Lorsque la fréquence croît, la tension aux bornes de la bobine varie : elle augmente peu à peu, passe par un maximum pour une fréquence appelée fréquence de résonance, puis diminue à nouveau. A la résonance, la valeur de la tension aux bornes de la bobine est fonction de la valeur de la résistance du circuit. Si cette valeur est faible, la tension aux bornes de la bobine peut être plus grande que la tension aux bornes du dipôle . La résonance en tension a alors lieu pour une fréquence pratiquement identique à la fréquence de résonance en courant , mais les deux tensions observées ne sont plus en phase.

Démonstration

Soit la tension appliquée aux bornes du dipôle , et la tension aux bornes de la bobine. Le montage est un diviseur de tension en régime sinusoïdal, dans lequel les tensions instantanées sont liées aux impédances complexes des éléments du montage :

La résonance a lieu quand la dérivée de cette expression par rapport à  est nulle ; posons, pour simplifier les calculs :

Nous obtenons :

La tension aux bornes de la bobine sera maximale quand la dérivée de cette expression sera nulle :

Cette expression s'annule pour , c'est à dire quand ,ou quand le second terme s'annule :

Ce qui n'admet de solution réelle que si , donc, compte tenu de , donne la condition ; on a alors une racine positive

, ce qui donne un maximum de tension aux bornes de la bobine pour une pulsation d'autant plus proche de que la valeur de est petite.