Niveau maths sup

Qu'est ce que la tension ?

Posté par
max48 01-10-16 à 15:17

Bonne après-midi à tous.
Je suis désolé de poser cette question qui a dû vous être adressée 100 fois, mais très simplement, qu'est-ce qu'une tension ?
Je suis en MPSI, et alors que l'intensité est très simple à définir et très intuitive, on reste très vague sur la tension.
Dans mon lycée, les MP sont très aimables et aident volontiers les MPSI, j'ai donc demandé à un brillant élève de MP ce qu'était une tension, et il a un peu bugué et n'a pas trop su me dire ce que c'était...

Dans le cours on dit que c'est une différence de potentiel entre 2 points d'un circuit.
Mais qu'est ce qu'un potentiel alors ?
Il se passe des choses dans le dipôle qui changent cette tension ?
J'ai parcouru le net et les analogies avec le barrage et des ballons qui roulent sur un plan incliné ne m'éclairent pas.

J'ai vraiment besoin de savoir ce que c'est : car entre le sens des électrons, le sens du courant, le sens conventionnel (paraît que ces deux derniers sont deux choses différentes, j'ai découvert ça hier...), les conventions générateur et récepteur, les récepteur en convention générateur et les générateurs en convention récepteur, la tension entre A et B qui va en fait de B vers A, tous ces sens dans tous les sens, j'ai vraiment besoin d'avoir une définition claire de la tension sinon je serai perdu.
Pour preuve, à l'interro de cours j'ai eu une très bonne note, il fallait rappeler les formules des ponts diviseurs et compagnie, mais quand j'étais devant un circuit au tableau en colle, c'était la fin... le gros blanc.

Merci de votre aide et bonne journée.

Posté par re : Qu'est ce que la tension ? 01-10-16 à 17:54

Bonjour
Pour vraiment comprendre la notion de différence de potentiel, il faut avoir compris les notions de force conservative et d'énergie potentielle. Je te rappelle le cas simple du poids dans le champ de gravitation uniforme. Suppose une masse ponctuelle m se déplaçant d'un point A à un point B. Tu as démontré dans le secondaire que le poids est une force conservative : le travail de A à B ne dépend pas du chemin suivi mais seulement des positions dans le champ de pesanteur des points A et B. On pose donc : $W_{A\rightarrow B}=E_{P(A)}-E_{P(B)}$ :
le travail est la différence d'énergie potentielle de m entre les positions A et B. Ce travail est proportionnel à m. On peut aussi écrire :
$W_{A\rightarrow B}=E_{P(A)}-E_{P(B)}=m\cdot\left(V_{A}-V_{B}\right) \\$
où $\left(V_{A}-V_{B}\right)$ désigne la différence de potentiels de pesanteur entre les points A et B. Cette notion n'a pas été vue dans le secondaire mais tu la verras bientôt.
$V_{A}=g\cdot z_{A}\;;\;V_{B}=g\cdot z_{B}$ .
La différence de potentiels de pesanteur ne fait intervenir que les propriétés du champ de pesanteur (la valeur de g) et les positions de points A et B (en fait les altitudes).
Tu démontreras bientôt que la force électrique exercée sur une charge q se déplaçant dans un circuit d'une extrémité A d'un conducteur à son autre extrémité B est aussi une force conservative proportionnelle à q. Par analogie avec la force de pesanteur, il est possible d'écrire que l'expression du travail de cette force sous la forme :
$W_{A\rightarrow B}=E_{P(A)}-E_{P(B)}=q\cdot\left(V_{A}-V_{B}\right)$
où $\left(V_{A}-V_{B}\right)$ désigne la différence de potentiel électrique entre les points A et B. Cette d.d.p. est aussi appelée "tension électrique" entre les points A et B et peut être notée U_AB. On peut aussi se contenter de la noter U mais alors, comment savoir s'il s'agit de U_AB ou de U_BA ? On lève l'ambiguïté en représentant cette tension U sur le schéma électrique par une flèche dont la pointe correspond au premier point nommé (pointe en A pour U_AB).

Imagine une d.d.p. entre les deux électrodes d'une cuve à électrolyse : les ions + se dirigent vers l'électrode négative, les ions - circulent en sens inverse. Quel est le sens du courant ? Par convention : le sens du courant est celui des charges positives. Si le conducteur est un métal, les charges en mouvement sont des électrons, le sens du courant est donc le sens inverse du sens de déplacement des électrons...
Imagine maintenant que q désigne la charge totale d'un ensemble de particules positives mettant le temps t pour traverser le conducteur de A à B. On peut écrire :
$W_{A\rightarrow B}=E_{P(A)}-E_{P(B)}=I\cdot t\cdot\left(V_{A}-V_{B}\right)$
Ce conducteur, et plus généralement ce dipôle récepteur, reçoit de l'énergie électrique : $W_{A\rightarrow B}>0$ ; puisque nous avons supposé q = I.t >0, cela implique :
$\left(V_{A}-V_{B}\right)>0$ .
Pour un dipôle récepteur, la flèche symbolisant U est orientée dans ce sens inverse de celui du courant si I>0 et U>0.
Remarque : en divisant l'expression du travail par t on fait apparaître l'expression de la puissance électrique reçue par le dipôle :
P = I.(V_A-V_B)...
Mais bon : je ne vais pas refaire ton cours...