I.5.4 - Comment faire tourner les roues à l’aide d’une cellule photovoltaïque ?

Niveaux conseillés

CM2, 6e

Résumé

Cette séance est consacrée aux montages. Les élèves sont confrontés à différents choix : type de montages, nombre de moteurs, nombre de roues à prévoir…

Notions

• Le moteur transforme l’énergie électrique en énergie mécanique.
• Le sens de rotation du moteur dépend du sens du branchement des fils.

Modalité d'investigation

Réalisation technologique

Matériel

Pour chaque groupe :
• 1 panneau photovoltaïque (150 mA)
• 1 moteur électrique (3,3 V)
• Fils électriques
• 1 ampoule ou, de préférence, 1 diode électroluminescente
• 1 batterie rechargeable
• Des petites roues ou des bouchons de bouteille en plastique
• Une vrille pour percer les bouchons

Lexique

Circuit fermé, ouvert, parallèle (ou dérivé), série, roues motrices

Durée

1 h

Réalisation technologique (par groupes)

Les élèves ont appris à manipuler le moteur et le panneau photovoltaïque. L’enseignant demande alors aux élèves : Comment peut-on faire tourner une roue à l’aide d’un moteur ?
Pour répondre à ce problème, les élèves doivent fixer la roue à l’axe du moteur et l’alimenter, comme illustré sur le dessin.


Classe de 6è d’Igor Ferrieu (Le Kremlin-Bicêtre)

L’enseignant demande ensuite aux élèves : Comment faire une marche arrière ? Pour cela, il suffit de changer le sens de branchement du moteur à la cellule photovoltaïque, et il tourne dans l’autre sens, et la roue aussi. Les élèves manipulent pour trouver la réponse.

L’enseignant peut amorcer une discussion sur les roues motrices : Qu’est-ce que c’est ? Les élèves discutent du nombre de roues motrices qu’ils souhaitent mettre dans leur voiture solaire. Ce choix dépend également du nombre de moteurs disponibles pour la classe. Les élèves ont alors deux possibilités : soit ils en mettent une seule, au centre ou sur le côté, soit ils en mettent deux et alors ils les placent à l’avant du véhicule.
Si le deuxième choix est fait, alors les élèves s’interrogent sur l’alimentation en série ou en dérivation de ces moteurs. Pour cela, ils testent les deux solutions et constatent qu’elles tournent plus vite en dérivation.


Alimentation en série


Alimentation en dérivation

Les élèves notent le résultat des expériences.

Conclusion

La classe élabore une conclusion, par exemple : Le moteur transforme l’énergie électrique en énergie mécanique et le sens de rotation du moteur dépend du sens du branchement des fils.

 

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Partenaires du projet

ADEME CASDEN Editions Le Pommier