Volt

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

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

Définition

Le volt correspond à la différence de potentiel électrique entre deux points d'un circuit composé d'une résistance d'un ohm, lorsque ce même circuit est parcouru par un courant constant de Modèle:Unité. La puissance dissipée entre ces deux points est alors égale à Modèle:Unité<ref>Modèle:Lien web.</ref>.

Autrement dit, le volt est la différence de potentiel électrique qui accélère une charge électrique de Modèle:Unité en lui donnant une énergie de Modèle:Unité<ref>« Le potentiel électrique », iihe.ac.be, Modèle:Pdf.</ref><ref>Minh Tâm Tran, Physique générale – Électrostatique, lphe.epfl.ch Modèle:Pdf.</ref>. Il en résulte que le volt est ce qui déplace une charge d'un coulomb avec une force de un newton sur une longueur d'un mètre.

<math>\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}}</math>

Il peut être défini à partir des unités de base du Système international, dont il est une des unités dérivées<ref>Modèle:Lien web.</ref> :

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

avec :

• <math>W</math> : la puissance en watts ;
• <math>A</math> : l'intensité du courant en ampères ;
• <math>J</math> : l'énergie en joules ;
• <math>N</math> : la force en newtons ;
• <math>m</math> : la longueur en mètres ;
• <math>s</math> : le temps en secondes ;
• <math>kg</math> : la masse en kilogrammes ;
• <math>C</math> : la charge électrique en coulombs.

Note typographique

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 minuscules<ref>Hors règles typographiques classiques : début de phrase et titre, entre autres.</ref> ; mais comme ce nom dérive de celui d'Alessandro Volta, le symbole est « V » majuscule).

Histoire et définition

Fichier:Volta batteries.jpg

Illustration originale publiée en 1800, d'Alessandro Volta.

En 1800, Alessandro Volta développe la pile voltaïque, un précurseur de la pile alcaline, qui produit une tension 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 les années 1880, le Congrès international d'électricité, actuellement la Commission électrotechnique internationale (CEI), approuve le volt comme unité de force électromotrice. Dans le même temps, la tension est définie comme Modèle:Citation.

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<ref>{{#invoke:Langue|indicationDeLangue}} Einstein, A. ; Infeld, L. : Evolution der Physik, S. 96.</ref>.

Comparaison avec l'hydraulique

Le 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'intensité 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 l'eau qui sort du tuyau a un débit élevé.

La pression correspond d'après cette analogie à la tension électrique.

Tensions nominales courantes

Les tensions nominales de différentes sources :

• potentiel d'action de la cellule nerveuse : autour de Modèle:Unité ;
• accumulateur au NiMH ou au NiCd : Modèle:Unité ;
• pile au mercure : Modèle:Unité ;
• pile alcaline non rechargeable (c'est-à-dire piles AAA, AA, C et D) : Modèle:Unité ;
• accumulateur lithium : Modèle:Unité par élément ;
• alimentation des circuits de logique à transistors couplés (circuit TTL) : Modèle:Unité ;
• pile PP3 : Modèle:Unité ;
• système électrique d'une automobile : Modèle:Unité ;
• prises murales standard (tension alternative) :
  • Modèle:Unité au Japon,
  • Modèle:Unité en Amérique du Nord,
  • Modèle:Unité en Afrique, Asie et Europe,
  • Modèle:Unité en Australie ;
• circulation du TGV: Modèle:Unité (Modèle:Unité) (tension alternative) ;
• réseaux de distribution :
  • basse tension : de 100 à Modèle:Unité (tension alternative),
  • moyenne tension : jusqu'à Modèle:Unité (tension alternative) ;
• réseaux de distribution (moyenne tension) : de 1 à Modèle:Unité (tension alternative) ;
• réseaux de répartition (haute tension) : de 33 à Modèle:Unité (tension alternative) ;
• réseaux de transports (haute tension) : de 150 à Modèle:Unité (tension alternative) et jusqu'à Modèle:Unité (tension continue) ;
• foudre : très variable, généralement aux alentours de Modèle:Unité.

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 volt

Modèle:Article détaillé 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
Modèle:Nb	quettavolt	QV	Quintillion
Modèle:Nb	ronnavolt	RV	Quadrilliard
Modèle:Nb	yottavolt	YV	Quadrillion
Modèle:Nb	zettavolt	ZV	Trilliard
Modèle:Nb	exavolt	EV	Trillion
Modèle:Nb	pétavolt	PV	Billiard
Modèle:Nb	téravolt	TV	Billion
Modèle:Nb	gigavolt	GV	Milliard
Modèle:Nb	mégavolt	MV	Million	Foudre (jusqu'à plusieurs centaines de mégavolts)
Modèle:Nb	kilovolt	kV	Mille	Caténaires (25 kV), lignes moyenne tension
Modèle:Nb	hectovolt	hV	Cent	Courant domestique (en Europe 2,3 hV de tension efficace)
Modèle:Nb	décavolt	daV	Dix
Modèle:Nb	volt	V	Un	Ordre de grandeur de la tension d'une pile
Modèle:Nb	décivolt	dV	Dixième
Modèle:Nb	centivolt	cV	Centième	Ordre de grandeur de l'impulsion nerveuse
Modèle:Nb	millivolt	mV	Millième
Modèle:Nb	microvolt	μV	Millionième
Modèle:Nb	nanovolt	nV	Milliardième
Modèle:Nb	picovolt	pV	Billionième
Modèle:Nb	femtovolt	fV	Billiardième
Modèle:Nb	attovolt	aV	Trillionième
Modèle:Nb	zeptovolt	zV	Trilliardième
Modèle:Nb	yoctovolt	yV	Quadrillionième
Modèle:Nb	rontovolt	rV	Quadrilliardième
Modèle:Nb	quectovolt	qV	Quintillionième

Voir aussi

Articles connexes

• Système international d'unités
• Unités de base du Système international
• Redéfinition du Système international d'unités de 2018-2019
• Conversion des unités

Liens externes

• Définition : Volt