La tension électrique, sa mesure |
rappel 5°. vous avez vu que..:Pour tester si une lampe
fonctionne on la place sur la pile plate. La pile est le générateur du circuit. |
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Un accumulateur est aussi un
générateur. exemples: batterie voiture, "pile rechargeable". |
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Les centrales
électriques sont aussi des générateurs. Elles créent la Tension permettant à l'électricité de circuler dans les lignes dites de "hautes tensions". |
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On va choisir une pile ou un générateur en fonction de son "aptitude à faire circuler le courant. Il faut donc s'informer sur la valeur en volt V inscrite sur la notice d'utilisation du récepteur: cette valeur est appelée la tension |
Sommaire |
1. Une nouvelle grandeur électrique: la tension
La tension aux bornes d'un générateur est son "aptitude à faire circuler" un courant électrique dans un circuit Fermé.
La grandeur Physique Tension
(ou différence de potentiel: différence
d'état électrique)
se note U.
Elle se représente sur
les schémas électriques
par des flèches.
Tension d'un
générateur qui permet de faire circuler
un courant |
Tension d'utilisation
(fournie par le générateur) pour que le
récepteur "fonctionne" |
2. Mesure de la tension aux bornes d'un dipôle :
La grandeur physique TENSION
s'exprime en volts;
c'est son unité de symbole :V
L'unité a ce nom en hommage à Monsieur Volta (1800) qui a inventé la première pile. |
GV gigavolt |
MV mégavolt |
kV kilovolt |
V volt |
mV millivolt |
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orage: 100 millions de volts |
électrostatique 400000volts |
tension du secteur 230volts |
batterie voiture 12 volts |
pile 1,5 volts |
électronique |
1GV=103MV | 1MV=103kV | 1kV=103V | 1V=10-3kV | 1mV=10-3V |
exemples: 2,3 MV = 2300kV =2,3 . 103 kV 53 kV = 53000V= 5,3 . 104 V 66 mV = 0,066V =6,6 . 10-2 V
2.1 La mesure de la tension: le voltmètre
On mesure la Tension aux bornes d'un
dipôle à l'aide d'un Voltmètre
3. Mesure de la tension aux bornes d'un dipôle isolé :
Aux bornes d'un générateur isolé, il y a une tension non nulle .... | Aux bornes d'un récepteur isolé, il n'y a pas de tension ! .... |
4. Tension entre les bornes d'un dipôle branché dans un circuit Série :
Situation du problème
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Quelles valeurs peuvent prendre les tensions dans un circuit ouvert ou fermé aux bornes du générateur, des récepteurs, de l’interrupteur ,d’un fil? | ||||
Formulation d’hypothèses
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les tensions seront-elles différentes en circuit fermé et nulles en circuit ouvert ??? | ||||
Vérifications expérimentales des hypothèses (preuves) |
bien distinguer le circuit
Ouvert (intensité
nulle) du circuit fermé (intensité
non nulle)….
Dans un circuit comprenant un générateur continu de 6V,une lampe L1, un interrupteur, une moteur M on mesure
en circuit
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Analyse des résultats (dénouement) |
La tension aux bornes du générateur: il existe toujours une tension aux
bornes d'un générateur en circuit Ouvert ou en circuit fermé La tension aux bornes de l’interrupteur:
elle
est égale à celle du générateur en circuit Ouvert
et est nulle
en circuit fermé La tension aux bornes des récepteurs:elle
est nulle en circuit Ouvert
et est non nulle
en circuit fermé.
Les
récepteurs se partagent la
tension du générateur. La tension aux bornes du fil: elle est toujours nulle en circuit Ouvert ou en circuit fermé. |
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Réponse au problème (verdict) |
Il peut exister une tension entre deux points du
circuit même s’il ne passe aucun courant (circuit ouvert) Dans un circuit SERIE on établit la loi d’additivité des tensions ( ou loi des mailles) |
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4.2 La loi d'additivité des tensions dans un circuit Série
Dans un circuit Série Fermé, La tension aux bornes du générateur est égale à la somme des tensions aux bornes des dipôles du circuit. c'est la loi d'additivité des tensions.
applications:
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La
tension du générateur Ug
est égale à la somme des tensions de la lampe ULet
du moteur UM
soit: Ug = UL + UM ou UPN = UBC + UCD |
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Les 40 lampes (identiques) de tension d'utilisation (ou tension nominale) UL=6V se partagent la tension Ug de 230V du générateur soit Ug = 40 x UL | ||
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La
tension de la Pile Ug
est égale à la somme des tensions de la lampe UL,
du résistor UR et
de la diode Ud soit: Ug = UL + UR + Ud ou UPN = UBC + UCD+ UDE
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5. Tension entre les bornes d'un dipôle branché dans un circuit dérivation :
Dans un circuit Dérivation Fermé, La tension aux bornes du générateur est égale à la tension aux bornes de chaque dipôle placé en dérivation. c'est la loi d'unicité des tensions.
applications:
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La
tension du générateur Ug
est égale à la tensions de la lampe ULà
celle aussi du moteur UM
soit: Ug =
UL
= UM
ou UPN =
UBC
= UDE
= 6,24V |
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Les lampes (identiques) de tension d'utilisation (ou tension nominale) UL=230V sont indépendantes. la tension Ug de 230V du générateur est la même que celle des lampes branchées à ses bornes Ug = UL |
CONCLUSION: Le circuit dérivation est le choix exclusif dans les installations domestiques électriques!...car tous les appareils peuvent être construits avec la même tension nominale et sont indépendants dans le circuit.
Cas du circuit Mixte : toutes les lois
sont applicables Animation
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