Qu’est-ce que la tension électrique, le voltage, la différence de potentiel ?

Bonjour à tous,

Je souhaitais vous parler : de la tension électrique, du voltage et de la différence de potentiel car ces termes, souvent utilisés en électricité, sont proches et les différences peu connues.

J’utilise dans mon métier régulièrement des appareils pour mesurer la tension mais je n’ai jamais recherché les caractéristiques de ce terme.

Je ne sais pas pour vous… mais en ce qui concerne les bases théoriques, mon quotidien a fait que je suis resté sur mes acquis, mon expérience, mes rappels de cours à l’école. Donc, je voulais approfondir, en toute simplicité, un peu plus le sujet pour pouvoir évoluer et vous le partager.

Avez-vous remarqué les inscriptions sur les appareils électriques à la maison ?

L’unité de mesure fait référence au physicien italien Alessandro Volta (1745-1827), inventeur de la pile voltaïque, le précurseur des piles actuelles.

Pour comprendre ce qu’est la tension, prenons en comparaison le système hydraulique. Plus un réservoir d’eau est haut et grand, plus la pression de l’eau (vitesse potentielle) est élevée. Alors plus la tension est haute, plus la capacité des électrons à se déplacer est élevée.

Pour mesurer une tension, l’appareil analyse la différence de potentiel entre 2 points c’est-à-dire la capacité des électrons d’aller de l’un à l’autre que je détaillerai plus loin.

La tension, la plus fréquente, se trouve sous 2 types de courant :

• Le courant alternatif  ~ (AC)
• Le courant continu –  (DC) 

Je pense que le nom du groupe de musique ACDC vient de là …Dites-moi ce que vous en pensez dans les commentaires !

Le courant continu

En courant continu, vous avez (liste non exhaustive) :

• les piles (par exemple la tension d’une pile AA est de 1.5V),
• les batteries (par exemple la tension d’une batterie de voiture standard est de 12V, celles des voitures électriques sont généralement de 400V, voir même 800V).

Ces piles ou batteries convertissent une énergie chimique en énergie électrique.

• Haute tension en courant continu (HVDC). Par exemple :

Au Canada, un tunnel de 4 100 mètres reliant les postes d’Hydro-Québec de Grondines et de Lotbinière sous le fleuve Saint Laurent utilise des lignes à haute tension de 450 000V.
Ou encore, pour la liaison France-Angleterre IFA 2000, 70 km de long – dont 45 sous la mer – entre Sangatte en France et Folkestone en Angleterre, la tension est de 270 000V.

La réalisation de liaisons sous-marines par câble sur de longues distances en courant alternatif impose de compenser l’effet capacitif des câbles, faute de quoi la tension de ce câble est mal contrôlée. À cet effet, on installe dans les liaisons classiques des postes électriques. Dans une liaison sous-marine, on ne peut pas envisager un poste électrique à un point intermédiaire (sous la mer). En courant continu, cet effet capacitif n’existe pas, et justifie l’utilisation des HVDC pour ce type de liaison.

Le courant alternatif

En courant alternatif, vous avez :

• le réseau électrique (par exemple en France pour un usage domestique, la tension est de 230V ou de 400V)
• les générateurs ( un groupe électrogène fournit 230V ou 400V)

Pour transporter l’électricité sur de longues distances, la tension doit être haute :

Pourquoi une tension aussi haute ?

Le but est de réduire les chutes de tension en ligne, les pertes en ligne, et également d’améliorer la stabilité des réseaux.

Les pertes en ligne sont dues à l’effet Joule (le dégagement de chaleur qui accompagne le passage d’un courant électrique dans un matériau conducteur lui opposant une résistance).

L’utilisation de la haute tension permet, à puissance transportée équivalente, de diminuer le courant, et donc les pertes.

Deux facteurs peuvent diminuer la résistance :

• la résistivité des matériaux utilisés pour fabriquer les câbles de transport,

• la section de ces câbles.

Comment mesurer une tension ?

Dans le but de mesurer une différence de potentiel entre 2 points : par exemple entre le « + » et le  « – »  ou  entre la phase et le neutre.