Qu'est-ce qu'une différence potentielle?
Une différence de potentiel est l'énergie par unité de charge dans un circuit électrique. La différence de potentiel doit être mesurée entre deux points car il est généralement peu pratique de mesurer le potentiel électrique d'un seul point. La différence de potentiel d'un point dans un circuit électrique est typiquement réalisée par rapport à un potentiel de référence, tel que la masse commune.
La différence de potentiel est communément appelée tension car les volts sont l'unité de mesure standard pour cette quantité. Il est également connu historiquement sous le nom de pression et de tension. "Pression" est un terme obsolète pour différence de potentiel, mais il est toujours utilisé pour faire référence à la différence de potentiel dans le contexte de l'électronique de tube à vide.
La tension peut également être considérée comme l'énergie nécessaire pour déplacer une charge entre des points divisée par la magnitude de cette charge. Ce total d'énergie doit inclure à la fois l'énergie statique et dynamique nécessaire pour déplacer la charge. Le calcul de la différence de potentiel devient plus précis à mesure que la magnitude de la charge mesurée diminue.
Une quantité de différence de potentiel doit comporter un signe dépendant de la direction dans laquelle les électrons circulent. La définition de différence de potentiel suppose que les particules chargées positivement se déplacent vers des tensions plus basses et que les particules chargées négativement se déplacent vers des tensions plus élevées. Cela signifie que les électrons d'un circuit passent d'un point de tension supérieure à un point de tension inférieure.
La description de la différence de potentiel utilise souvent l'eau comme analogie pour l'électricité. Cette analogie suppose qu'une pompe mécanique entraîne l'eau à travers un circuit fermé de tuyaux. La différence de potentiel dans cette analogie est la différence de pression d'eau entre deux points du circuit. L'eau circulera donc entre les deux points s'il y a une différence de pression, ce qui permettra à l'eau d'effectuer le travail. De même, un circuit électrique ne peut fonctionner que s'il existe une différence de potentiel entre deux points du circuit.
Différents instruments mesurent la différence de potentiel en fonction de leur mode de fonctionnement. Un voltmètre a deux fils qui se connectent chacun à un point du circuit. Cet appareil mesure la chute de tension à travers une résistance fixe, qui est proportionnelle à la quantité de volts dans le circuit.
Un potentiomètre compare une tension inconnue à une tension connue dans le circuit. Un oscilloscope amplifie la tension dans le circuit, ce qui dévie un faisceau d'électrons. La quantité de déviation est proportionnelle à la tension dans le circuit. Un multimètre mesure plusieurs grandeurs électriques, y compris la tension.