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Matière, mouvement, énergie, information

Publié le Mar 20, 2020

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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.

  • 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.

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    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.

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    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.

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    Les élèves répartis en groupes se lancent dans l’expérimentation.

    Les premiers montages ne fonctionnent pas, la DEL ne s’allume pas !

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    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.

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    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 !

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    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.

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    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.