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tension

(latin tensio, de tendere, tendre)

Grandeur scalaire égale à la circulation d'un champ électrique d'un point A à un point B, le long d'un parcours donné.

ÉLECTRICITÉ

Tension et courant électrique

La tension ou différence de potentiel (ddp) entre les deux bornes d'une pile (ou entre les deux soudures d'un couple thermoélectrique) est la cause de la circulation de l'électricité dans un conducteur. En général, lorsque la ddp augmente, l'intensité du courant augmente aussi. Pour les conducteurs métalliques, le physicien allemand Georg Simon Ohm montra en 1827 que l'intensité du courant et la ddp sont proportionnelles : avec une pile fournissant une ddp deux fois plus grande, le courant est deux fois plus intense. De même, dans un tuyau, le débit d'eau est deux fois plus élevé si la différence de hauteur entre les deux extrémités du tuyau double.

Pour une même pile, et donc une même ddp, le courant dépend aussi du conducteur qui relie les deux pôles de la pile. On appelle résistance la grandeur caractéristique d'un conducteur, telle que : U = RI (loi d’Ohm), où R se mesure en ohms (Ω), U en volts (V) et I en ampères (A). Ainsi, lorsque l'intensité est faible, on dit que le conducteur est très résistant ; lorsqu'elle est forte, on dit qu'il est peu résistant.

Tensions et circuits électriques

Circuit en dérivation

Les tensions aux bornes de dipôles branchés en dérivation sont égales. C’est pourquoi, dans une maison, tous les appareils électroménagers sont branchés en dérivation et fonctionnent indépendamment les uns des autres, avec une même tension de 220 V délivrée par EDF.

Circuit en série

Dans un circuit série, la tension aux bornes du générateur se répartit sur l'ensemble des autres dipôles.

La tension entre plusieurs dipôles branchés en série (à l’exception de générateurs) est égale à la somme des tensions aux bornes de ces dipôles.

Un fil de connexion ou un interrupteur fermé, parcourus par un courant, ont une tension extrêmement faible à leurs bornes, qui peut être considérée comme nulle.

Tensions et transport de l'électricité

La production et la distribution d'électricité s'effectuent surtout sous la forme de courant alternatif, qui seul peut être transformé. Afin de ne pas augmenter exagérément la section des conducteurs et de limiter les pertes en lignes, le transport de l'énergie électrique sur de longues distances nécessite en effet de très hautes tensions : plus la tension de la ligne est élevée, moins il faut de courant pour transporter une quantité équivalente d'énergie.

Grâce aux transformateurs, on élève la tension pour le transport, puis on la baisse, par étapes successives, pour la distribution. Une ligne de transport est constituée de trois conducteurs au moins, un pour chaque phase, le courant produit étant généralement du courant triphasé. La fréquence du courant retenue par les différents pays est de 50 Hz (Europe) ou de 60 Hz (États-Unis, Canada, Japon).

Les tensions utilisées ont été choisies selon des critères techniques et économiques. Des postes de transformation élévateurs de tension permettent de raccorder la centrale de production (20 kV) au réseau de transport haute tension (400 kV ou 225 kV). Les lignes haute tension relient entre elles les centrales de production et assurent l'interconnexion régionale et internationale. Des postes abaisseurs de tension ramènent celle-ci à 90 kV ou à 63 kV pour assurer les mouvements d'énergie régionaux, alimenter les centres de distribution et certains gros usagers industriels comme la sidérurgie ou la SNCF. Le réseau moyenne tension, à 20 kV, assure également les mouvements d'énergie régionaux et fournit en électricité l'industrie et le tertiaire. Le réseau basse tension enfin (220/380 V) couvre les besoins des petites industries, des commerçants et des particuliers.