Les circuits électriques

Allumer une ampoule
Auteurs : Travail collectif(plus d'infos)
Résumé :
Allumer une ampoule avec une pile plate : notion de contact Allumer une ampoule loin de la pile : notion de circuit Réaliser un circuit comprenant d\'autres éléments : notion de conducteurs et d\'isolants Comment allumer et éteindre la lampe sans toucher ni la pile ni la lampe : notion d\'interrupteur.
Publication : 1 Janvier 1999
Objectif :
Introduire les notions de base de l\'électricité. séance1 : Apprendre à décrire et représenter ce qui a été réalisé expérimentalement Chercher la cohérence dans diverses représentations séance3 : Classement d\'objets séance4 : Concevoir un interrupteur Décrire son rôle et sa fonction dans un circuit électrique Décrire son rôle et sa fonction dans un circuit électrique séance6 : Faire saisir la différence entre ces deux types de circuit Concevoir et réaliser un protocole expérimental
Matériel :


Pour chaque groupe de 3/4 élèves et pour toutes les séances :
- Une pile plate de 4,5 V et trois piles rondes de 1,5 V.
- Deux ampoules à vis de 3,5 V et deux
- douilles adaptées.
- Des fils électriques.
- Petit matériel : scotch, trombones, ciseaux...
- Différents objets conducteurs et non conducteurs : papier aluminium, crayon, craie, compas, pièces de monnaie, couverts, gomme, gaines électriques vides...

Liste du matériel


Pour chaque groupe de 3/4 élèves et pour toutes les séances :
- Une pile plate de 4,5 V et trois piles rondes de 1,5 V.
- Deux ampoules à vis de 3,5 V et deux
- douilles adaptées.
- Des fils électriques.
- Petit matériel : scotch, trombones, ciseaux...
- Différents objets conducteurs et non conducteurs : papier aluminium, crayon, craie, compas, pièces de monnaie, couverts, gomme, gaines électriques vides...

Notions visées :

  • Concept de circuit fermé ou de chaîne continue : notions de contact et de bornes des éléments
  • Pas de courant si circuit ouvert
  • Notions de conducteurs et isolants
  • Rôle et fonction d'un interrupteur
  • Circuits série et en dérivation

Le vocabulaire spécifique est introduit progressivement, lorsque le besoin de parler plus précisément apparaît : bornes de l'ampoule, plot et culot ; petite lame, grande lame, pôles de la pile.

Scénario pédagogique :

Démarche pédagogique Organisation de la classe Expression de la classe
Problème posé Classe entière par oral
Expérimentation par groupe de 3-4 par écrit : Cahier expériences
Formulation des résultats par groupe de 3-4 par écrit : schémas, dessins, phrases
Faire une synthèse Classe entière par oral, puis par écrit
Faire une conclusion en revenant à la question initiale Classe entière  

 

Séance 1

Notions visées : contact et circuit fermé

Problème posé à toute la classe :

  • Allumer une lampe avec une pile plate

Démarche pédagogique

Travail en groupe : Chaque groupe doit allumer l'une de ses « lampes » à l'aide de la pile plate, puis représenter comment il y est parvenu. Il peut dessiner aussi les montages qui ne permettent pas d’allumer l’ampoule.

Travail en classe entière : reprise des schémas et dessins, synthèse

 

Séance 2

Notions visées : circuit fermé

Problème posé à toute la classe :

  • Allumer une lampe loin de la pile

Démarche pédagogique

Travail en groupe : chaque groupe doit répondre à la consigne précédente avec une contrainte supplémentaire, la lampe doit être loin de la pile.

 

Travail en classe entière : les contacts entre les différents conducteurs sont souvent maintenus par les enfants. Se pose le problème : comment assurer la liaison SANS que l'on y mette les mains. La solution passe par l'utilisation judicieuse des trombones sur la pile et de l'édhésif sur la lampe.

Le mot de la Main à la pâte :
- Il est préférable d’utiliser le terme d’ « ampoule », celui de « lampe » conduisant parfois les élèves à penser « lampe de poche » ou « lampe de chevet ».
- Par schéma il faut entendre un simple dessin simplifié, la schématisation normalisée ne faisant pas partie des programmes de l’école primaire

Séance 3

Notions visées : conducteurs et isolants

Problème posé à toute la classe :

  • Réaliser un circuit comprenant d'autres éléments

Démarche pédagogique

Travail en groupe : chaque groupe réalise un montage permettant d'allumer une lampe avec une pile plate, une douille et deux fils. Une fois la lampe allumée, les enfants débranchent UNE extrémité de l'un des fils. Ils doivent ensuite rallumer la lampe en intercalant entre le fil et la borne débranchée, différents objets. Ils classent les objets en " ceux qui permettent d'allumer la lampe " et les autres. Il s'agit de trouver la caractéristique commune de ces objets.

 

Travail en classe entière : les caractéristiques de ces objets sont précisées par l'ensemble des groupes. Il est possible ainsi d'expliquer pourquoi il faut dénuder l'extrémité des " fils électriques " pour s'en servir.

Séance 4

Notions visées : interrupteur, circuits ouvert et fermé.

«Comment allumer ou éteindre une ampoule sans toucher ni la pile ni l’ampoule».

Démarche pédagogique

Travail en groupe : les enfants doivent réaliser un circuit que l'on peut ouvrir ou fermer à volonté sans toucher à la pile ou à la lampe. (l'interrupteur dans ce cas peut être constitué de simples fils)

 

Travail en classe entière : synthèse

Séance 5

Association de piles, voltage (ou tension).

Problème posé à toute la classe :

  • Allumer une ampoule avec plusieurs piles

Démarche pédagogique

Travail en groupe : les enfants doivent allumer leur lampe avec une pile ronde, puis deux, puis trois. Durant ce travail, les élèves notent, dans leur cahier d'expériences, leurs idées et les résultats obtenus.

 

Travail en classe entière : synthèse des observations. Cela permet d'expliquer aux enfants pourquoi il faut monter les piles dans un certain sens dans les appareils électriques qu'ils sont susceptibles d’utiliser.

Séance 6

Notions visées : circuits série et en dérivés.

Problème posé à toute la classe :

  • allumer plusieurs ampoules avec une seule pile.

Démarche pédagogique

Travail en groupe : avec une seule pile plate et des fils, les enfants doivent allumer deux ampoules

 

Travail en classe entière : plusieurs solutions différentes sont proposées (en parallèle et en série). Puis discussion sur la puissance avec laquelle s'éclairent les lampes selon les montages.

Documents utilisés

  • Bibliographie : Gulliver CE2, p.56 et Tavernier p.8-22