Volt

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Volt
Un multimètre, permettant de mesurer la tension électrique entre deux points.
Un multimètre, permettant de mesurer la tension électrique entre deux points.
Informations
Système Unités dérivées du système international
Unité de... Potentiel électrique, tension électrique, force électromotrice
Symbole V
Éponyme Alessandro Volta
Conversions
1 V en... est égal à...
  Unités SI de base   kgm2A-1s-3

Le volt (symbole : V) est une unité, de force électromotrice et de différence de potentiel (ou tension) et dérivée du SI.

Ce nom a été donné en hommage à Alessandro Volta, inventeur italien de la pile voltaïque en 1800.

Définitionmodifier | modifier le code

Il correspond à la différence de potentiel électrique qui existe entre deux points d'un circuit parcouru par un courant constant de 1 ampère lorsque la puissance dissipée entre ces deux points est égale à 1 watt.

\mathrm{1\;V = 1\;\dfrac W A = 1\;\dfrac J C = 1\;\dfrac {N \cdot m }{A \cdot s} = 1\;\dfrac{kg \cdot m^2}{C \cdot s^2}}

Il peut être défini à partir des unités de base :

\mathrm{1\;V = 1\;\dfrac{{kg} \cdot m^2}{A \cdot s^3}}

avec :

Note typographiquemodifier | modifier le code

Selon la norme du Système international d'unités, tous les noms d'unités sont des noms communs et s'écrivent donc en minuscules ; le symbole associé est en minuscules, sauf quand le nom de l'unité provient d'un nom de personne, auquel cas le symbole commence par une majuscule (d'où : « volt », nom commun écrit en minuscules1 ; mais comme ce nom dérive de celui d'Alessandro Volta, le symbole est « V » majuscule).

Histoire et définitionmodifier | modifier le code

Illustration originale publiée en 1800, de Alessandro Volta.

En 1800, Alessandro Volta développe ce qu'on appelle la pile voltaïque, un précurseur de la pile alcaline, qui produit une tension électrique continue. Volta a déterminé que la meilleure paire de différents métaux pour produire de l'électricité est une paire de zinc et d'argent. Dans les années 1880, le Congrès international d'électricité, actuellement la Commission électrotechnique internationale (CEI), a approuvé le volt comme unité de force électromotrice. Dans le même temps, la tension fut définie comme « la différence de potentiel à travers un conducteur quand un courant d'un ampère dissipe une puissance d'un watt ».

Comparaison avec l'hydrauliquemodifier | modifier le code

Le volt est l'unité de différence de potentiel et de tension.

L'analogie avec l'hydraulique est souvent utilisée pour expliquer la tension dans les circuits électriques. Ils sont comparés à des tuyaux remplis d'eau. Pour avoir une meilleure image de ce qu'est la pression de l'eau, on peut imaginer de l'eau sortant d'un robinet, d'un tuyau d'arrosage ou une chute d'eau causée par un barrage. Plus la pression est élevée et plus la vitesse à laquelle l'eau qui sort du tuyaux est élevée.

La pression correspond d'après cette analogie à la tension électrique. Dans un circuit, la tension s'explique par une différence de potentiel entre les deux pôles électriques, c'est-à-dire par un surplus de charges négatives. Cette différence crée un champ électrique qui entraîne le déplacement des charges jusqu'à ce que celles-ci se soient équilibrées des deux côtés2.

Tensions nominales courantesmodifier | modifier le code

Les tensions nominales de différentes sources :

  • potentiel d'action de la cellule nerveuse : autour de 75 mV ;
  • pile rechargeable au NiMH ou au NiCd : 1,2 V ;
  • batterie au mercure : 1,355 V ;
  • pile alcaline non rechargeable (c'est-à-dire piles AAA, AA, C et D) : 1,5 V ;
  • batterie rechargeable au lithium-polymère : 3,75 V ;
  • alimentation des circuits de logique à transistors couplés (circuit TTL) : 5 V ;
  • pile PP3 : 9 V ;
  • système électrique d'une automobile : 12 V ;
  • prises murales standard (tension alternative) :
  • circulation du TGV: 25 kV (25 000 V) (tension alternative) ;
  • réseaux de distribution :
    • basse tension : de 100 à 750 V (tension alternative),
    • moyenne tension : jusqu'à 33 kV (tension alternative) ;
  • réseaux de distribution (moyenne tension) : de 1 à 25 kV (tension alternative) ;
  • réseaux de répartition (haute tension) : de 33 à 150 kV (tension alternative) ;
  • réseaux de transports (haute tension) : de 150 à 1 200 kV (tension alternative) et jusqu'à 900 kV (tension continue) ;
  • foudre : très variable, généralement aux alentours de 100 MV.

Dans tous les réseaux électriques, du fait de la résistance de chaque matériau qui les composent, en particulier des conducteurs, il existe une chute de tension proportionnelle à la longueur des câbles. Les lignes à haute tension permettent de réduire relativement les pertes. Lesquelles sont principalement dues à l'effet Joule (chaleur dissipée) et sont proportionnelles au produit de la résistance par le carré de l'intensité (P = RI2) ; la puissance acheminée étant égale au produit de la tension par l'intensité (P = UI), élever la tension permet, pour une puissance donnée, de réduire significativement les pertes dans les réseaux câblés. La recherche continue sur les matériaux supraconducteurs qui ont une résistance nulle. Ils permettraient en effet d'éliminer non seulement les pertes dans le câble mais aussi le besoin d'équipement de transformation pour élever et abaisser la tension, avec les pertes qui y sont associées.

Multiples et sous-multiples du voltmodifier | modifier le code

Le tableau ci-dessous détaille les multiples et sous-multiples du volt dans le système international, toutes ces unités ne sont pas utilisées.

Multiples du volt
10N Préfixe Symbole Nombre Exemple
1024 yottavolt YV Quadrillion
1021 zettavolt ZV Trilliard
1018 exavolt EV Trillion
1015 pétavolt PV Billiard
1012 téravolt TV Billion
109 gigavolt GV Milliard
106 mégavolt MV Million Foudre (jusqu'à plusieurs centaines de mégavolts)
103 kilovolt kV Mille Caténaires (25 kV), lignes moyenne tension
102 hectovolt hV Cent Courant domestique (en Europe 2,3 hV de tension efficace)
101 décavolt daV Dix
100 volt V Un Ordre de grandeur de la tension d'une pile
10-1 décivolt dV Dixième
10-2 centivolt cV Centième Ordre de grandeur de l'impulsion nerveuse
10-3 millivolt mV Millième
10-6 microvolt μV Millionième
10-9 nanovolt nV Milliardième
10-12 picovolt pV Billionième
10-15 femtovolt fV Billiardième
10-18 attovolt aV Trillionième
10-21 zeptovolt zV Trilliardième
10-24 yoctovolt yV Quadrillionième

Notes et référencesmodifier | modifier le code

  1. Hors règles typographiques classiques : début de phrase et titre, entre autres.
  2. (de) Einstein, A. ; Infeld, L. : Evolution der Physik, S. 96

Voir aussimodifier | modifier le code

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Articles connexesmodifier | modifier le code

Liens externesmodifier | modifier le code








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