Qu'est-ce que la tension ?

La tension constitue la pression provenant d'une source d'alimentation d'un circuit électrique qui pousse les électrons chargés (le courant) le long d'une boucle conductrice, leur permettant d'accomplir un travail, tel qu'éclairer une ampoule.

En résumé, tension = pression. La tension est mesurée en volts (V). L'unité de mesure fait référence au physicien italien Alessandro Volta (1745-1827), inventeur de la pile voltaïque, le précurseur des piles actuelles.

À l'époque, la tension était appelée force électromotrice (f.e.m.). C'est pourquoi dans les équations telles que la loi d'Ohm, la tension est représentée par un E.

Exemple de tension dans un circuit DC (courant continu) simple :

1. Dans ce circuit DC, l'interrupteur est fermé (c.-à-d. mis SOUS TENSION).
2. La tension dans la source d'alimentation, soit la « différence potentielle » entre les deux pôles de la pile, est activée et crée une pression qui force les électrons à circuler sous forme de courant à partir de la borne négative de la pile.
3. Le courant atteint l'ampoule et permet son incandescence.
4. Le courant revient vers la source d'alimentation.

La tension est soit alternative (AC) soit continue (DC). Différences :

Tension alternative (représentée par sur les multimètres numériques) :

• Circule sous la forme d'ondes sinusoïdales régulières, comme illustré ci-dessous :

  

• Elle inverse la direction à intervalles réguliers.
• Elle est généralement produite par des générateurs d'électricité, où l'énergie mécanique (mouvement rotatif alimenté par l'eau, la vapeur, le vent ou la chaleur) est convertie en énergie électrique.
• Elle est plus commune que la tension continue. Le réseau électrique distribue la tension alternative aux résidences et entreprises dans lesquelles la plupart des appareils fonctionnent en tension alternative.
• La tension primaire varie d'un pays à l'autre. Par exemple, elle est de 120 V aux États-Unis.
• Certains appareils électroménagers, tels que les télévisions et les ordinateurs, fonctionnent en tension continue. Ils utilisent des redresseurs (tels que ces blocs volumineux que l'on retrouve sur les câbles d'ordinateurs portables) pour convertir la tension alternative en tension continue.

Tension continue (représentée par et sur les multimètres numériques) :

• Elle se déplace en ligne droite et dans une seule direction.
• Elle est généralement produite par des sources d'énergie stockées, telles que les piles.
• Les sources de tension continue ont des bornes positives et négatives. Les bornes établissent la polarité d'un circuit, et la polarité peut servir à déterminer si un circuit est DC ou AC.
• Elle est généralement utilisée dans les équipements portables alimentés par pile.

Qu'est-ce que la différence potentielle ?

Les termes « tension » et « différence potentielle » sont souvent utilisés de façon interchangeable. La différence potentielle se définit comme la différence d'énergie potentielle entre deux points d'un circuit. La différence (exprimée en volts) détermine la quantité d'énergie potentielle existante permettant le déplacement des électrons d'un point précis à l'autre. Elle identifie la quantité de travail potentielle qui peut être effectuée au travers du circuit.

Une pile alcaline AA génère par exemple 1,5 V. Généralement, les prises de courant génèrent 120 V. Plus la tension d'un circuit est élevée, plus elle est capable de déplacer des électrons.

La tension (ou différence potentielle) peut être comparée à de l'eau stockée dans un réservoir. Plus le réservoir est grand et haut (donc plus la vélocité potentielle est élevée), plus la capacité en eau aura un impact lors de l'ouverture de la vanne sur le débit d'eau (comme sur les électrons).

Utilité des mesures de tension

Les techniciens résolvent les problèmes en connaissant le fonctionnement habituel du circuit à l'étude.

Les circuits servent à distribuer l'énergie vers une charge, qu'il s'agisse d'un petit appareil, d'un appareil ménager ou d'un moteur industriel. Les charges comportent généralement une plaque qui indique les valeurs électriques de référence, y compris la tension et le courant. À la place d'une plaque, certains fabricants fournissent un diagramme technique détaillé du circuit de la charge. Les manuels peuvent inclure les valeurs de référence.

Ces chiffres indiquent au technicien les valeurs prévues lorsqu'une charge fonctionne normalement. Les valeurs relevées sur un multimètre numérique permettent d'identifier objectivement les déviations par rapport aux valeurs de référence. Malgré tout, le technicien se base sur ses connaissances et son expérience pour déterminer les facteurs susceptibles de causer de telles variances.

Référence : Digital Multimeter Principles, écrit par Glen A. Mazur, édité chez American Technical Publishers.