Volt
Levolt(symbole:V) est une unité deforce électromotriceet dedifférence de potentiel(outension), dérivée duSI.
Volt | |
Unmultimètre,permettant, entre autres, de mesurer la tension électrique entre deux points. | |
Informations | |
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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 | 1kgm2s−3A−1 |
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Ce nom a été donné en hommage àAlessandro Volta,inventeur italien de lapile voltaïqueen 1800.
Définition
modifierLe volt correspond à la différence de potentiel électrique entre deux points d'un circuit composé d'une résistance d'unohm,lorsque ce même circuit est parcouru par un courant constant de 1ampère.La puissance dissipée entre ces deux points est alors égale à 1watt[1].
Autrement dit, le volt est la différence de potentiel électrique qui accélère unecharge électriquede 1coulomben lui donnant une énergie de 1joule[2],[3].Il en résulte que le volt est ce qui déplace une charge d'un coulomb avec une force de unnewtonsur une longueur d'unmètre.
Il peut être défini à partir desunités de base du Système international,dont il est une des unités dérivées[4]:
avec:
- :la puissance enwatts;
- :l'intensité du courant enampères;
- :l'énergie enjoules;
- :la force ennewtons;
- :la longueur enmètres;
- :le temps ensecondes;
- :la masse enkilogrammes;
- :lacharge électriqueencoulombs.
Note typographique
modifierSelon la norme duSystème 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 minuscules[5];mais comme ce nom dérive de celui d'Alessandro Volta, le symbole est « V » majuscule).
Histoire et définition
modifierEn 1800, Alessandro Volta développe la pile voltaïque, un précurseur de lapile alcaline,qui produit unetension électrique continue.Volta détermine que la meilleure paire de différents métaux pour produire de l'électricité est une paire de zinc et d'argent.
Dans lesannées 1880,le Congrès international d'électricité, actuellement laCommission électrotechnique internationale(CEI), approuve le volt comme unité de force électromotrice. Dans le même temps, la tension est définie comme« la différence de potentiel à travers un conducteur quand un courant d'un ampère dissipe une puissance d'un watt ».
Dans un circuit, la tension s'explique par la 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 côtés[6].
Comparaison avec l'hydraulique
modifierLe volt est l'unité de différence de potentiel et de tension.
L'analogie avec l'hydraulique est souvent utilisée pour expliquer la tension et l'intensitédans 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 l'eau qui sort du tuyau a un débit élevé.
La pression correspond d'après cette analogie à la tension électrique.
Tensions nominales courantes
modifierLes tensions nominales de différentes sources:
- potentiel d'actionde lacellule nerveuse:autour de 75mV;
- accumulateur au NiMHou auNiCd:1,2V;
- pile au mercure:1,355V;
- pile oxyde d'argent:1,55V;
- pile alcalinenon rechargeable (c'est-à-dire piles AAA, AA, C et D): 1,5V;
- accumulateur lithium:3,75Vpar élément;
- alimentation descircuits de logique à transistors couplés(circuit TTL): 5V;
- pile PP3: 9V;
- système électrique d'uneautomobile:12V;
- prises murales standard (tension alternative):
- circulation duTGV:25kV(25 000V) (tension alternative);
- réseaux de distribution:
- basse tension: de 100 à 750V(tension alternative),
- moyenne tension: jusqu'à 33kV(tension alternative);
- réseaux de distribution (moyenne tension): de 1 à 25kV(tension alternative);
- réseaux de répartition (haute tension): de 33 à 150kV(tension alternative);
- réseaux de transports (haute tension): de 150 à 1 200kV(tension alternative) et jusqu'à 900kV(tension continue);
- foudre:très variable, généralement aux alentours de 100MV.
Dans tous lesréseaux électriques,du fait de larésistancede chaque matériau qui les composent, en particulier desconducteurs,il existe une chute de tension proportionnelle à la longueur descâbles.Leslignes à haute tensionpermettent 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 matériauxsupraconducteursqui 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 volt
modifierLe tableau ci-dessous détaille les multiples et sous-multiples du volt dans le Système international; toutes ces unités ne sont pas utilisées.
10N | Préfixe | Symbole | Nombre | Exemple |
---|---|---|---|---|
1030 | quettavolt | QV | Quintillion | |
1027 | ronnavolt | RV | Quadrilliard | |
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'unepile |
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 | |
10−27 | rontovolt | rV | Quadrilliardième | |
10−30 | quectovolt | qV | Quintillionième |
Notes et références
modifier- «CIPM, 1946: résolution 2 – Définitions des unités électriques», surBureau international des poids et mesures,Bureau international des poids et mesures(consulté le).
- «Le potentiel électrique»,iihe.ac.be,[PDF].
- Minh Tâm Tran,Physique générale – Électrostatique,lphe.epfl.ch[PDF].
- BIPM,«Tableau 3. Unités SI dérivées cohérentes ayant des noms spéciaux et des symboles particuliers», surbipm.org,(consulté le).
- Hors règles typographiques classiques: début de phrase et titre, entre autres.
- (de)Einstein, A.; Infeld, L.:Evolution der Physik,S. 96.
- (en)Cet article est partiellement ou en totalité issu de l’article de Wikipédia en anglais intitulé«Volt»(voir la liste des auteurs).
Voir aussi
modifierArticles connexes
modifier- Système international d'unités
- Unités de base du Système international
- Redéfinition du Système international d'unités de 2018-2019
- Conversion des unités