La tension électrique est probablement la notion la plus difficile à appréhender lorsqu’on débute, car ce n’est ni un courant, ni une quantité d’électricité. La tension est une différence de potentiel électrique, c’est-à-dire une énergie disponible pour déplacer des charges électriques.
Une définition simple serait :
La tension est la force qui pousse les électrons à se déplacer dans un circuit.
Une analogie : le château d’eau
Imagine un château d’eau alimentant une ville.
- La hauteur du château d’eau représente la tension.
- Le débit d’eau représente le courant.
- Le diamètre du tuyau représente la résistance.
Si le château d’eau est très haut, la pression est importante. Si on ouvre un robinet, beaucoup d’eau peut circuler.
En électricité, c’est exactement la même chose :
- une grande tension signifie une forte « pression électrique »,
- mais tant que le circuit est ouvert, aucun courant ne circule.
C’est un point essentiel : la tension peut exister sans courant.
Par exemple, une pile de 9 V posée sur une table possède bien une tension de 9 volts entre ses bornes, alors qu’aucun courant ne circule puisqu’elle n’alimente rien.
Mais qu’est-ce que le potentiel électrique ?
Pour bien comprendre la tension, il faut d’abord comprendre le potentiel électrique.
Imagine une montagne.
Une pierre située au sommet possède une énergie potentielle gravitationnelle.
Elle ne bouge pas forcément, mais elle est capable de tomber.
En électricité, c’est similaire.
Une charge électrique placée à un endroit où le potentiel est élevé possède une énergie potentielle électrique.
La tension est simplement la différence de potentiel entre deux points.
C’est cette différence qui permet aux charges de se déplacer.
La tension est toujours une différence
On ne mesure jamais la tension d’un seul point.
On mesure toujours la tension entre deux points.
Par exemple :
- une pile possède 9 V entre sa borne + et sa borne − ;
- une prise domestique fournit environ 230 V entre la phase et le neutre ;
- une batterie de voiture fournit 12 V entre ses deux bornes.
Si les deux points sont au même potentiel :Aucune charge n’a de raison de se déplacer.
L’unité : le volt
La tension se mesure en volts (V).
Un volt correspond à une énergie de :Autrement dit :
1 volt signifie qu’un coulomb de charge gagne ou perd 1 joule d’énergie lorsqu’il passe d’un point à un autre.
Cette définition est fondamentale.
Elle montre que la tension représente une quantité d’énergie disponible par unité de charge.
Que se passe-t-il lorsqu’on ferme un circuit ?
Prenons une pile de 9 V et une résistance.
Avant de fermer l’interrupteur :
- la pile crée une différence de potentiel de 9 V ;
- aucun électron ne circule.
Lorsque l’interrupteur est fermé :
- la tension pousse les électrons ;
- un courant apparaît ;
- l’énergie est transformée en chaleur, lumière ou mouvement selon le récepteur.
La tension ne « circule » pas.
C’est le courant qui circule, sous l’effet de la tension.
La tension et la loi d’Ohm
La tension, le courant et la résistance sont liés par la loi d’Ohm :
On peut aussi écrire :où :
- U est la tension (V),
- R la résistance (Ω),
- I le courant (A).
Cette relation montre que :
- si la résistance augmente, il faut davantage de tension pour faire passer le même courant ;
- si la tension augmente, le courant augmente également, à résistance constante.
La tension dans les installations audio
En audio, la tension représente directement le signal audio.
Un microphone ne fournit qu’une très faible tension :
- quelques microvolts (µV) à quelques millivolts (mV).
Une sortie ligne fournit généralement :
- environ 1,23 V RMS pour un niveau professionnel (+4 dBu),
- environ 0,316 V RMS pour un niveau grand public (−10 dBV).
À la sortie d’un amplificateur de puissance, la tension peut atteindre plusieurs dizaines de volts afin d’alimenter un haut-parleur.
À retenir
La tension est la différence de potentiel électrique entre deux points. Elle représente l’énergie disponible pour déplacer les charges électriques, exprimée en joules par coulomb. Contrairement au courant, elle ne circule pas : elle crée simplement les conditions nécessaires au déplacement des électrons lorsqu’un circuit est fermé.
En résumé :
- La tension est la cause ;
- Le courant est la conséquence ;
- La résistance s’oppose au courant.
Ces trois grandeurs sont indissociables et constituent les fondements de toute l’électricité. Pour un futur technicien en audio, vidéo ou réseaux, bien comprendre cette relation est indispensable avant d’aborder les alimentations, les signaux analogiques, les amplificateurs ou les systèmes de distribution d’énergie.
