Je pense que je vais juste vous embrouiller davantage, mais voici:

Certains disent que la tension est comme la pression, d'autres disent que la tension est comme l'énergie potentielle gravitationnelle et d'autres disent que c'est une mesure de la force du champ électrique.

Nous disons que la tension est comme la pression, ou comme l'énergie potentielle gravitationnelle, parce que nous essayons de faire une analogie avec quelque chose que vous pouvez voir ou ressentir (parce que vous pouvez faire tomber une pierre sur votre orteil ou ressentir la pression dans un ballon lorsque vous le faites exploser.

La tension est devient abstraite (d'où les analogies). Si vous avez un électron dans un champ électrique, il y a une force dessus, donc il veut bouger. Si vous aviez une paire de pinces magiques qui vous permettraient d'attraper cet électron et de le déplacer d'un endroit à un autre, vous devriez exercer une force dessus - mettre de l'énergie dans le système - ou cela exercerait une force sur vous - - extraire l'énergie du système et vous la livrer.

Un volt n'est pas une mesure du champ électrique. Les volts sont une conséquence des champs électriques, mais le champ électrique est en unités de volts par mètre. Ce qu'est un volt est une expression de la quantité d'énergie disponible par unité de charge . Donc, si vous avez un Coulomb de charge et que vous laissez cette charge circuler à travers quelque chose qui chute d'un volt, alors cette charge fournira un Joule d'énergie à tout ce qui est en baisse d'un volt.

Et aussi si la tension est comme l'énergie potentielle gravitationnelle, comment plus de tension signifie plus de courant?

Et ici, notre belle analogie s'effondre. En ce sens, la tension ressemble plus à la pression dans une conduite d'eau.

Pour toutes les choses physiques, si vous mettez une tension à travers eux, le courant circulera - cela peut être beaucoup, cela peut être minuscule, mais le courant circulera presque toujours. Pour la plupart des choses (il y a quelques exceptions), plus vous mettez de tension dessus, plus le courant circulera.

Donc, à cet égard, la tension est comme la pression dans une conduite d'eau - plus de pression équivaut à plus de débit, tout comme plus de tension à travers une résistance équivaut à plus de courant dans la résistance.Mais ce n’est qu’une analogie .En fin de compte, il vous suffit de battre votre cerveau contre la physique jusqu'à ce que tout devienne intuitif, tout comme vous avez appris que lorsque vous lâchez quelque chose, il tombe à chaque fois.La différence est que vous avez appris la leçon sur le fait de laisser tomber des choses avant d'avoir un an;la leçon de tension arrive un peu plus tard dans la vie, vous devez donc laisser exprès votre cerveau fléchir.

Certains disent que la tension est comme la pression, d'autres disent que la tension est comme l'énergie potentielle gravitationnelle et d'autres disent que c'est une mesure de la force du champ électrique.

Vous n'avez pas posé de question ici, mais c'est comme toutes ces choses, si vous comprenez les analogies.

Dans l'analogie gravitationnelle, il serait plus précis de dire que la tension est comme le potentiel gravitationnel, pas l'énergie potentielle gravitationnelle. Par exemple, si vous avez une colline de 10 mètres de haut, la différence de potentiel gravitationnel entre le bas et le haut de la colline est \ $ (10 \ m) (g) \ $ span >. Ceci est proportionnel à l'énergie dont vous auriez besoin pour déplacer un objet du bas vers le haut de la colline. Mais vous avez besoin de plus d'énergie pour déplacer une boule de bowling que pour déplacer un caillou (tout comme vous avez besoin de plus d'énergie pour déplacer une charge plus importante à travers une différence de potentiel électrique). Et la différence de potentiel gravitationnel est une quantité définie même si vous ne déplacez aucun objet de haut en bas de la colline (tout comme la tension entre deux points peut être une quantité définie même s'il n'y a pas de courant circulant entre ces points).

Si la tension est comme l'énergie potentielle gravitationnelle, comment plus de tension signifie plus de courant?

Ce n'est pas une plus grande différence de tension en soi qui produit plus de courant. C'est une plus grande différence de tension sur une distance fixe (comme la distance entre les deux bornes d'une résistance).

Le potentiel gravitationnel fonctionne de la même manière: un ruisseau coule plus vite sur une pente plus raide, et plus lentement là où il y a moins de pente.

Mathématiquement parlant, la tension est simplement l'intégrale du champ électrique sur une ligne. (Vous savez probablement déjà ce qu'est une intégrale. Peut-être seulement une intégrale d'une fonction sur un intervalle. Un champ électrique dans l'espace dit en chaque point de l'espace quelle est la force vectorielle par unité de charge. Un champ vectoriel (et donc un champ électrique) peut être intégré sur une ligne (courbe ou droite) comme s'il s'agissait d'une fonction sur l'intervalle décrit par le paramètre de la ligne, où la fonction est donnée par le produit scalaire du champ vectoriel et le vecteur tangent au ligne).

Physiquement parlant, sans utiliser aucune analogie avec une autre branche de la physique qui peut provoquer des confusions et donc rester dans le monde électrique, il peut s'agir de trois et seulement trois choses différentes:

1. Puissance électrique convertie en chaleur par unité de courant. Il est mesuré en [W / A] = [V]. C'est le phénomène qui s'observe lorsqu'un courant traverse un matériau caractérisé principalement par une résistance (par exemple une résistance). Il est également connu sous le nom de chute de tension.

2. énergie électrique stockée par unité de charge. Il est mesuré en [J / C] = [V]. C'est le phénomène que l'on observe lorsqu'un système caractérisé principalement par une capacité (par exemple un condensateur) est chargé ou déchargé électriquement. Il est également connu sous le nom de différence potentielle.

3. taux temporel de changement de la liaison de flux magnétique. Il est mesuré en [Wb / s] = [V]. C'est le phénomène qui est observé lorsqu'un système caractérisé principalement par une inductance (par exemple une bobine) est magnétisé ou démagnétisé. Il est également connu sous le nom de force électromotrice ou force électromotrice

Il faut additionner toutes ces contributions lorsqu'un système est caractérisé par une résistance, une capacité et une inductance en même temps.

Vous pouvez simplement comparer des particules chargées à des molécules de gaz: des particules chargées ayant les mêmes propriétés électriques se repoussent.Lorsqu'ils sont plus proches, ils ont tendance à se disperser vers l'extérieur, tout comme les gaz se dilatent vers l'extérieur après avoir été comprimés.Cette tendance de dispersion vers l'extérieur force les particules chargées à se déplacer vers l'extérieur pour former un courant électrique, c'est la tension.En fait, pour une seule particule chargée, quelle que soit la distance à laquelle se trouve une autre particule avec la même charge, elle sera repoussée vers l'extérieur, mais plus la distance est grande, plus la force est petite.Le neutre que vous voyez est que le nombre de charges positives et négatives est égal, de sorte que la tension à deux points est nulle.

En termes simples, la tension est une mesure d'énergie par unité de charge associée à deux points dans un champ électrique. Mais pourquoi y a-t-il une énergie associée à deux points quelconques?

Pour répondre à cela, nous devons imaginer un champ électrique et son effet sur une charge de test.

Nous pouvons imaginer un champ électrique comme associant une petite flèche à chaque point de l'espace. Chaque flèche dans le champ électrique représente la force qui serait ressentie par une unité de charge si elle était placée à ce point particulier.

Puisque des charges similaires se repoussent, les flèches pointent vers une charge positive (car elle repousse notre charge de test):

Au fur et à mesure que la charge de test traverse le champ électrique, elle est poussée et gagne ou perd de l'énergie. S'il se déplace dans le même sens que les petites flèches dans le champ, il y a un travail sur la particule, et il gagne en énergie. S'il se déplace à l'opposé du champ, il perd de l'énergie à la place.

Imaginez que cela ressemble à pousser une balançoire alors qu'elle s'éloigne déjà de vous, plutôt qu'à pousser la même balançoire lorsqu'elle vient vers vous. Dans le premier cas, il est poussé dans l'alignement de la direction du mouvement, en l'accélérant. Dans le second, il est poussé à l'opposé de la direction du mouvement, ce qui le ralentit. D'une certaine manière, vous devez ajouter toutes les contributions des petites flèches sur tout le chemin pour calculer l'énergie finale de la charge de swing / test.

Cet ajout de flèches s'appelle Intégrale de ligne, et il consiste à calculer en chaque point combien le vecteur de déplacement et le champ pointent dans la même direction.

Une batterie 10V est une batterie qui génère un champ électrique tel que l'ajout de toutes les petites flèches du côté positif au côté négatif donne un réseau de 10 Joules pour chaque unité de charge qui fait le tour du circuit.

Le champ électrique ressemble à ceci pour un fil avec une résistance électrique uniforme partout:

Idéalement, s'il n'y avait pas de résistance, à chaque cycle notre charge de test gagnerait 10 Joules à chaque boucle et s'accélérerait indéfiniment, mais en réalité, à mesure que le courant augmente, l'énergie se dissipe de plus en plus sous forme de chaleur.

La charge de test peut également fonctionner sur autre chose: dans les LED, cette énergie électrique est convertie en forme lumineuse, sous forme de moteurs, sous forme mécanique, etc.

Un détail important à considérer est qu'il peut y avoir plusieurs chemins d'un point à un autre. Pourquoi la différence d'énergie ne devrait-elle pas dépendre du chemin particulier entre les deux points?

En l'absence de forces et de champs externes, le champ électrique est conservateur, ce qui implique que la différence de potentiel résulte du même nombre quel que soit le chemin.

Pour voir pourquoi cela est vrai, imaginez qu'il existe un potentiel de 15V de A à B le long du chemin supérieur (X), mais de 5V de A à B le long du chemin inférieur (Y):

Ensuite, si notre charge de test va d'abord de A à B en passant par X, puis en arrière dans la direction opposée à travers Y, le champ électrique fera un réseau de 10 Joules: 15 Joules "vers le bas" à travers le champ et 5 Joules "vers le haut". (Remarque: ici, j'utilise "vers le bas" et "vers le haut" comme analogie avec l'escalade ou la descente d'un champ gravitationnel)

Mais comme la charge est revenue au même endroit qu'avant, nous avons gagné 10 Joules gratuitement! Cela enfreint la loi de conservation de l'énergie, à moins que cette énergie ne soit tirée ailleurs. S'il n'y a rien qui fournit cette énergie, alors tous les chemins ont le même potentiel.

L'explication des analogies:

Comme les champs électriques, les champs gravitationnels poussent également les choses. Tout comme dans les champs électromagnétiques, si vous descendez un champ gravitationnel, le champ fonctionne et vous gagnez de l'énergie, et cette énergie peut également être utilisée à diverses fins en travaillant sur autre chose.

Dans les fluides, le champ de force en question est le différentiel de pression, qui accélère les particules dans le sens de la réduction de pression (car il y a un déséquilibre des forces pointant dans cette direction)

Le potentiel électrique d'un point est la quantité de travail nécessaire pour déplacer une charge unitaire d'un point de potentiel électrique nul (généralement ce point est considéré comme étant à une distance infinie) jusqu'à ce point spécifique.

Tout comme le potentiel gravitationnel, il y a la quantité de travail nécessaire pour déplacer une unité de masse du point de potentiel zéro à ce point spécifique.

La différence de potentiel électrique entre deux points crée un champ électrique. Et cette différence est connue sous le nom de différence de potentiel ou de tension.

Revenons à la gravitation pour l'analogie. Une masse est appelée à se déplacer d'un point avec un potentiel gravitationnel plus élevé (comme le 5ème étage d'un bâtiment) à un point avec un potentiel gravitationnel inférieur (rez-de-chaussée).

De même, une charge positive est appelée à se déplacer du point avec un potentiel électrique plus élevé à un point avec un potentiel électrique inférieur dans le champ électrique.

Un train de charge se déplaçant dans le champ électrique produit un courant électrique.

Maintenant, pour répondre à votre question sur la tension. Plus de différence de potentiel ne signifiera pas plus de courant à moins que les charges ne circulent dans le champ électrique.

Mais disons qu'il y a suffisamment de charges comme des électrons libres dans un conducteur alors plus de différence de potentiel entre deux points signifie un champ électrique plus fort et donc un mouvement plus rapide des charges, c'est-à-dire plus de nombre de charges traversant une région du champ par unité de temps, ce qui signifie plus de courant.

Maintenant, pour donner une analogie avec la gravitation, considérons une cascade.

Sur Terre, l'eau tombera plus vite vers le sol. Par conséquent, plus d'eau tombera dans une certaine région de la chute par unité de temps, d'où un courant d'eau élevé.

Dans Moon cependant, l'eau tombera lentement, donc moins de quantité d'eau passera à travers une certaine région par unité de temps, donc faible courant d'eau.

Je vois beaucoup de réponses compliquées. Si vous montez (disons 10 mètres), vous gagnerez de l'énergie potentielle. Comme la terre vous attire continuellement vers elle, vous devez travailler contre elle. Ce travail sera stocké comme votre énergie potentielle. \ begin {équation} E = mgh = 10 mg \ end {équation}
Maintenant, considérez une charge ponctuelle positive. Il y aura un champ autour de lui. Si vous souhaitez placer une charge positive de 1 C à l'intérieur, vous devez travailler contre le champ existant. Ce travail sera appelé la tension de cette charge ponctuelle.

Revenez maintenant au cas de 10 mètres de hauteur. Vous avez déjà gagné de l'énergie potentielle. Si vous sautez, vous irez vers la surface de la terre (ou la référence). Dès que vous touchez la surface, vous transférez toute votre énergie à la surface (ou pouvez créer des sons, des vibrations, etc.).

Maintenant, pensez-vous comme un électron. Si je dis que vous avez un potentiel de 5 volts, cela signifie que vous avez fait du travail pour gagner ce potentiel. Et vous avez toujours tendance à aller vers la référence (ou 0 volts). Si vous comparez «frapper la surface» comme une résistance, vous verrez clairement que la puissance est dissipée à travers elle.

Analogie brute: les chutes d'eau.

La tension correspond à la hauteur de la cascade.

Le courant est la quantité d'eau passant sur les chutes.

En utilisant l'analogie de l'eau, la tension est la «pression» électrique (terme technique: potentiel ), tandis que le courant est le «flux» électrique de la charge.

Qu'est-ce qui fait cette pression? L'application d'un champ électrique , qui est une différence relative de densité de charge d'un point à un autre. Par exemple, une batterie, par un processus chimique, crée une différence de densité de charge entre ses bornes (-) et (+). Câblez une charge sur celui-ci, et la pression créée par la différence de charge induit un courant, tandis que nous mesurons la différence (pression électrique) en tant que tension.

De même, l'électricité statique est une accumulation (ou une élimination) de charge d'une région isolée, qui a une différence de potentiel avec ses voisins (comme les nuages ​​d'orage par rapport au sol en dessous.) Lorsque cette différence est suffisamment grande, la charge trouve un chemin dans les airs, par exemple sous la forme d'un éclair.

Ce Q peut être utile pour expliquer comment la «pression» entraîne un flux d'électrons: La différence de tension a-t-elle un effet sur la vitesse des électrons?

Ceci est une reformulation d'une autre réponse sur un site SE, et cela m'a vraiment aidé à mieux comprendre l'électricité, ainsi que quelques éléments simples que vous utiliserez probablement.

Si nous imaginons que notre fil est un canal à travers certaines terres agricoles, nous pouvons attribuer quelques variables à la tension et à l'ampérage. La taille de notre fil dépend de la taille de notre chaîne. La tension devient la quantité d'eau dans le canal. trop de tension, et le canal déborde, tue les cultures et le fermier (votre fil fond). trop peu de tension, et le fermier ne peut pas arroser ses cultures (votre LED ne s'allume pas).

L'ampérage devient la vitesse de l'eau. si l'eau n'est pas assez rapide, elle ne fera pas tourner la roue à aubes et ne moudra pas le blé (encore une fois, votre led ne s'allumera pas). trop vite, et cela peut secouer la construction des pièces. Mais le fermier peut utiliser des engrenages pour modifier la vitesse et le couple (transformateur ou transistor) et l'utiliser pour moudre son blé.

Cela m'a vraiment aidé au démarrage, et malheureusement je n'ai pas le lien pour l'original, car il était beaucoup mieux écrit lorsque je l'ai lu pour la première fois. j'espère que vous l'aurez compris, bonne chance!

Donc, il y a l'explication correcte et l'explication techniquement correcte. J'irai avec le premier.

Vous connaissez probablement déjà les forces électrostatiques: des charges égales se repoussent et des charges opposées s'attirent. À partir de là, vous pouvez imaginer que si vous mettez un tas d'électrons ensemble dans une boîte, ils sembleraient assez énervés et essaieraient de s'échapper. Si vous avez également une boîte avec un tas de protons à proximité ... ces électrons veulent vraiment y arriver.

La tension est une tentative de quantifier à quel point vos électrons sont énervés. C'est très utile car plus ils sont énervés, plus vous pouvez leur faire faire de choses en essayant de s'échapper: à 0,1 V, ils ne feront pratiquement rien, à 12 V vous pouvez démarrer une voiture (si vous en avez assez) et à 10kV ils zapperont dans les airs et vous auriez du mal à les contenir.

En gardant cela à l'esprit, il est facile de comprendre pourquoi plus de tension se traduit généralement par plus de courant: plus il y a de tension, plus vos charges forceront leur chemin à travers tout ce que vous mettez entre elles et leur destination souhaitée.

Maintenant, ce que je viens de dire est assez flou. «Combien d'électrons veulent s'échapper» n'est pas une idée très précise. Et pourtant, c'est vraiment l'essentiel. Vous retrouverez éventuellement la définition précise de la tension (et du potentiel électrique) si vous essayez d'affiner cette idée. Quelques éléments de réflexion:

• Le concept de tension devrait également fonctionner pour les charges positives
• Comment définissez-vous "combien X veut s'échapper"? Obliger? Vitesse d'échappement? Élan? Énergie?
• Échappez également vers où ?
• Que se passe-t-il si les charges peuvent circuler librement? Et s'ils pouvaient se déplacer librement dans certaines limites? (par exemple, à l'intérieur d'une sphère métallique, ou d'un cylindre métallique, ou d'un fil métallique)
• Lorsque nous voulons stocker de l'électricité, nous achetons des «batteries», pas des «réservoirs d'électrons». Qu'est-ce qui se passe avec ça?

Alignez 10 pièces d'affilée sur une table en ligne droite avec leurs bords en contact.Prenez une autre pièce et lancez-la avec votre doigt au bout de la ligne.Le premier ne bouge pas beaucoup, mais celui de l'autre bout le fait.Plus vous tirez fort sur cette première pièce, plus celle à l'autre bout bouge, mais le mouvement au milieu est toujours négligeable.

Maintenant, faites une ligne de 100 pièces et essayez la même chose.La pièce de fin bouge à peine.C'est parce qu'une partie de l'énergie de votre doigt est absorbée dans chaque pièce du milieu;pas grand-chose sur chacun d'eux, mais cela s'ajoute là où cela affecte le résultat final.

La force que vous exercez sur la première pièce est l'équivalent de "tension", le mouvement de la pièce à l'autre extrémité est le "courant", la longueur de la chaîne de pièces représente la résistance.Sans tension, il n'y a pas de courant.Avec une faible résistance (10 pièces), le courant est élevé mais avec une résistance élevée (100 pièces), le courant est faible malgré que la tension soit la même.

Nous pouvons généraliser toutes ces grandeurs analogiques en trois groupes de grandeurs "quelque chose de semblable": semblable à la pression , semblable à un flux et semblable à un obstacle quantités. Ainsi, nous pouvons formuler une "loi d'Ohm généralisée" et voir des convertisseurs généralisés - de type pression à fluide , de type obstacle à type pression , etc.

Si l'on tient compte du fait que la pression de l'eau est proportionnelle à la hauteur de la colonne d'eau, alors on peut visualiser les (chutes de) tensions à travers les éléments du circuit avec des segments (barres) dont la hauteur (longueur) est proportionnelle à la Tension. Ensuite, on peut visualiser les courants dans les circuits par des courbes fermées (boucles) dont l'épaisseur est proportionnelle à l'amplitude du courant correspondant. Voici quelques exemples:

Fig. 1 condensateur de découplage visualisé

Fig. 2 Charge dynamique visualisée

Fig. 3 Amplificateur différentiel visualisé

Fig. 4 porte ECL au signal d'entrée faible visualisé

J'applique cette technique à tous les circuits que j'explique. Vous pouvez voir comment je fais cela dans mes questions et réponses.

La tension électrique est une mesure du travail qui a été appliquée pour séparer les charges positives et négatives.Donc tension U = W / Q, où W est le travail et Q est la charge.

Ceci est une traduction plus ou moins verbale d'un livre en allemand "Physik für Ingenieure" ISBN 3-540-62442-2, 6e édition, d'Elbert Hering, Rolf Martin, Martin Strohrer publié par Springer, page 224, chapitre4.1.3

Donc, si vous court-circuitez les charges séparées avec une résistance de 0,000 Ohm, les charges séparées Q circuleront à nouveau ensemble (courant) et vous récupérerez le travail W.

Ainsi, l'analogie avec l'énergie potentielle d'une cascade est bonne - a été utilisée dans mes études au premier jour.