Qu'est-ce que la tension ??

[justine&coria]

Qu'est-ce que la tension aux bornes d'un dipôle ?

Voilà ma question ! Cette question a l'air assez simple, d'ailleurs tout le monde (ou presque) a déjà utilisé des formules avec des tensions, et pourtant moi, qui suis assez bon en Physique, je n'arrive pas à m'expliquer ce qu'est qu'une tension !!!!

Je sais qu'une tension U aux bornes d'un dipôle AB représente la différence de potentiel aux 2 bornes : U_AB = V_A - V_B.
Cette différence de potentiel est la cause du déplacement des électrons dans un circuit : donc la cause de l'Intensité du Courant.
Cette notion d'intensité du courant, je la comprend tout à fait !

Par contre, je bloque sur la notion de Tension !!
Parce que si c'est la Tension (ou plutôt la ddp) qui provoque le déplacement des charges (donc l'Intensité), la Tension n'est pas toujours proportionnelle à l'Intensité.
On peut avoir une même tension, mais des intensités différentes et je ne parle pas des cas plus complexes.

Je comprends tout mon cours d'Electronique, je suis capable d'utiliser correctement bon nombre de formules avec les tensions, et pourtant je n'arrive pas à m'imaginer ce qu'est une tension (c'est-à-dire la base de tout l'électronique !! )

Donc est-ce que quelqu'un pourrait m'expliquer ce que représente réellement la Tension ? Ce serait hyper sympa ! Merci d'avance.

Cordialement.
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[stilldre]

salut,

Moi, je te conseille d'aller voir dans un livre d'électromagnétisme pour trouver la réponse a ta question.

Je ne m'étais jamais posé la question, c'est a méditer...

[invitebb921944]

Bonjour,

Si tu prends un générateur quelconque de tension quelconque, il a a sa borne positive plein de charges positives. A sa borne négative, il a des charges négatives. Si tu branches un fil entre les 2 bornes de ton générateur, les charges positives vont vouloir aller retrouver les charges négatives (interaction électrique) et vont donc traverser ton fil électrique pour y arriver. La tension aux bornes de ton générateur à donc créée un courant.

Pour un récepteur, il recoit une certaine quantité de charge, il en consomme une partie pour faire de la lumière par exemple et une quantité plus faible sort du récepteur pour rejoindre la borne négative du générateur. C'est cette consommation de charges par le récepteur qui crée une tension à ses bornes (plus de charges à l'entrée qu'à la sortie).

Bon alors évidemment, c'est pas comme çà que çà se passe réellement puisque normalement, ce sont les électrons qui se déplacent (charges négatives) à travers le circuit mais bon, je pense que c'est plus simple de voir les choses comme çà.

Sinon je ne vois pas pourquoi tu dis que la tension n'est pas proportionnelle au courant.
Prends ta lampe, si elle consomme beaucoup, il y aura un très grand fossé entre les charges présentes à l'entrée et les charges présentes à la sortie de ce récepteur, donc la tension aux bornes de ce récepteur sera plus grande (car la tension est une ddp).

Voilà, je sais pas si c'est clair :/ Le vocabulaire est peut-être parfois maladroit mais je pense que c'est très compréhensible comme çelà.

[Floris]

Salut Justine... je reprends une de ta citation pour essayer d'y répondre:

"Tension n'est pas toujours proportionnelle à l'Intensité.
On peut avoir une même tension, mais des intensités différentes et je ne parle pas des cas plus complexes."

En effet, tu a raison, on peut tout a fait avoir une source de 20V et 3A et 20V et 70A
En fait, cela est du à la résistance interne du générateur. Pour mettre cette affirmation en évidence, imagine un transformateur. Ici on va 'intéresser à la bobine secondaire. Par exemple supposons que la longueurs de fil de ta bobine secondaire mesure 5Km avec un diamètre de 0,2mm, tu aura par exemple 1000V et 1A si maintenant, tu augmente la section du fil de ta bobine secondaire, par exemple 1mm ou 2mm tu pourra avoir, 1000V et 10A

Il s'agit là d'une question de résistance interne, en effet le fil de section 0,2mm aura une plus grande résistance que celui de 1 ou 2 mm. J’espère avoir répondu à ta question.
Cordialement
Flo

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitebb921944]

Disons pour résumer que U et I sont proportionnelles si la résistance du dipôle est constante.

[Floris]

Heu, est tu sur de ce que tu dit, je pense que tu na pas bien comprit la question non?
Quand il parlait de U et I non proportienel, il parlait bien de la chose que j'ai évoquer précédement on peut tout a fait avoir une source de 20V et 3A et 20V et 70A

Si un conducteur ne présentais aucune résistence il semble que U serait égale à I. Et encore lol, bon la ces plus compliquée mais I pourrais étre infinit.

[Karibou Blanc]

Salut,

L'image la plus simple serait encore celle du fluide (attention cette analogie est vite limitée notament en passant à l'alternatif). Tu prends un cours d'eau, justement si il s'écoule (si le courant est non nul donc) c'est dû à la présence d'une différence d'altitude (ou plus généralement de potentiel).
Je sais pas si ça t'aide. Tout ce que je peux dire c'est qu'il est difficile de pousser l'analogie très loin, mais c'est déjà ça.

[invitebb921944]

Quand il parlait de U et I non proportienel, il parlait bien de la chose que j'ai évoquer précédement on peut tout a fait avoir une source de 20V et 3A et 20V et 70A

Je sais bien, mais pour un même générateur qui a une résistance constante, il n'est pas possible d'avoir une tension constante de 20V et un courant qui passe de 3A à 70A.
Il pense que quand on écrit : U=RI, U et I sont proportionnels. C'est vrai mais uniquement si la résistance est constante.

[yahou]

Bonsoir.

On peut avoir une même tension, mais des intensités différentes.

Je ne vois pas grand chose à dire sur cette affirmation tant que l'on ne précise pas le paramètre dont la variation modifie l'intensité (à tension constante).

Pour revenir à ce qu'est la tension, l'analogie avec un cours d'eau est plus profonde qu'il n'y paraît. D'ailleurs pour l'étendre au cas d'un courant alternatif, il suffit d'imaginer un terrain soumis à des glissements tels que l'altitude soit une fonction sinusoïdale du temps. Bon j'avoue c'est un peu capillotracté...

Plus sérieusement, un électron dans le circuit électrique est soumis à la force électrique dont dérive l'énergie potentielle q.V (où q est la charge de l'électron et V le potentiel électrique évoqué précédemment, le "p" de "ddp"), de même que la particule de fluide est soumise à la force gravitationnelle dont dérive l'énergie potentielle m.g.z (où m est la masse de la particule, g l'accélération de la pesanteur, z l'altitude).

La tension aux bornes d'un dipôle peut donc être vue (au facteur multiplicatif q près) comme une différence d'énergie potentielle entre l'entrée du dipôle et sa sortie. Cette différence de potentiel est logiquement à l'origine du mouvement des électrons.

Et la résistance dans tout ça ? Et bien un électron soumis à la force électrique accélèrerait en permanence. Or ce n'est pas le cas puisque le courant, donc la vitesse des électrons, est le même dans tout le circuit. C'est donc la résistance qui "freine" les électrons. On peut d'ailleurs modéliser ceci par un frottement fluide (proportionnel à la vitesse), c'est le modèle de Drude.

PS : pour comprendre à fond ce qu'est le potentiel scalaire V, un détour par les équations de Maxwell s'impose. Ce qui suppose des notions sur l'analyse vectorielle...

PS pour Floris :

Si un conducteur ne présentais aucune résistence il semble que U serait égale à I. Et encore lol, bon la ces plus compliquée mais I pourrais étre infinit.

Dans un conducteur ohmique de résistance nulle, la tension qui est nulle. Le champ électrique ne peut donc y exister. Ca existe et ça s'appelle un supraconducteur.
U=I correspond à une résistance de 1 Ohm (si U est en Volt et I en Ampère), et I infini n'a pas de réalité physique.

[Rincevent]

Parce que si c'est la Tension (ou plutôt la ddp) qui provoque le déplacement des charges (donc l'Intensité), la Tension n'est pas toujours proportionnelle à l'Intensité.

grossièrement, on peut dire que la tension n'a strictement rien à voir avec le courant électrique (les électrons de la matière ou tout autre porteur de charge) mais avec le "champ électromagnétique" (qui dans ce cas est avant tout électrique), lequel est la cause du mouvement des électrons, tout en étant également créé par ceux-ci.

Tu peux te représenter ça comme l'interaction entre deux types "d'objets" physiques : d'un côté les charges qui créent le champ (en première approximation le même que celui de Coulomb), et de l'autre ce même champ, qui est une sorte de "fluide" constitué d'un autre type de "matière" (un type tellement différent que l'on appelle plus ça de la matière d'ailleurs... ). Ce "champ" n'est pas mécanique, et il a à son tour la possibilité d'agir sur les électrons en cherchant à les mettre en mouvement.

je ne sais pas si ça t'éclaire beaucoup. Mais je dirais que ce qui est important à retenir, c'est que pour se représenter le processus de manière physique et cohérente, il faut faire intervenir deux types de trucs physiques. Même si la "métaphore" rappelée par Karibou Blanc (c'est d'ailleurs plus qu'une métaphore) est également une façon de comprendre les choses...

[invitea0046ad4]

Bonjour

Voici quelques explications complémentaires :

Il faut descendre un peu plus dans la théorie de la conduction.
Les électrons libres d'un métal sont initialement en équilibre thermodynamique avec les ions du réseau cristallin et ont donc une distribution de vitesses isotrope. Les électrons interagissent de temps en temps avec les ions sous la forme d'un choc élastique, l'intervalle entre deux chocs représentant le libre parcours moyen, qui se calcule à partir de la densité d'ions.
Quand on applique un champ électrique, la distribution de vitesses devient anisotrope, avec une direction privilégiée correspondant à la direction du champ appliqué. Un électron est accéléré par une force f=qE, jusqu'à atteindre une certaine vitesse déterminée par le libre parcours. Il se créé donc un courant de charges, qu'on notera j.
Ces électrons en mouvement vont toujours subir des chocs avec les ions du réseau et leur céder de l'énergie : c'est précisément l'origine de la résistance électrique.
En première approximation, pour des champs pas trop élevés, j = s.E, où s est la conductivité : loi d'Ohm microscopique.
On "sent" bien là la relation : j = s.E <=> I = g.U, avec g=1/R
La conductivité se calcule à partir du libre parcours moyen (on parle aussi de mobilité des électrons), et se calcule assez simplement en mécanique classique (avec quand même une petite subtilité : il faut considérer une loi de distribution des libres parcours moyens).
Le raisonnement élémentaire est bien basé sur le champ électrique, même s'il est plus pratique dans les applications de manipuler le potentiel.

A+

[stilldre]

Ces électrons en mouvement vont toujours subir des chocs avec les ions du réseau et leur céder de l'énergie : c'est précisément l'origine de la résistance électrique.

Je me pose la question de l'origine de la résistance électrique. En effet, j'ai un preofesseur d'electricité qui nous a dit que la résistance est du aux impuretées des cristaux et non aux ions des cristaux. Donc, a quoi est du la résistance ?

Rappel de mon cours :

[justine&coria]

Merci à tous pour vos réponses ! C'est vrai que l'analogie avec l'eau qui s'écoule m'aide beaucoup à comprendre.

Ce que je voulais dire lorsque je disais : "la tension n'est pas toujours proportionnelle à l'Intensité" : c'est que par exemple, dans un circuit RC (résistance-condensateur) la tension est fonction de la dérivée de l'intensité par rapport au temps : il n'y a pas relation stricte de proportionnalité [sauf en nombres complexes, avec l'impédance complexe].

Mais aussi, c'est que si on considère un circuit comprenant 2 générateurs de fem différentes : les 2 générateurs délivrent une tension positive (qu'on mesure avec un Voltmètre), et pourtant il y aura un des générateurs qui sera traversé par un courant "négatif", alors que l'autre sera traversé par un courant "positif". C'est ça que j'ai du mal à comprendre !
Vous comprenez ce que je dis ?

[invitea0046ad4]

Je décrivais le mécanisme de conduction des métaux, mais la conduction des semi-conducteurs est effectivement déterminée par les impuretés d'un dopage.
Dans ce cas, le mécanisme de conduction est différent, et peut même reposer sur des particules fictives qu'on appelle "trous".

[stilldre]

ok donc je n'ai plus de problèmes

[justine&coria]

c'est que par exemple, dans un circuit RC (résistance-condensateur) la tension est fonction de la dérivée de l'intensité par rapport au temps : il n'y a pas relation stricte de proportionnalité [sauf en nombres complexes, avec l'impédance complexe].

Je voulais parler d'un circuit RL (résistance-inductance) et non d'un circuit RC où c'est l'"inverse" : dans un circuit RC, c'est l'intensité qui est fonction de la dérivée de la tension par rapport au temps !

[invite3f2dff78]

Qu'est-ce que la tension aux bornes d'un dipôle ?

C'es tout simplement une concentration des charges. (D'électrons)

Le générateur produit un flux d'électrons dépendent du champ magnétique est du nombres de spires de son bobinage. Plus le fil du bobinage sera long, comme la dit Floris, plus la quantité de charges sera élevée, et par conséquent, le potentiel aussi. L'intensité de courent qui "traverse" une résistance dépend donc du potentiel ou, pour imager de la pression de la quantité de charges, autrement de la quantité d'électron qui poussent "derrière la porte" cette quantité est nommée "potentiel électrique". parceque la chage éléctrique des électrons s'aditonnent.

[invite3f2dff78]

En fait, cela est du à la résistance interne du générateur. Pour mettre cette affirmation en évidence, imagine un transformateur. Ici on va 'intéresser à la bobine secondaire. Par exemple supposons que la longueurs de fil de ta bobine secondaire mesure 5Km avec un diamètre de 0,2mm, tu aura par exemple 1000V et 1A si maintenant, tu augmente la section du fil de ta bobine secondaire, par exemple 1mm ou 2mm tu pourra avoir, 1000V et 10A

Il s'agit là d'une question de résistance interne, en effet le fil de section 0,2mm aura une plus grande résistance que celui de 1 ou 2 mm. J’espère avoir répondu à ta question.
Cordialement
Flo

Salut Floris,

Ta démonstration doit être corrigée. Si comme tu le dis l'intensité que peut supporter l'enroulement secondaire d'un transformateur dépend de la section du fil. Est en parti vrai mais tu de doit jamais oublier qu'un transformateur et fait de deux enroulements. L'enroulement primaire qui sera réalisé en fonction de l'usage du transformateur. Celui-ci, sera prévue pour une puissance à utilisation contenue de X watts. Le diamètre du fil sera choisi en conséquence, mais aussi le noyau magnétique qui devra avoir un flux magnétique qui supporte sans saturation ou déphasage la puissance X. La force contre électromotrice sera engendrée par le nombre des spires du primaire.

Le bobinage secondaire sera réalisé en fonction de l'usage prévu. Mais tu dois toujours garder à l'esprits, que celui-ci ne peut sans risque de destruction débiter une puissance supérieure à X. Prenons au hasard une puissance de 100 Watts. Sur le primaire supposé branché sur le réseau 220 volts EDF le courent maximum sera égal à : 0,46 ampères, et le secondaire par exemple 12 volts, ne peut avoir un courent supérieur à : 8,33 ampères. Mais le secondaire pourrait sous mille volts débiter 0,1 ampères. Très largement suffisant pour s'électrocuter.

[invitec3f4db3a]

J'avais un exelent prof de physique qui m'avais expliqué tous simplement que l'intensité c'était le nombre qui passait par seconde . Et la tension c'etait tous simplement que tous les petits electrons se bousculent les uns aux autre . Plus l'intensité monte plus ils se bousculeront

[invite48237d9f]

Bonjour a tous!

Par analyse dimensionnelle, on trouve qu'une tension est en quelque sorte l'energie dont dispose une charge de 1 Coulomb (soit environ la charge d'un paquet de 6,25*10^(18) electrons) prise dans la branche où est appliquée la ddp.
Voila!

[invitedbc50898]

a ta question qu'est-ce que la tension?
je pense que la solusion la plus simple est de comparer l'électricité à de l'eau dans un tube.
la tension est la grosseur de ton tube, l'intensitée est la vitesse de circulation de ton eau.
P=UxI
P c'est la quantitée d'eau que tu obtient dans un temps donné
U c'est le diamêtre de ton tube
I c'est la vitesse de circulation de l'eau

Après ça tu peut imaginer tous les montages possibles.
Salut
Pascal

[invite72b32a1f]

Merci, ça m'a bien éclairé aussi.