L'ELECTRICITE

Discipline
Sciences et technologie
Niveaux
CE2, CM1, CM2.
Auteur
C. BIDON
Objectif
- Réaliser des montages ou objets techniques comprenant des composants divers (interrupteurs, fils, ampoules...).
- Avoir des notions sur la sécurité dans l’usage de l’électricité au quotidien et savoir que le passage de l’électricité dans le corps humain présente des dangers qui peuvent être mortels.
- Distinguer l’électricité de la pile et celle délivrée par le secteur.
Relation avec les programmes

Ancien Socle commun (2007)

  • Pratiquer une démarche d’investigation : savoir observer, questionner
  • Manipuler et expérimenter, formuler une hypothèse et la tester, argumenter, mettre à l’essai plusieurs pistes de solutions
  • Exprimer et exploiter les résultats d’une mesure ou d’une recherche en utilisant un vocabulaire scientifique à l’écrit et à l’oral
Dates
Créée le 01 mai 2016
Modifiée le 01 mai 2016
Statistiques
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12 coups de coeur
Licence
CC-BY-NC-SALicence Creative Commons : Paternité - Pas d'utilisation commerciale - Partage des conditions initiales à l'identique ?.

Amener les élèves à mettre en oeuvre des protocoles expérimentaux afin d'identifier et de concevoir un circuit électrique

Déroulement des séances

1

REPRESENTATIONS DES ELEVES

Dernière mise à jour le 01 mai 2016
Discipline / domaine
Sciences et technologie
Objectif
Amener les élèves à se questionner sur leurs connaissances du phénomène électrique
Durée
45 minutes (3 phases)
Matériel
cahier de sciences
feuille blanche
crayon à papier et crayons de couleur

1. QUESTION : Comment fait une ampoule pour s'éclairer ?

individuel | 15 min. | découverte

Sur une feuille blanche, essaie de représenter comment l'ampoule d'une pièce s'éclaire.

Tu peux dessiner, légender, écrire un texte.

2. Affichage des productions

collectif | 20 min. | mise en commun / institutionnalisation

Affichage des productions une à une, commentaires et questions pour expliquer la représentation si besoin.

 

3. Eclairer une ampoule avec une pile

binômes | 10 min. | découverte

Demander aux élèves de trouver le moyen d'éclairer l'ampoule.

Laisser les groupes découvrir et tâtonner, aiguiller si besoin.

Lorsque l'ampoule s'éclaire, valider le montage et demander de dessiner, sur le cahier de science, le montage réalisé.

2

LE COURANT ELECTRIQUE SE DEPLACE DANS UN CIRCUIT FERME

Dernière mise à jour le 01 mai 2016
Discipline / domaine
Sciences et technologie
Objectif
- concevoir et modifier, si besoin un circuit électrique simple
- tester des hypothèses préalablement émise (en séance 1) : modéliser le circuit
- représenter un circuit par un shéma
Durée
60 minutes (3 phases)
Matériel
générateur : pile plate
interrupteur
2 fils
1 ampoule
1 douille
Informations théoriques
Vocabulaire
Connaître le vocabulaire spécifique lié à l'électricité : circuit ouvert, circuit fermé, lampe, interrupteur, conducteur, isolant, pile, borne, polarité, dipôle

1. CONSIGNE : ECLAIRER L'AMPOULE EN UTILISANT LE MATERIEL A DISPOSITION

binômes | 20 min. | recherche

2 réalisations : une sans interrupteur, l'autre avec.

Les élèves émettent des hypothèses et tentent de les valider par divers branchements. Chaque tentative est reportée sur le cahier de sciences par un dessin.

Lorsque le circuit fonctionne, valider et demander de noter ce qui a changé par rapport aux autres essais.

2. INSTITUTIONNALISATION et TRACE ECRITE

collectif | 20 min. | mise en commun / institutionnalisation

A partir des dessins réalisés, proposer la représentation shématique de chaque élément.

 Copie des symboles sur les cahiers.

3. DESSIN AU NORME DU CIRCUIT REALISE

individuel | 20 min. | réinvestissement

Dessin du shéma institutionnalisé du circuit réalisé sur le cahier de sciences

3

3 - EXPERIMENTER LES NOTIONS D'ISOLANTS ET DE CONDUCTEURS

Dernière mise à jour le 01 mai 2016
Discipline / domaine
Sciences et technologie
Objectif
Classer différents matériaux en fonction de leur propriété : isolant ou conducteur
- Réaliser un montage permettant de mettre en évidence la conductivité des matériaux et du corps humain. Le détecteur utilisé sera une DEL.
Durée
50 minutes (2 phases)
Matériel
- générateurs (pile)
- fils
- lampes
- moteur
- trombone
- attaches parisiennes
- papier aluminium
- ficelle
- bouchon en liège
Informations théoriques
Vocabulaire : isolants, conducteurs
Remarques
Insister sur la notion de prudence lors d'une manipulation domestique de l'électricité

1. HYPOTHESE : Tous les matériaux laissent passer l'électricité

binômes | 30 min. | recherche

 

Les élèves reprennent leurs shémas de la séance 2 et insèrent les différents matériaux.

Shématisation et conclusion sur le cahier de sciences après validation par l'adulte.

2. INSTITUTIONNALISATION et TRACE ECRITE

collectif | 20 min. | mise en commun / institutionnalisation

Conclusion sur la phase de recherche et institutionnalisation par la trace écrite :

 

LE COURANT ELECTRIQUE

 

Le courant électrique ne peut circuler que dans un circuit fermé.

Pour que le courant circule dans le circuit et que l'ampoule s'allume, tous les éléments du circuit doivent conduite le courant : ce sont des matériaux conducteurs comme les métaux (fer, cuivre et aluminium).

Les matériaux qui ne sont pas conducteurs jouent le rôle de coupe-circuit, comme un interrupteur : leur matière est dite isolante comme c'est le cas pour le tissu, le plastique, la laine, le bois...

Attention, certains matériaux isolants peuvent devenir conducteurs s'ils sont mouillés. Notre corps est conducteur, c'est pourquoi il ne faut jamais toucher un objet électrique avec les mains mouillées !!!

4

4 - REALISATION D'UN CIRCUIT EN SERIE OU EN PARALLELE (DERIVE)

Dernière mise à jour le 01 mai 2016
Discipline / domaine
Sciences et technologie
Objectif
- Réaliser et comparer des montages en série et en dérivation alimentant des lampes.
Durée
60 minutes (2 phases)
Matériel
- générateurs (pile)
- 5 fils
- 2 ampoules
- 1 interrupteur
- fiche N°1 et N°2
Informations théoriques
- réinvestir les compétences acquises précédemment
- suivre un descriptif de montage écrit
- remplir un bon de commande

1. REALISER UN MONTAGE EN SERIE ET EN PARALLELE

binômes | 40 min. | recherche

1)  A partir du montage dessiné sur la fiche, remplissez un bon de commande par groupe puis venez au magasin pour demander le matériel nécessaire.

2) Réalisez le montage dessiné fiche 1.

3) Lorsque les deux ampoules s'éclairent, procédez aux essais des questions 3 et 4 et notez vos constatations sur la fiche.

4) Réalisez le montage dessiné fiche 2 puis répondre aux questions.

2. INSTITUTIONNALISATION et TRACE ECRITE

collectif | 20 min. | mise en commun / institutionnalisation

MIse en commun des constatations de chaque groupe.

Copie de la trace-écrite

1) Le circuit en série

Un circuit en série est un circuit dans lequel le courant électrique passe d'une ampoule à l'autre.

Dans ce type de circuit, quand une ampoule est grillée, les autres éléments du circuit ne peuvent plus fonctionner. En grillant, l'ampoule a ouvert le circuit et le courant électrique ne passe plus.

SCHEMA CIRCUIT EN SERIE

2) Le circuit en parallèle ou dérivé

Dans un circuit dérivé, le courant électrique qui passe dans une ampoule ne passe pas forcément dans l'autre ampoule. Chaque ampoule est sur une branche différente.

SCHEMA CIRCUIT EN PARALLELE

Si une ampoule est défectueuse, le courant électrique continue de traverser les autres branches du circuit.