TP N°

Electricité Cycle 2

Liste du matériel nécessaire pour 32enfants travaillant par groupes de 2 ou 4:

17 lampes 3,5V 0,2A placées dans un bloc de styrodur
16 douilles à picots montées sur plaquette bois
8 paquets de fils comprenant :

- 4 fils électriques non dénudés

- 2 fils de cuivre nu

- 2fils de cuivre émaillés (vernis)

- 2 fils de lin (ficelle de cuisine)

- 2 fils de fer

16 interrupteurs pédagogiques à lame de laiton montés sur plaquette
40 fils à pinces crocodiles
16 piles plates 4,5V

Le tout dans une mallette contenant une progression pédagogique possible.

Démarche pédagogique possible.

Cycle II

1^ère séance : allumer l'ampoule

Question initiale: nous avons une petite maison de poupée. Quand il fait nuit, nous voulons l'éclairer. Comment faire?

Rassembler toutes les propositions des enfants.

Retenir celle qui utilise l'ampoule électrique. Demander aux enfants de prévoir le matériel sur le cahier d'expérience. Dessiner ce qu'ils envisagent de faire.

Expérimentation : une pile et une lampe (4,5V ; 0,2A) sans fils ni douille.
Dessiner sur le cahier d'expériences.

Synthèse collective.

Evaluation éventuelle par collage d'étiquettes représentant une pile et une lampe (première approche du schéma) ou des photos.

Mots clés : pile, lampe ou ampoule, bornes.

2^ème séance : avec des fils

Question : comment allumer l'ampoule loin de la pile ?

Hypothèses : ajouter des fils mais les enfants n'ont pas spécialement d'idées sur la nature des matériaux utilisés.

Expérimentation : on leur propose différents fils qu'ils vont tester à condition de bien réaliser les connexions. Cette phase peut-être très longue et il faut laisser le débat s'établir dans le groupe.

Synthèse : chaque groupe expose ses conclusions pour arriver à une trace écrite commune.

Trace écrite : reprendre les conclusions (fils en fer, en cuivre non recouverts de plastique ou de vernis aux extrémités). Reprendre les étiquettes de la pile et de la lampe, les coller à distance et demander de dessiner les fils de connexion.

Mots clés : fils de connexion, cuivre, fer, conducteur électrique, isolant électrique, fil dénudé, fil isolé.

On peut alors simplifier progressivement le dessin de la trace écrite pour obtenir un croquis épuré intermédiaire entre le dessin et le schéma électrique.

3^ème séance : du dessin au schéma

Retour sur la 2^ème séance : simplification des dessins en vue de schématiser.

Question : Comment communiquer à d'autres enfants le montage électrique que j'ai fait ? Comment faire les montages électriques qu'on trouve dans les livres ?

Nécessité d'un langage commun : le schéma électrique. On peut chercher dans les ouvrages simples ou imposer les schémas conventionnels des différents constituants.

elec.gif (2114 octets)

Observer sur le cahier d'expériences le comportement des ampoules. (lorsqu'il n'y a pas de point au carrefour de deux fils, ils ne se touchent pas)

Mots clés : circuit ouvert, circuit fermé, schéma.

4^ème séance : avec des fils et sans tenir.

Question : comment faire pour que la lampe brille loin de la pile mais sans toucher aux fils de connexion ?

Hypothèses : admettre toutes les propositions (scotch, cales …) et présenter la douille à ailettes et le fil à pinces crocodiles.

Manipuler : pour répondre à la question posée.

Dessiner : montage avec lampe sur sa douille avec fils crocodiles. Demander aussi le schéma normalisé. Se rendre compte que le schéma ne fait pas apparaître les détails technologiques. Les élèves retrouvent alors exactement le même schéma que celui fait à la 3^ème séance.

Mots clés : douille, pince crocodile, schéma et surtout circuit fermé, circuit ouvert.

5^ème séance

Question : Comment allumer et éteindre la lampe sans débrancher les fils à pinces crocodiles ?

Hypothèses : on peut utiliser "le bouton" qu'il y a dans les maisons, couper le fil avec des ciseaux (sécurité)

Expérimenter : des interrupteurs du commerce et des interrupteurs didactiques à lame souple. Attention, certains enfants placeront l'interrupteur en dérivation sur les bornes de la pile provoquant un court circuit et l'ampoule s'éteindra. Pour qu'ils prennent conscience de l'erreur, recommencer au bureau avec une batterie et une lampe 12V ( les fils s'enflamment) ou les faire utiliser l'interrupteur didactique à lame souple (on voit bien lorsqu'il est ouvert ou fermé). Faire aussi changer la place de l'interrupteur dans le circuit.

Trace écrite : schéma du circuit fermé et du circuit ouvert comprenant un interrupteur.

elec1.gif (766 octets)

Mots clés : circuit ouvert, circuit fermé, interrupteur, court-circuit.

6^ème séance : Applications technologiques.

Selon les besoins dans la classe on peut réaliser les objets technologiques suivants:

- sapin lumineux ou clown au nez lumineux en GS ou CP.

- clown dont le nez s'allume lorsqu'il se croise les mains. (CE1)

- jeu de question - réponse (CE1)

Retour sur le schéma du circuit ouvert et du circuit fermé.

Prolongements.

- utiliser un buzzer à la place de la lampe :

Cet appareil a un sens de branchement (polarisé)

- utiliser des interrupteurs du commerce à la place de l'interrupteur didactique.

- réaliser deux circuits (lampe et buzzer) utilisant la même pile.

Quelques photographies pouvant servir à construire des évaluations ou aider à aborder la schématisation.

lampe seule	circuit ouvert avec interrupteur
lampe avec son support (douille)	circuit fermé
fils de connexion	autre circuit ouvert