Fiche de révision : Tension électrique et circuits

📋 Plan du Cours

1. Définition et mesure de la tension
2. Tensions des dipôles isolés
3. Mesure en circuit fermé
4. Choix du calibre du voltmètre
5. Additivité des tensions en série
6. Unicité de la tension en dérivation
7. Conversions de tensions électriques

📖 1. Définition et mesure de la tension

🔑 Notions clés & Définitions

• Tension électrique : Grandeur notée U, exprimée en volt et symbolisée par V.
• Voltmètre : Appareil qui permet de mesurer la tension aux bornes d’un dipôle.

★ À maîtriser

📌 Pour mesurer la tension aux bornes d’un dipôle, on branche le voltmètre en dérivation entre ses bornes.

Compléments

• Alessandro Volta est l’inventeur de la pile en 1800.

• Pour utiliser un voltmètre, on place d’abord le sélecteur sur le plus grand calibre adapté, puis on diminue le calibre pour obtenir davantage de précision.

💡 Astuce mémo

Le voltmètre placé en dérivation entre les deux bornes du dipôle

📖 2. Tensions des dipôles isolés

🔑 Notions clés & Définitions

• Dipôle isolé : Dipôle qui n’est pas branché dans un circuit.

📝 Points essentiels

• Les indications 4,5 V, 6 V et 12 V correspondent à des tensions électriques entre les bornes de générateurs.

💡 Astuce mémo

Dipôle isolé : tension présente ; circuit fermé : tension mesurée dans le montage

📖 3. Mesure en circuit fermé

★ À maîtriser

📌 La tension aux bornes d’un fil ou d’un interrupteur fermé est nulle.

Compléments

• Dans un circuit fermé comprenant un générateur, une lampe et un interrupteur fermé en série, la tension est mesurée successivement aux bornes de la lampe puis du fil correspondant à l’interrupteur fermé.

• Pour contrôler un schéma de mesure de tension, il faut vérifier que le voltmètre est correctement branché en dérivation entre les bornes du dipôle étudié.

📖 4. Choix du calibre du voltmètre

★ À maîtriser

📌 Pour mesurer une batterie de valeur nominale 6 V, le calibre le plus précis est le plus petit calibre adapté à cette tension.

Compléments

• Les calibres proposés sont:
  • 2 V
  • 10 V
  • 200 V
  • 600 V

💡 Astuce mémo

Commencer par le plus grand calibre, puis diminuer pour gagner en précision

📖 5. Additivité des tensions en série

🔑 Notions clés & Définitions

• Loi d’additivité des tensions : Loi selon laquelle la tension entre les bornes de plusieurs dipôles en série est égale à la somme des tensions entre les bornes de chaque dipôle.

★ À maîtriser

📐 Formule — Pour plusieurs dipôles en série, la tension totale vérifie $U_{L1+L2}=U_{L1}+U_{L2}$.

📌 Dans un circuit en série, la somme des tensions aux bornes des récepteurs est égale à la tension aux bornes du générateur.

Compléments

• Si un voltmètre mesure U₃ = 2,5 V et U₄ = 3 500 mV dans un circuit en série, la tension du générateur U₁ se calcule en additionnant ces deux tensions après conversion dans la même unité.

💡 Astuce mémo

Dipôles en série → la tension totale est la somme des tensions individuelles

📖 6. Unicité de la tension en dérivation

🔑 Notions clés & Définitions

• Loi d’unicité de la tension : Loi selon laquelle les tensions aux bornes de deux dipôles branchés en dérivation sont égales.
• Maille : Chemin du pôle positif au pôle négatif dans un circuit comportant plusieurs boucles.

📝 Points essentiels

📐 Formule — Pour une lampe et un moteur branchés en dérivation, $U_L=U_M$.

📌 Dans un circuit comportant plusieurs boucles, la tension aux bornes du générateur est égale à la somme des tensions des dipôles situés sur une seule maille.

💡 Astuce mémo

Série : tensions additionnées ; dérivation : tensions égales

📖 7. Conversions de tensions électriques

★ À maîtriser

📌 Pour convertir une tension en volts, il faut tenir compte des préfixes : 1 kV vaut 1 000 V, 1 MV vaut 1 000 000 V et 1 mV vaut 0,001 V.

Compléments

• Les tensions indiquées sont:
  • 0,025 MV pour le TGV
  • 1,5 kV pour le TER
  • 0,750 kV pour le métro
  • 12 000 mV pour les jouets

📊 Tableaux de synthèse

Lois de tension selon le montage