la tension entre les bornes de chaque dipôles.

Résultats: La lampe ne brille pas, à cause de l’interrupteur qui est ouvert .donc  le courant ne circule pas  dans le circuit

La tension aux bornes de l’interrupteur vaut 6,07 V.

La tension aux bornes de la lampe vaut : 0 V.              

La tension aux bornes d’un fil de connexion 0 V.

La tension aux bornes du générateur vaut 6.07 V.

Conclusion :Dans un circuit électrique ouvert le courant électrique ne circule pas et la tension est toujours:

– différente de zéro aux bornes du générateur.

– nulle aux bornes d’une lampe, d’un moteur, d’une résistance, d’une diode dans le sens passant, d’un  fil de connexion.

– est égale à la tension du générateur aux bornes d’un interrupteur ouvert ou d’une diode bloquante.

 

 

V. Comment adapter une lampe à un générateur ?

Peut-on brancher n’importe quelle lampe sur n’importe quel générateur ?

a) Intensité et tension nominales : On peut lire sur le culot des lampes deux indications :

– l’une exprimée en volt : la tension nominale

– l’autre exprimée en ampère : l’intensité nominale

Ce sont les valeurs pour que la lampe brille normalement.

Si la tension appliquée aux bornes d’une lampe est égale à la tension nominale, alors l’intensité qui circule dans la lampe est égale à l’intensité nominale.

b) Mesures :

Une lampe est adaptée à un générateur si sa tension nominale est voisine de la tension délivrée par le générateur. La lampe brille alors normalement.

Si la tension d’alimentation est supérieure à la tension nominale de la lampe, celle-ci est en surtension.

Si la tension d’alimentation est inférieure à la tension nominale de la lampe, celle-ci est en sous-tension.

 



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