Qu'est-ce que la tension dans un circuit en série : faits détaillés

Cet article donne un aperçu de Qu'est-ce que la tension dans un circuit en série, sa définition et son calcul. La connexion en série se fait en plaçant deux ou plusieurs résistances côte à côte dans une ligne ou en gardant quelques fils entre les deux.

La tension est la force de poussée des électrons. Plus la tension est élevée, plus le flux d'électrons est élevé. Dans un circuit avec une résistance et une batterie, la différence de potentiel aux bornes de la résistance est la tension de la batterie. Mais si nous ajoutons plus de résistances en série, les tensions à leurs bornes changent en fonction de la résistance équivalente.

Comment définiriez-vous la tension ?

La tension peut être définie comme la différence d'énergie potentielle électrique par unité de charge entre deux points. Les volts poussent les électrons à se déplacer, poussant ainsi le courant autour d'un circuit électrique.  

Il se produit une réaction chimique à l'intérieur d'une batterie qui génère la tension. La tension est mesurée entre deux points et est généralement appelée « différence de tension ». C'est la mesure de la force de la force motrice qui pousse l'électricité d'un point à un autre ou combien un électron veut aller à un endroit.

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Qu'est-ce que la tension dans le circuit en série - ampoules en série
Deux ampoules en série ; Crédit image : chercher

Qu'est-ce que la tension dans un circuit en série - FAQ

Formule de tension en série:

Total tension dans un circuit en série est le produit du courant et de la résistance équivalente (obtenue en additionnant les résistances des éléments résistifs du circuit). Les tensions uniques sont calculées à l'aide du courant du circuit et de la résistance individuelle.

Nous pouvons également ajouter les tensions individuelles des résistances pour obtenir la tension totale.

Vnet = I.Req = V1 + V2 + V3+……Vn

Vn = I.Rn

Où vnet est la tension nette

V1, V2, V3….Vn sont tensions aux bornes résistances individuelles

Rn est la résistance de la nième résistance

Req est la résistance équivalente (somme de toutes les valeurs de résistance)

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La tension reste-t-elle la même dans le circuit série ?

La tension dans un circuit en série diffère d'une résistance à l'autre. Chaque fois que le courant continue de circuler dans le circuit, la tension nette "chute" à travers les résistances. Nous avons déjà connu le processus d'obtention de la tension individuelle.

Imaginons un circuit électrique connecté à une batterie de 28 V. Les résistances présentes dans le circuit sont respectivement de 4 ohms, 8 ohms et 16 ohms. Donc Req= 4+8+16= 28 ohms.

Donc courant i = Vnet/Req = 1 ampère

Maintenant, V1 = 4 x 1 = 4 V, V2 = 8 x 1 = 8 V, V3 = 16x1 = 16V. Nous pouvons donc clairement voir que les valeurs de chute de tension sont différentes.

Quelle est la règle pour la tension dans un circuit en série?

Nous savons que la tension dans un circuit en série est l'addition de toutes les chutes de tension individuelles à travers les résistances. Nous pouvons évaluer les chutes de tension en multipliant la valeur de résistance particulière par le courant total dans le circuit.

Les règles générales pour la tension dans un circuit en série sont-

  • Le même courant traverse toutes les résistances. Donc seulement si les valeurs de résistance sont égales, le chutes de tension à travers eux seront égaux. 
  • Les chutes de tension s'ajoutent à une valeur de tension nette.
  • La tension d'alimentation est supérieure aux chutes de tension individuelles.
Circuit de la série RLC
Circuit série RLC avec tension alternative ; « Fichier : Rajz RLC soros.svg » by Zátonyi Sándor, (ifj.) Fizped sous est autorisé CC BY 3.0

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Pourquoi la tension est-elle utilisée dans les circuits en série ?

La tension est l'un des éléments majeurs d'un circuit en série. Il agit comme une force motrice pour le courant. S'il n'y a pas de tension fournie à un circuit en série, il n'y aura pas de flux de courant et aucune utilité du circuit.

La tension dans un circuit peut être comparée à la pression dans un réservoir d'eau. Le courant est analogue au débit d'eau. L'eau présente dans le réservoir équivaut à la charge. Lorsque nous libérons le robinet, l'eau commence à couler. Tout comme la pression pousse l'eau, la tension pousse les électrons à circuler dans le circuit générant du courant.

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Analogie de l'eau de résistance de tension actuelle; Crédits image : Wikimedia

Pourquoi la tension est-elle divisée en circuits série ?

Dans un circuit en série, le courant traverse chaque résistance qui s'oppose au flux de courant par des quantités différentes (dépend de la valeur de la résistance). Pour cela, par coulomb de charge perd de l'énergie sous forme de chaleur.

L'énergie par unité de charge de coulomb est appelée chute de tension. Par la loi de conservation de l'énergie,

énergie totale fournie = énergie totale consommée 

Ainsi, l'énergie totale fournie par unité de coulomb par la batterie (joules fournis/coulomb = EMF en volts) est dissipée par chaque résistance générant une perte d'énergie de chaque coulomb.

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