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Le Friday, March 20, 2020
Sur les traces de Volta
Séance 10 : Où trouve-t-on de l’électricité ? - Fabrication de piles à partir de fruits et de légumes.
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Séance 10 : Où trouve-t-on de l’électricité ? - Fabrication de piles à partir de fruits et de légumes.
Sur les traces de Volta : la pile
Dans un premier temps, les élèves expliquent ce qu’ils ont fait au cours des dernières séances : - Des piles Volta. - Des circuits en série - Des circuits en parallèle ou en dérivation - Nous avons allumé des moteurs, des buzzers et des ampoules - Nous avons étudié les composants Isolants et Conducteurs puis fabriqué des interrupteurs.
Après cette présentation rapide du travail effectué précédemment, le chercheur à l’aide d’un diaporama projeté au tableau demande aux élèves d’énumérer les différentes sources d’électricité.
Les élèves ont de nombreuses connaissances en la matière et n’ont aucune difficulté à énoncer les principales sources : - la production électrique éolienne. - la production hydroélectrique illustré par une centrale gravitaire. - la production électrique nucléaire. - la production électrique des centrales thermiques. - la production photovoltaïque.
D’autres sources moins connues sont illustrées et commentées par le chercheur : - la production électrique géothermique. - la production électrique marée-motrice.
Quel est le point commun entre les différentes centrales de production électrique ? Comment produisent-elles de l’électricité ?
Les élèves font le lien à partir des différentes illustrations avec la turbine commune à toutes les centrales. La turbine en tournant produit de l’électricité. Elle est entraînée soit par de l’eau soit par de la vapeur.
Un élève dit avoir déjà produit de l’électricité à l’aide de pomme de terre.
Le maître demande alors aux élèves d’expliquer la constitution et le fonctionnement de la pile Volta. - Nous avons empilé une pièce de 5 cent puis une pièce de 20 cent puis une de 5 cent et ainsi de suite. Et entre chaque pièce nous avons placé un coton imbibé d’eau salée.
Comment avons nous vérifié la production d’électricité ? - Avec un appareil de mesure ! Un multimètre !
Aujourd’hui nous allons produire de l’électricité avec d’autres objets.
L’enseignant présente les différents fruits et légumes et le matériel nécessaire à la réalisation d’une pile.
Les élèves répartis en groupes se lancent dans l’expérimentation.
Les premiers montages ne fonctionnent pas, la DEL ne s’allume pas !
Après l’intervention de l’enseignant et du chercheur, les élèves réalisent un montage avec un fruit ou un légume mais la DEL ne s’allume toujours pas … pas assez d’énergie. La consigne est qu’il faut relier un clou à une pièce et utiliser plusieurs fruits ou légumes.
Après plusieurs tests, les élèves arrivent enfin à allumer la DEL avec deux fruits puis trois fruits.
Une fois que l’ensemble des groupes a allumé sa DEL, l’enseignant fait le parallèle avec la structure et le fonctionnement de la pile Volta.
Qu’avez vous utilisé dans les fruits ou les légumes ? - D’un côté, on a mis un clou et de l’autre une pièce !
Le clou est de la même composition que la pièce de 20 cent, il contient du zinc et la pièce de 5 cent est en cuivre.
Mais qu’y avait-il de plus dans la pile de Volta ? - On avait glissé entre chaque pièce du coton imbibé d’eau salée !
Mais dans les fruits et les légumes utilisés nous n’avons pas mis de coton ! - C’est le fruit ou le légume qui sert de coton imbibé !
A quoi sert l’eau salée ? - Elle conduit les électrons ! L’électricité !
Et dans nos nouveaux dispositifs ? - C’est le jus du fruit ou du légume qui permet le passage des électrons et donc de l’électricité !
En effet, le jus des fruits et légumes et leur acidité facilitent les échanges d’ions et donc la production d’électricité !
L’enseignant demande aux élèves de schématiser leur dispositif de pile dans le cahier de sciences.
Ensuite l’enseignant propose aux élèves de comparer la puissance des différentes piles en mesurant la tension de chaque dispositif à l’aide d’un multimètre. Les différentes piles produisent toutes la même tension entre 2,5 et 3 volt.
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