TP N°

Electricité Cycle 3
Liste du matériel nécessaire pour 32enfants travaillant par groupes de
2 ou 4:
- 34 lampes 3,5V 0,2A placées dans un bloc de styrodur
- 32 douilles à picots montées sur plaquette bois
- 16 interrupteurs pédagogiques à lame de laiton montés sur plaquette
- 16 interrupteurs pédagogiques à deux positions à lame de laiton montés sur plaquette
- 16 interrupteurs à levier à trois fils (2 ou 3 positions)
- 80 fils à pinces crocodiles
- 16 piles plates 4,5V
Matériel complémentaire permettant de prolonger les activités (page 4)
- 16 buzzers
- 16 boutons poussoir à contact poussé.
- 16 interrupteurs à levier 2 positions.
- 16 moteurs électriques
- 16 DEL rouges
- 16 DEL vertes
- 16 résistances de 100 W
- 16 pots en plastique transparent
- 16 supports en bois pour électrodes
- 32 électrodes en cuivre ou en acier inoxydable si possible
Le tout dans une mallette contenant une progression pédagogique possible.
Démarche pédagogique possible.
Cycle III
1ère séance : allumer et éteindre une lampe (rappel du cycle II)
Question initiale: comment allumer et éteindre une lampe sans débrancher?
- Rassembler toutes les propositions écrites des enfants. Revenir sur le mode de
communication du schéma.
- Chaque groupe écrit sur son cahier d'expérience le schéma du montage qu'il va
réaliser. Il doit écrire les noms des matériels dont il aura besoin (vocabulaire
précis). Ne donner que le matériel demandé.
- Expérimentation
: avec le matériel choisi, les enfants réalisent le montage
conforme à leur schéma. (il ne suffit pas que ça fonctionne). Revenir éventuellement
sur la notion de court-circuit si fréquent lorsqu'on ajoute l'interrupteur (voir cycle
2).
- Ecrire sur le cahier d'expériences les résultats, c'est à dire la description du
circuit (le circuit est composé d'une pile, d'un interrupteur d'une lampe et de fils
permettant de relier tous les éléments entre eux les uns à la suite des autres) ainsi
que son comportement (la lampe brille lorsque j'appuie sur l'interrupteur ; la place des
éléments les uns par rapport aux autres n'a pas d'importance ).
- Synthèse
collective avec schéma.
- Evaluation
éventuelle : dessiner un schéma au tableau et demander aux enfants de
faire le montage exact.
Mots clés : circuit électrique, schéma et montage.
2ème séance : conducteur et isolant électrique
Question : comment savoir que l'on peut utiliser une matière ou un matériau dans
un circuit électrique ?
Hypothèses : faire un circuit qui utilise dans une portion le matériau à tester
(au départ un objet). Un débat doit s'instaurer dans le groupe et une liste de matériel
doit être écrite dans le cahier d'expériences
Expérimentation : test des différents objets. Etablissement d'une liste
conducteur, isolant.
Synthèse : chaque groupe expose ses conclusions pour arriver à une trace écrite
commune. Aboutir à la différenciation entre objet et matériau. (par exemple, un groupe
peut montrer qu'un crayon à papier est isolant, corps en bois et un autre prouve qu'il
est conducteur, mine en graphite)
Trace écrite : reprendre les conclusions sur les propriétés électriques des
matériaux (tableau) avec le schéma du montage permettant de les tester.

Mots clés : conducteur, isolant électrique, matériau ou matière et quelques
noms de matériau.
Remarques : certains matériaux peuvent présenter des conductibilités
électriques différentes (épaisseur, longueur, nature) . L'éclat de l'ampoule peut
diminuer légèrement.
Si on veut tester un liquide (eau, huile, alcool, eau salée etc), il faut utiliser un
support constitué de deux lames en cuivre ou en acier inoxydable se faisant face et
séparées de 1 ou 2 cm ; il suffit de plonger ces électrodes dans le liquide à tester.
Pour des matériaux très peu conducteurs, remplacer la lampe par une DEL en série
avec une résistance de 100 ohms (conductivité de l'eau du robinet) ou un circuit musical
de carte postale (eau distillée ou déminéralisée).
3ème séance : allumer deux lampes
Question : Comment allumer simultanément deux lampes ?
Hypothèses : admettre toutes les propositions schématisées sur le cahier
d'expériences à condition qu'il n'y ait pas de court-circuit franc (un fil de connexion
ou un interrupteur entre les bornes de la pile)
Expérimenter : pour répondre à la question posée. Constater le fonctionnement
des circuits réalisés.
Synthèse : on s'attend à obtenir les deux types de circuits.
Série : les éléments sont placés les uns à la suite des autres. Les lampes
brillent faiblement. Lorsqu'une lampe est grillée ou mal vissée, toutes les lampes sont
éteintes.
Pour ajouter un élément en série dans un circuit il faut prendre un seul fil
supplémentaire, ouvrir le circuit et intercaler l'élément.

Dérivation : les lampes sont placées les unes sur les autres (les bornes sont
communes). Les lampes brillent alors normalement. Lorsqu'une lampe est grillée les autres
fonctionnent.
Pour ajouter un élément en dérivation sur une portion de circuit, il faut prendre deux
fils supplémentaires et ne pas ouvrir le circuit initial.

Mots clés : série, dérivation ou parallèle.
4ème séance : Série et dérivation
Question : Comment faire briller correctement toutes les lampes du groupe en série
et en dérivation?
Hypothèses : faire les schémas
Manipuler : En dérivation , série avec toutes les piles ou montages mixtes
Dessiner :
Mots clés : Série, dérivation, énergie (?)
5ème séance : recherche de pannes
Question : Un montage ne fonctionne pas. Pourquoi ?
Hypothèses :
Expérimenter :
Trace écrite :
Mots clés : circuit ouvert, circuit fermé, circuit de test.
6ème séance et plus : Applications technologiques.
(réaliser un montage d'après un schéma électrique)
- la maison de poupée
avec éclairage simple et sonnerie. Selon le niveau de la classe, on peut demander de
concevoir le circuit, de faire le schéma et d'effectuer une réalisation conforme.

Quelques schémas ou photographies pour prolonger les activités.

Allumage va - et - vient en deux points |

- Voiture électrique jouet (si possible après avoir travaillé sur les mécanismes)
avec marche avant et marche arrière. On peut aussi partir d'un produit du commerce, la
petite voiture électrique filoguidée et démonter le boîtier de commande. |
 deux
circuits commandés par un interrupteur à deux positions : lorsque l'ampoule brille, le
buzzer ne sonne pas et inversement. |
 - Testeur
de conductivité de différentes eaux (du robinet , minérale, déminéralisée) |

- jeu de questions - réponses avec une DEL en série avec une résistance de 100 ohms.

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