Tension électrique : mesure au voltmètre

La tension électrique s'exprime en volts et se mesure avec un voltmètre branché en dérivation.

1 L'idée

La tension électrique entre deux points d'un circuit traduit la différence d'état électrique entre ces deux points. Elle caractérise la capacité d'un générateur à faire circuler le courant ou l'énergie échangée par un récepteur. Son unité internationale est le volt (V), du nom du physicien Alessandro Volta.

On mesure une tension à l'aide d'un voltmètre, toujours branché en dérivation (en parallèle) aux bornes du dipôle étudié, sans interrompre le circuit.

2 Unités et loi des tensions

Millivolt → Volt

$1\,\text{mV} = 10^{-3}\,\text{V} = 0{,}001\,\text{V}$

Kilovolt → Volt

$1\,\text{kV} = 10^{3}\,\text{V} = 1\,000\,\text{V}$

Loi des tensions (série)

$U_{\text{gén}} = U_1 + U_2 + \cdots + U_n$

3 Ordres de grandeur à connaître

Tensions usuelles

Pile ronde (LR6) : $1{,}5\,\text{V}$

Pile plate : $4{,}5\,\text{V}$

Batterie automobile : $12\,\text{V}$

Réseau domestique (secteur) : $230\,\text{V}$

Ligne à haute tension : $400\,\text{kV} = 400\,000\,\text{V}$

Application — loi des tensions

Circuit série : générateur $9\,\text{V}$, lampe L1 et lampe L2.

On mesure $U_{L1} = 3{,}5\,\text{V}$ au voltmètre.

Donc $U_{L2} = U_{\text{gén}} - U_{L1} = 9 - 3{,}5 = 5{,}5\,\text{V}$.

Méthode — Brancher et lire un voltmètre

Identifier les deux bornes du dipôle à mesurer.
Brancher la borne COM (noir) du côté relié au pôle − du générateur.
Brancher la borne V (rouge) du côté relié au pôle + du générateur.
Le voltmètre est branché en dérivation : aucun fil du circuit n'est coupé.
Si l'affichage est négatif, inverser les deux bornes.

Erreurs fréquentes

Brancher le voltmètre en série : sa résistance interne très élevée perturbe totalement le circuit.
Confondre voltmètre et ampèremètre : l'ampèremètre s'insère en série, le voltmètre en dérivation.
Oublier de convertir les unités : $500\,\text{mV} = 0{,}5\,\text{V}$, et non $500\,\text{V}$.
Sur un voltmètre analogique : ne jamais choisir un calibre inférieur à la tension attendue (risque de hors-échelle).