La tension est la pression exercée par la source d’énergie d’un circuit électrique qui pousse les électrons chargés (courant) à travers une boucle conductrice, leur permettant d’effectuer un travail tel que l’éclairage d’une lumière.
En bref, tension = pression, et elle est mesurée en volts (V). Ce terme rend hommage au physicien italien Alessandro Volta (1745-1827), inventeur de la pile voltaïque – l’ancêtre de la batterie domestique actuelle.
Au début de l’électricité, la tension était connue sous le nom de force électromotrice (emf). C’est pourquoi dans les équations telles que la loi d’Ohm, la tension est représentée par le symbole E.
Exemple de tension dans un circuit simple de courant continu (cc):
- Dans ce circuit cc, l’interrupteur est fermé (allumé).
- La tension dans la source d’alimentation – la « différence de potentiel » entre les deux pôles de la pile – est activée, créant une pression qui force les électrons à circuler sous forme de courant hors de la borne négative de la pile.
- Le courant atteint la lumière, ce qui la fait briller.
- Le courant retourne à la source d’alimentation.
La tension est soit une tension alternative (ac), soit une tension continue (dc). Façons dont elles diffèrent:
Tension en courant alternatif (représentée sur un multimètre numérique par ):
- Déborde en ondes uniformément ondulées depuis, comme indiqué ci-dessous :
- Inverse sa direction à intervalles réguliers.
- Communément produite par les services publics via des générateurs, où l’énergie mécanique – mouvement rotatif alimenté par l’eau qui coule, la vapeur, le vent ou la chaleur – est convertie en énergie électrique.
- Plus courante que la tension continue. Les services publics fournissent une tension alternative aux maisons et aux entreprises où la majorité des appareils utilisent une tension alternative.
- L’alimentation en tension primaire varie selon les nations. Aux États-Unis, par exemple, il s’agit de 120 volts.
- Certains appareils domestiques, comme les téléviseurs et les ordinateurs, utilisent une alimentation en tension continue. Ils utilisent des redresseurs (comme ce bloc trapu dans le cordon d’un ordinateur portable) pour convertir la tension et le courant alternatif en courant continu.
Tension en courant continu (représentée sur un multimètre numérique par et ):
- Se déplace en ligne droite, et dans une seule direction.
- Communément produite par des sources d’énergie stockée telles que des batteries.
- Les sources de tension continue ont des bornes positives et négatives. Les bornes établissent la polarité dans un circuit, et la polarité peut être utilisée pour déterminer si un circuit est en courant continu ou en courant alternatif.
- Communément utilisé dans les équipements portables alimentés par des batteries (automobiles, lampes de poche, appareils photo).
Qu’est-ce que la différence de potentiel ?
La tension et le terme « différence de potentiel » sont souvent utilisés de manière interchangeable. La différence de potentiel pourrait être mieux définie comme la différence d’énergie potentielle entre deux points dans un circuit. La quantité de différence (exprimée en volts) détermine la quantité d’énergie potentielle existante pour déplacer les électrons d’un point spécifique à un autre. La quantité identifie combien de travail, potentiellement, peut être effectué par le circuit.
Une pile alcaline AA domestique, par exemple, offre 1,5 V. Les prises électriques domestiques typiques offrent 120 V. Plus la tension est élevée dans un circuit, plus sa capacité à « pousser » plus d’électrons et à effectuer un travail est grande.
La différence tension/potentiel peut être comparée à l’eau stockée dans un réservoir. Plus le réservoir est grand, et plus sa hauteur (et donc sa vitesse potentielle) est importante, plus la capacité de l’eau à créer un impact lorsqu’une vanne est ouverte et que l’eau (comme les électrons) peut circuler.
Pourquoi mesurer la tension est utile
Les techniciens abordent la plupart des situations de dépannage en sachant comment un circuit devrait habituellement fonctionner.
Les circuits sont utilisés pour fournir de l’énergie à une charge – d’un petit dispositif à un appareil ménager en passant par un moteur industriel. Les charges portent souvent une plaque signalétique qui identifie leurs valeurs de référence électrique standard, notamment la tension et le courant. Au lieu d’une plaque signalétique, certains fabricants fournissent un schéma détaillé (diagramme technique) du circuit d’une charge. Les manuels peuvent inclure des valeurs standard.
Ces chiffres indiquent au technicien les lectures auxquelles il doit s’attendre lorsqu’une charge fonctionne normalement. Une lecture sur un multimètre numérique peut identifier objectivement les écarts par rapport à la norme. Même dans ce cas, le technicien doit utiliser ses connaissances et son expérience pour déterminer les facteurs à l’origine de ces écarts.