Tu veux tourner une vidéo. La caméra est installée, le fond est prêt et tu sais déjà ce que tu veux dire. Mais l’éclairage ne fonctionne pas comme prévu.
Tu prends une petite lampe et tu la branches à une pile. Pourtant, rien ne se passe.
Tu essaies avec une autre pile. Clic ! La lampe s’allume.
Les deux piles se ressemblent beaucoup. Pourquoi la lampe fonctionne-t-elle avec l’une, mais pas avec l’autre ?
1. Quel est le problème ?
Une pile peut fournir de l’énergie électrique à une lampe. Cependant, elle doit être adaptée à la lampe et disposer encore de suffisamment d’énergie pour la faire fonctionner.
La tension électrique joue également un rôle important.
Pour mieux comprendre ce qui se passe, nous allons examiner une grandeur électrique essentielle : la tension électrique.
2. Que signifie la tension électrique ?
Les piles, les batteries et les blocs d’alimentation peuvent fournir une tension électrique. Mais que signifie exactement cette indication ?
Prenons une pile comme exemple. Elle possède deux bornes. Il existe une tension électrique entre ces deux bornes.
La tension décrit une différence électrique entre deux points. Pour une pile, nous considérons ses deux bornes.
Nous verrons plus loin comment cette différence apparaît.
Comment indique-t-on la tension ?
Pour indiquer et comparer les tensions électriques, on utilise une unité de mesure : le volt. Son symbole est V.
Sur une pile, tu peux par exemple lire la valeur 1,5 V. Sur un bloc d’alimentation, tu peux trouver la valeur 12 V.
Ces indications montrent quelle tension la source d’énergie électrique fournit.
L’unité volt a été officiellement adoptée en 1881, lors d’un congrès international consacré à l’électricité. Son nom rappelle le physicien italien Alessandro Volta, qui a développé une première pile vers 1800.
3. Pourquoi la bonne tension est-elle importante ?
Les appareils électriques sont conçus pour fonctionner avec certaines tensions. Il est donc important de vérifier les indications du fabricant.
Une petite lampe conçue pour une tension de 1,5 V peut être endommagée si on lui applique une tension beaucoup plus élevée.
Une tension inadaptée peut empêcher un appareil de fonctionner correctement ou l’endommager.
Un exemple lié aux techniques des médias
Tu veux utiliser une petite lampe LED pour un tournage vidéo. La lampe indique la tension dont elle a besoin.
Avant de brancher une pile, tu dois donc vérifier si la tension indiquée sur la pile correspond à celle prévue pour la lampe.
Cette vérification est également importante pour les accessoires de caméra, les éclairages mobiles et les appareils audio.
L’indication de tension n’est donc pas simplement un nombre inscrit sur une pile. Elle nous aide à déterminer si une source d’énergie électrique convient à un appareil.
4. Comment la tension électrique apparaît-elle ?
Nous savons maintenant ce que signifie la tension, comment elle est indiquée et pourquoi elle est importante pour les appareils électriques.
Mais comment la tension apparaît-elle dans une pile ?
Pour le comprendre, nous devons examiner les minuscules particules qui composent les objets qui nous entourent.
Des charges positives et négatives
Que tu regardes une pile, un câble, une lampe ou ta propre main, tout est constitué de minuscules particules. Elles sont tellement petites que nous ne pouvons pas les voir à l’œil nu.
Certaines de ces particules portent une charge électrique. Il existe des charges positives et des charges négatives.
Deux types de particules sont particulièrement importants :
- Les protons : ils portent une charge électrique positive et se trouvent dans le noyau des atomes.
- Les électrons : ils portent une charge électrique négative et se trouvent autour du noyau.
Dans les métaux, par exemple dans les fils de cuivre d’un câble, certains électrons peuvent se déplacer à travers le matériau.
Ces électrons mobiles jouent un rôle important dans les phénomènes électriques. Nous étudierons plus tard comment ils se déplacent dans un circuit fermé et comment apparaît le courant électrique.
Que se passe-t-il dans une pile ?
Dans une pile, des réactions chimiques ont lieu. Elles provoquent une répartition différente des charges électriques.
Les deux bornes de la pile se trouvent alors dans des états électriques différents. Une tension électrique apparaît entre elles.
Tu peux retenir ceci : la tension d’une pile est liée à la répartition différente des charges électriques au niveau de ses deux bornes.
La pile peut ainsi fournir de l’énergie électrique à un appareil branché. Nous verrons plus tard comment les électrons se mettent en mouvement dans un circuit et comment apparaît le courant électrique.
Quand une pile est-elle chargée ou déchargée ?
Dans la vie quotidienne, nous disons souvent qu’une pile ou une batterie est chargée ou déchargée.
Une batterie est chargée lorsqu’elle possède encore suffisamment d’énergie chimique stockée pour fournir de l’énergie électrique.
Lorsqu’une lampe est branchée, une partie de cette énergie est transférée à la lampe et transformée en lumière et en chaleur.
Avec le temps, la batterie peut fournir de moins en moins d’énergie. Elle finit par ne plus pouvoir alimenter correctement l’appareil. Nous disons alors qu’elle est déchargée.
Il est important de comprendre qu’une batterie déchargée n’a pas simplement perdu ses électrons. Le point essentiel est qu’elle ne peut plus fournir suffisamment d’énergie pour l’utilisation prévue.
5. L'essentiel à retenir
Reprenons l’exemple de la petite lampe utilisée pour un tournage vidéo.
Tu veux la faire fonctionner avec une pile. Tu vérifies les indications sur la pile et sur la lampe.
Voici les points essentiels de cet article :
- La tension électrique décrit une différence électrique entre deux points.
- Dans une pile, la tension existe entre les deux bornes.
- La tension se mesure en volts (V).
- Dans une pile, des réactions chimiques permettent de créer une tension électrique entre les deux bornes.
- Les appareils électriques sont conçus pour fonctionner avec certaines tensions. La source d’énergie doit donc être adaptée à l’appareil.
- Une batterie déchargée n’a pas simplement perdu ses électrons. Elle ne peut plus fournir suffisamment d’énergie pour l’utilisation prévue.
Lorsque tu lis une indication comme 1,5 V sur une pile, tu sais maintenant qu’il s’agit de sa tension électrique.
6. Peux-tu répondre à la question ?
Tu veux utiliser une petite lampe vidéo. Il est indiqué sur la lampe qu’elle est conçue pour une tension de 1,5 V. Tu trouves une autre pile sur laquelle est indiqué 9 V.
Brancherais-tu directement cette pile sur la lampe ? Explique ta réponse en utilisant ce que tu as appris sur la tension électrique.