Bonjour,
depuis le collège, on parle de tension (U) en électricité. Arrivé en 1ère S, j'ai l'impression (pour ne pas dire la certitude) de ne pas savoir ce que c'est. On nous la définit comme une différence de potentiel, mais on ne sait pas ce qu'est un potentiel...
Est-ce que c'est un notion trop compliquée?
Est-ce que quelqu'un pourrait m'expliquer ce qu'est une tension?
lut
on va essayer de répondre à ta question
Potentiel :
Grandeur caractérisant un objet (un corps) électrisé et les régions où règne le champ électrique.
voilà j'espere que ce n'est pas trop compliqué comme définition.
++
Ceci est un réel problème de société que tu soulèves là... et tu est loin d'être le seul élève à te poser la question
Peut être que les puristes trouverons mon explication un peu abusive mais voici comment on peut voir la chose pour faire simple:
Un potentiel est un nombre d'électron en un point d'un circuit. Une tension est une différence de potentiel est en fait une différence de nombre d'électron. Ceci explique pourquoi on branche un voltmètre en dérivation: on mesure le nb de e- en un point et en un autre et on compare les deux. ça donne la tension entre deux point.
L'intensité est la vitesse des e- dans un circuit. Cela explique pourquoi on branche un ampèremetre en série, tout comme on met un radar sur la route.
Salut,
C'est effectivement en gros comme l'a expliqué Le géant vert... mis à part que le potentiel est défini à une constante additive près (il faut prendre une référence)
Pas vraiment... En fait, l'intensité est le débit d'électrons. C'est le nombre d'électrons qui traversent une section donnée de ton fil en une seconde (mis à part qu'on compte en charge (1 ampère vaut un coulomb par seconde) et non en nombre d'électrons). L'intensité dépend donc de la vitesse de tes électrons mais pas seulement (section, densité en électrons)L'intensité est la vitesse des e- dans un circuit
Comme les autres on déjà répondu à ta question, je veux juste mettre un peut d'huile sur le feu. Sa ces typique de l'enseignement dès fois, on parle de choses aux élèves sans même savoir et expliquer de quoi on parle. Ces magnifique.
Euh là quand même je ne suis pas vraiment d'accord. Il y a des fois où il est impossible d'expliquer des notions à des jeunes classes (au collège par exemple). Tel que le potentiel, c'est difficile à expliquer que cela est le résultat de charges élementaires de mêmes signe localisées, réparties uniformément, que le champ électrique résultant est égal à -grad(potentiel) etc... (ce qui appelle à des notions assez complexes telles que la différentielle ou l'intégrale double et triple).
M'enfin sur le principe t'as raison. Les profs devraient être capable d'expliquer plus clairement et sans donner des informations fausses.
Pour moi, la meilleur comparraison , c'est la chute d'eau. L'eau en haut a une certaine energie potentielle de pesanteur, tandis qu'en bas, elle est nule (que l'on pose). Tu mesure ainsi avec ton voltmetre la difference entre les deux d'où le branchement en derivation. Pour mesurer le debit (l'intensité) et bien, tu le branche en serie.
Sache que chaque dipole va faire diminuer le potentiel par rapport à la borne negative.
Je m'explique Avec 3 lampes en serie, tu mesure le potentielle avant chacune des lampes par rapport a la borne negative. Si tes lapes sont identiques, et que trave un graf, alors tu as une chute libre, comme la chute d'eau.
Voila pour l'image, si cela t'aide. j'espere que j'ai ete clair
Peut-on remplacer nombre d'électrons par nombre de charges, ou d'ions positifs ou négatifs???...Envoyé par le géant vert
En biologie, la différence de potentiel de part et d'autre d'une membrane cellulaire est la différence de charges positives ou négatives...
Non seulement on peut, mais on doit... Ce qui compte c'est pas vraiment le nombre d'électrons qu'il y a mais la charge présente. Vu qu'on connaît la charge d'un électron, normalement c'est bon, mais il ne faut pas oublier les charges autres que celles des électrons...Peut-on remplacer nombre d'électrons par nombre de charges, ou d'ions positifs ou négatifs???..
je crois que le problème avec l'électricité c'est un peu le même que celui qu'on rencontre parfois en astro: il y a pas mal de définitions/conventions/appelations qui n'ont pas vraiment de raisons physiques mais des raisons historiques. En astro, c'est peut-être pire au niveau des classifications de trucs. Mais déjà, le coup de l'intensité qui va en sens contraire des électrons qui la portent...
ok, quand on nous parle de flux de charges, etc, ça devient trivial. Mais ça a de quoi être compliqué quand on débute et qu'on nous balance ça sans explication...
idem, je me souviens qu'élève j'ai toujours trouvé les conventions de signes pour les tensions et potentiels électriques incompréhensibles. D'ailleurs en terminale, j'avais une méthode imparable pour ne pas me planter: je regardais l'équation différentielle que j'obtenais à la fin, et si c'était pas la bonne je changeais les tensions et/ou intensités qui correspondaient
bref, c'était un peu hors-sujet, mais je rejoignais l'idée initiale qui est que c'est rarement expliqué clairement tout ça...
Oui cette histoire m'avait pas mal choqué. Je me souviens d'un dialogue avec mon professeur d'élec au lycée :je crois que le problème avec l'électricité c'est un peu le même que celui qu'on rencontre parfois en astro: il y a pas mal de définitions/conventions/appelations qui n'ont pas vraiment de raisons physiques mais des raisons historiques. En astro, c'est peut-être pire au niveau des classifications de trucs. Mais déjà, le coup de l'intensité qui va en sens contraire des électrons qui la portent...
Lui : "Les electrons se déplacent dans le sens contraire du courant"
Moi : "Alors qu'est ce qui "transporte" le courant"
Lui : "Ben les electrons"
Moi : "Ben si ils vont dans le sens contraire"
Lui : "Oui mais c'est les charges de chaque côté qui comptent"
Moi : "Ben pourquoi on dit pas que le courant va dans le même sens que les electrons si c'est pas si important ?" (le chieur lol)
Lui : "C'est une convention !!" (il sort les grands mots)
Moi : "Ok, bon ben..."
Rincevent, je sais pas si t'as vu les régimes alternatifs sinusoïdal forcés, mais c'est pas mal aussi dans le genre. Par exemple par E on définit soit la tension maximale soit efficace (faut décoder ça dépend) qu'il ne faut pas confondre avec le champ éventuel aussi^^ En gros ça devient vraiment le bazar.
Pour moi, je considère que l'electricité, c'est impossible de ne pas simplifier pour que les plus jeunes puissent en faire. Donc... parfois il faut savrifier quelques principes...
sûrement, mais j'avoue que tout ce qui est lié de près ou de loin à l'électricité m'est plus ou moins complètement sorti de la tête... j'y repense uniquement quand j'ai des khôles à donner ou un p'tit bricolage perso à faire, le premier cas datant un peu maintenant et le deuxième n'étant pas très fréquent et n'impliquant pas des machins pareils...
je vois le genre... mais là, en plus du problème des conventions (cf aussi le truc sur la signature de l'espace-temps à ce sujet), on touche à un autre problème qui est celui des divers systèmes de notation parallèles... cf un post sur la MHD (je sais plus où) auquel j'ai répondu. La personne qui a écrit le truc était un peu perdue à cause d'un rho qui lui semblait (mais c'était pas clair) désigner deux trucs différents... et comme je lui ai répondu: il s'agit bien de deux trucs différents et d'ailleurs je n'avais jamais vu aucun d'entre eux désignés par rho... pour moi, rho c'est une densité (de masse, de charge, de nombre de particules, etc...).En gros ça devient vraiment le bazar.
bref...
je suis loin d'être expert du domaine, mais naïvement je suis assez d'accord... on n'a pas toujours besoin d'entrer à fond dans les détails. Perso, je n'ai compris l'électricité qu'après avoir étudié et compris la théorie de Maxwell. C'est-à-dire après avoir eu une explication de la physique derrière tout ça. Mais cela ne doit pas être nécessaire (enfin, j'en sais rien): il doit y avoir moyen (et ça doit exister, y'a sûrement des profs qui savent faire ça) de présenter l'électricité de manière cohérente sans entrer dans d'inutiles détails et/ou conventions...je considère que l'electricité, c'est impossible de ne pas simplifier pour que les plus jeunes puissent en faire. Donc... parfois il faut sacrifier quelques principes...
l'avis de profs enseignant l'électricité serait d'ailleurs intéressant... histoire de retourner sur ce thème avant de faire un hors-sujet total...
Ben je suis bien d'accord que l'elec est assez difficile à comprendre quand on est au lycée. Quand j'étais élève je n'y comprenais rien. Je n'est capté le truc qu'en prépa à force de bourriné. Là je me suis rendu compte que c'est toujours la même chose. Je parle bien sur de l'elec au sens electrocinétique bien sur et non de la vraie élec d'électricien qui reste pour moi complèment inconnue.
Au niveau enseignement, je pense en effet qu'il est difficile de tout explique à des élèves de collège concernant le pourquoi du comment en élec. L'élec est surtout utilisée comme un outil plus que comme une fin. Je veux dire par là qu'on s'en sert pour introduire la loi d'Ohm qui elle même n'est qu'un exemple de ce qu'est l'action de modéliser et d'apps des fonctions (linéaires) en physique. On retrouve le même principe en prépa où les profs commencent par l'élec car c'est un bon moyen répétitif (sans trop de choses physique à comprendre) pour faire des calculs de brutes et résoudre des équa diff. Cela permet ainsi ensuite de retrouver dans des domaines "plus physiques" des situations caclulatoires similaires et de faire des analogies.
C'est en première S que je trouve la partie élec le plus difficile à comprendre pour les élèves car elle est quasi mélangée avec la partie transfert d'énergie. Les notions telles que la puissance, le rendement etc... son abordées en vrac et rapidement et très peu d'élèves voit où ça leur mène. Moi même j'ai parfois du mal à comprendre les énoncés dans cette partie quand ce n'est pas moi qui les fait) soit les instructions du programme sont assez etranges et difficilesà mettre en application de manière claire et identique par chaque prof.
Enfin en TS ben ça reste super classique. RC,RL,RLC. Il faut essayer d'appliquer une loi des mailles pour trouver l'équa diff. Le tout sens erreur de signe, ce qui est dur étant donné la difficulté des conventions et de notation. Je deteste notamment UAB =VA -VB je trouve que ce n'est pas du tout intuitif.
Salut,
merci pour toutes vos réponses. C'est vrai que c'est en gros problème toutes ces conventions qui vont contre l'intuition en électricité, on ne s'y retrouve jamais dans les signes, et puis les électrons qui vont du + vers le -, il faudra qu'on m'explique pourquoi on garde cette convention stupide...
et bien en fait on garde cette convention parceque l'on considère que les électrons sont interessant à cause de leur charge. Donc on considère plus volontier le déplacement de charge que le déplacement de particules (ce qui devient encore plus logique dans le cas d'ions). Or les électrons embarquent dans un sens des charges moins. Donc cela revient à considérer qu'il existe un déplacement de charge + dans l'autre sens.
Il faut voir qu'historiquement il a bien fallu choisir un signe pour chacun des deux types de charges. Et ce n'est que quelques siècles plus tard, alors que l'électrocinétique était déjà bien avancée qu'on s'est rendu compte que les électrons étaient chargés négativement. Bref, 1 chance sur 2, et on s'est trompé !
cpdt on ne change pas les convention car elle ne sont pas si connes que ça . Qd on mesure une tension c'est une ddp qu'on mesure. Une tension positive entre A et B signifie que V(B)>V(A). Pour creer une telle ddp soit on accumule des charges + en B soit on accumule des charges - en A soit on retire des charges + en A soit on retire des charge - en B. Tout cela est equivalent pour la mesure de tension. il se trouve que dire que des charges - vont s'agglutiner vers le pole + est équivalent pour la mesure de tension à dire que des charges + s'aggultine en B. D'où un flux de charge - du pole - vers le pôle + est equivalent à un flux de charges + du pôle + vers le pôle -. et i est justement dq/dt...donc ce n'est pas si choquant à mon sens
Re : Qu'est-ce qu'une tension?
Qu'est-ce qu'une tension? En voilà une très bonne question ! Et à mon avis, la meilleur question à se poser quand on apprend comment fonctionne l'électricité. Et bien, je vais essayer de te répondre sans aucune formule ni même convention et ttes c c...( lol c à prendre au 18ème degré
Tu vois, l'électricité c'est pas bien compliqué, mais il faut tt d'abord comprendre à quoi correspondent toutes les grandeurs que l'on utilise dans cette matière.
Premièrement, pour répondre à ta question, je vais essayer de t'expliquer qu'est-ce qu'une tension :
Et bien la tension, c'est ce qui va permettre de donner vie à un circuit, que l'on appelera alors par la suite, un circuit électrique. En effet, grâce à cette tension, un courant électrique va se créer, et ainsi, parcourir le cuircuit. Bien sûr, il existe différents moyens de créer une tension. Je dirais même qu'il existe deux types de méthodes pour en créer une :
- La première constite à manipuler une force extérieur au circuit, pour en générer une aux bornes de celui-ci. C'est le cas d'un aimant tournant autour d'une bobine de fil métaliques et/ou inversement. Cela génère bien une tension aux bornes de la bobine.
- La deuxième, indirect, constite à appliquer une tension aux bornes d'un circuit afin d'obtenir une tension aux bornes d'un des composants de ce circuit, comme par exemple une résistance. C'est ce que l'on appelle, dans le jargon, un "pont divieur de tension".
Une pile, par exemple, est une tension créer par la première façon. On a créer une tension à partir d'une force exterieur au circuit électrique. En effet, elle a été créee à partir d'éléments chimiques. Et comme tu le sais, une pile va servir à faire fonctionner, par exemple, une télécommande. Elle va donc permettre de donner vie au circuit électrique de la télécommande. Donc, de faire passer un courant.
Alors maintenant tu vas sûrement me demander : oui mais pourquoi on applique tjs une tension aux bornes de qq chose ? Et bien là aussi, c pas très compliqué.
Une tension, c'est aussi une différence de potentiel. Et un potentiel, c un point du circuit où il y a une certaine concentration d'électrons. Si tu veux, par analogie, on pourrait comparer cela par un sablier, où il y aurait donc deux potentiels. Le premier, l'endroit où se situe le sable, que l'on pourrait comparer à des électrons, tu vois l'analogie (une concentration d'électrons), et le deuxième, l'endroit où il n'y en a pas ou peu. Si l'on veux faire écouler le sable dans l'endroit où il n'y en a pas, on va mettre le sablier dans la position où le sable va pouvoir s'écouler, tu as du déjà faire cette expérience je pense. Et bien, plus la chute du sable sera haute, et plus la différence de potentiel, ici la hauteur, et pour un circuit électrique la tension, sera grande.
On pourrait aussi comparer le débit du sable au débit du courant électrique. Donc, plus le sable s'écoulera vite, et plus le débit sera élevé, donc l'intensité sera plus grande. Mais comment faire pour faire augmenter le débit et ainsi l'intensité ? Et bien, il faudrait augmenter le diamètre du trou qui laisse passer le courant, qui par analogie joue le rôle de la résistance (on voit donc bien ici le rôle d'une résistance dans un circuit, elle sert à réguler le débit, et donc l'intensité du courant). Et puis, pour faire à nouveau augmenter l'intensité du courant, augmenter la différence de potentiel, donc la hauteur, et par analogie, la tension.
Maintenant, petite remarque, si l'on pose à plat le sablier, le sable ne s'écoule pas, pourquoi ? Et bien la différence de potentiel, donc la hauteur entre la deux potentiel du sablier sont au même niveau, on dit alors que la différence de potentiel est nulle. Par analogie, lorsque la tension est nulle, cela signifie qu'il n'y a auncun courant électrique qui circule entre les deux points mesuré.
A partir de tt cela, il est facil de comprendre la loi d'Ohm, et pourquoi pas la déduire.
Tu vois, c'est tt c... lol.
V=RI, ok...mais pas sans explication fondamental, et qui à mon avis est très compréhensible pour une collégien.
PS : Dsl pour le roman mais ct pour la bonne cause
Citation :"Maintenant, petite remarque, si l'on pose à plat le sablier, le sable ne s'écoule pas, pourquoi ?"
Dsl petite réctification, c si on le pose à plat et que donc, il y ai la même concentration de sable de chaque coté.
Excellente comparaison ; cela montre qu'on peut très bien expliquer ces notions avec des notions plus simples, même aux plus jeunes et aux non initiés, c'est le principe de la vulgarisation.
On garde cette convention parce qu'on aime bien que le courant soit positif. Comme on a fait le choix que les électrons ont une charge négative, ben on doit alors considérer que le "courant" se déplace en sens inverse, mais cela fait du courant une notion pas très matérielle...
Cependant, on introduit en physique du solide une pseudo-particule, pendant de l'électron : le trou. Imaginez un atome dans un fil conducteur, entouré de tous ses électrons ; la charge est globalement neutre. Si on génère un coiurant dans ce fil, un électron de cet atome va se déplacer, disons vers la gauche pour fixer les idées. L'atome va donc être chargé positivement, et attirer un électron de l'atome situé à sa droite pour redevenir neutre ; c'est l'atome de droite qui va devenir chargé positivement. Ainsi, tout se passe comme si une charge positive, opposée à celle de l'électron, se déplaçait vers la droite, dans le sens contraire à celui des électrons. Cette pseudo-particule est appelée trou, parce qu'il s'agit en fait de l'absence d'un électron.
Cela peut paraître comme un artefact, mais elle est très utile en théorie du solide. Elle permet d'expliquer l'effet laser dans les solides, ou de traiter les effets excitoniques par exemple.
Merci pour toutes ces explications! L'analogie du sablier est vraiment pas mal je trouve. Je dois dire que ça m'énervait de ne pas savoir ce que c'était qu'une tension alors qu'on en parlait tout le temps en cours...
Au fait, à quel niveau est-ce qu'on étudie formellement la notion de potentiel?
un peu d'eau dans le moulin...
j'imagine une portion de circuit électrique comme une portion de fleuve : l'intensité du courant mesure son débit. Alors une tension mesure la différence de "potentiel" entre deux points de mesure, un peu comme on mesure la hauteur d'une vague.
La résistance est le phénomène qui amenuise la tension, comme si la vague d'électricité était creusée par les vents électromagnétiques.
La force de Pascal, telle la force motrice de la vague, celle dont se sert le surfeur pour avancer. Et l'induction électromagnétique, comme le vent qui pousse le vent... météo électronique
Ce qui est rigolo, c'est l'aimant permanent : il créé des lignes de champs électromagnétiques, un peu comme le surfeur qui se fait lui même sa vague permanente en creusant le sable à la sortie d'une rivière. Les courants passent, mais la forme de la vague ne change pas.
Alors qu'est ce qu'une tension ? c'est la force créée en faisant un barage filtrant, un condensateur.
La différence de potentiel est créée en limitant les chemins possibles pour les courants électromagnétiques : ils s'accumulent et condensent de l'électricité comme des couloirs à vents condensent de l'eau. Les ondes qui ne passent pas rebondissent les unes sur les autres, les vagues se forment et prennent de l'ampleur, on peut même voir commes des vagues qui vont à contre sens.
Ces ondes à contre sens des flux électromagnétiques, c'est comme ça que je vois l'électricité.
D'ailleurs que reste t'il si l'on retire les ondes et l'eau ?
mouai...ça me semble un peu compliqué pour des collègiens comme explication WhiteBR...
Sinon je pense qu'on peut considéré que la notion de potentiel est vraiment étudié en sup avec l'électrostatique et le théorème de Gauss non?
Je suis nouveau sur ce forum et j'avoue ne pas savoir distinguer le niveau d'études des autres :$
Je donne juste ma vision des choses, ce qu'il manque ce sont les histoires de particules, mais la matière n'est pour moi qu'une illusion d'optique : notre réception des ondes passe par un filtre, de la longeur d'onde de la lumière dans le vide, la matière se distinguant alors des creux sous l'effet stroboscopique de la lumière.
Collégien, je me rappelle d'une expérience avec de la lumière rasante dans un bac d'eau posé sur le rétroprojecteur, le lien matière/son/lumiére est observable.
Dans un univers d'ondes électromagnétiques, l'accumulation d'énergie s'appelerait la masse d'un point ; leurs fluctuations créent ce que l'on appelle l'électricité ; leur dérivation crée une force motrice...
Bien sûr il faut douter, c'est juste une interprétation d'un univers duquel nous ne pouvons nous extraire, d'ou l'idée stroboscopique.
Salut,
Ce ne serait pas plutôt l'intensité qui est amenuisée par la résistance?
Parce que d'après la loi d'Ohm (U=RI), lorsque la résistance augmente, la tension augmente aussi. Ceci se comprend si on reprend l'analogie avec un barrage (en considérant le barrage comme la résistance): plus le barrage retient l'eau, plus la différence entre el volume d'eau avant le barrage et après le barrage est grande, alors que dans le cas extrême où il n'y a pas de barrage, le niveau d'eau est le même partout.
Par contre, il est logique que la résistance s'oppose à l'écoulement des charges, et donc diminue l'intensité.
Re : Qu'est-ce qu'une tension?
C tt à fait ça sharp
oui ! oui tout à fait, je vais souvent trop vite, je le reconnaît. Pour rester cohérent avec moi même : la résistance aux vent creuse la vague ; la tension naît de la résistance. U=RI, pas de résistance, pas de tension.
finalement les différentes matières ont des potentiels à résister différents.
Empillez les et on obtient de la pile Volta au supra-conducteur, en passant par le condensateur.
Mais comment tout cela est t'il lié ?
Je me rappelle qu'on peut mesurer une différence de potentiel entre une pièce d'alluminium et une de cuivre, séparé de papier humecté (0.50V entre 2 pièces de monnaie et du PQ), mais il n'y à qu'un infime courrant.
Du coup je me demande ce que l'on peut mesurer avec deux électrodes d'indice et de polarité tribologiques contraires entre les "creux" et les "sommet" d'un champ EM d'un aimant permanent.
U=RI, I=ddp/R, si on diminue la résistance en préservant une différence de potentiel, on crée un courant ?
En fait je cherche un moyen de fabriquer une pile magnétique (/non-chimique), donc renouvelable, non-polluante et libre.
J'imagine un tube de verre amorphe contenant un aimant permanent, fermé par 2 autres aimant permanents. Le verre amorphe filtre les dérivations électriques et contient alors toute la force motrice entre les aimants, animés l'un par l'autre. Des bobines -de materiaux différents- fixées autour du tube condenseraient l'électricité à l'extérieur du tube. On pourrait ainsi créer les courrants alternatifs à la demande. Ou autres ?
En modifiant la pression de l'air dans le tube on peut jouer sur la résistance; la longueur du tube joue sur la liberté de mouvement du piston magnétique, donc sur la période du signal ; la position des bobines dans le dispositif doit permettre de jouer sur les différences de phase...
Y'a plus qu'a trouver le mouvement perpetuel anticipé pour que la pile fournisse l'énergie dont on a besoin au moment où en a besoin (des piles bénévoltées, quoi
Whaouh!!
Bonne chance White BR!!
bonjour,
une petite remarque en passant...pour avoir étudié la chose de près.. le modèle de la chute d'eau employé très classiquement par de nombreux profs n'est pas si mal en terme d'image mais le gros problème lorsqu'on veut passer de la définition à l'étude d'un circuit, c'est que la chute d'eau ne constitue pas un circuit fermé, ce qui est la condition a la circulation des charges !!!
J'ai moi-même mis au point un petit modèle qui amuse mes élèves mais qui (d'après eux) les a aidés à piger : un circuit electrique est comparable à une piste de ski. Toutes les réponses sont modélisables : les électrons sont les skieurs, dont le débit donne la valeur du courant. la tension est le dénivellé de la piste (ce qui inclut bien la notion de définition à une constante près dont on se moque puisque seule la différence nous interesse !). On peut ainsi montrer facilement que si la piste est plate (ddp=0) pas de mouvement donc pas de courant. On peut aussi en conclure qu'il peut y avoir une tension sans courant (la montagne se s'aplatit pas lorsque la piste ferme !!). Et le générateur est...le télésiège!!!. Il est assez aisé de faire le rapprochement avec l'énergie potentielle de pesanteur et donc faire sentir la notion de potentiel et de lier avec l'étude de l'energie en général en 1 ère S. On peut également aplliquer ce modèle pour les lois de l'electrocinétique simples (2 pistes pour les circuits en dérivation, etc...)
Qu'en pensez-vous ???
A+
En effet, ceci est une tres bonne image, je pense que d'autres professeurs peuvent l'utiliser. Je pense que dans ma classe ce type de formalisme aurait peut etre mieux marcher pour certain. toutes les methodes sont bonnes a prendre...
