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 faite par rapport à un potentiel de référence, tel que la masse commune.
La différence de potentiel est communément appelée tension car le volt est l’unité de mesure standard pour cette quantité. Il est également connu historiquement comme la pression et la tension. Pression est un terme obsolète pour la différence de potentiel, mais il est toujours utilisé pour désigner la différence de potentiel dans le contexte de l’électronique des tubes à vide.
La tension peut également être considérée comme l’énergie nécessaire pour déplacer une charge entre les points divisée par l’amplitude de cette charge. Ce total d’énergie doit inclure à la fois l’énergie statique et dynamique requise pour déplacer la charge. Le calcul de la différence de potentiel devient plus précis à mesure que l’amplitude de la charge mesurée diminue.
Une quantité de différence de potentiel doit comporter un signe dépendant du sens de circulation des électrons. La définition de la différence de potentiel suppose que les particules chargées positivement se déplacent vers des tensions plus basses et les particules chargées négativement se déplacent vers des tensions plus élevées. Cela signifie que les électrons d’un circuit circulent d’un point de tension plus élevée à un point de tension plus faible.
La description de la différence de potentiel utilise fréquemment l’eau comme analogie avec 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 s’écoulera donc entre les deux points s’il y a une différence de leur pression, permettant à l’eau de faire son travail. De même, un circuit électrique ne peut fonctionner que s’il existe une différence de potentiel entre deux points du circuit.
Divers instruments mesurent la différence de potentiel en fonction de leur mode de fonctionnement. Un voltmètre a deux fils, dont chacun se connecte à un point du circuit. Cet appareil mesure la chute de tension aux bornes d’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, dont la tension.