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Questionner le monde du vivant, de la matière et des objets

Publié le 22 févr. 2022

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Le  mardi 22 février 2022

Les circuits électriques simples

Séance 3 : Les circuits électriques

  • Séance 3 : Les circuits électriques

     

    « Qu’est-ce que l’on fait en ce moment en sciences ? » demande l’enseignante.
    « - On travaille sur l’électricité ! »

     

    « Comment allumer une ampoule avec une pile ? »
    « Est ce que vous vous souvenez des parties de l’ampoule ? »
    « - Il y a le culot ! »
    « - Et le plot ! »

     

    « Et la partie en verre ? »
    « - C’est l’ampoule ! »

     

    Elle affiche au tableau les documents de synthèse de la dernière séance.
    « Le filament, il sert à quoi ? »
    « - A faire passer l’électricité de la pile dans l’ampoule ! »
    « - Il s’allume ! »

     

    S3ElectricitéCavaillon22 0002 

     

    « Quels sont les parties de la pile ? »
    « - Elle a deux lames ! Ou deux bornes ! »

     

    « Vous vous souvenez de la taille des bornes ? »
    « - Il y en a une longue et une courte ! »

     

    « Qu’est-ce qu’on a découvert la dernière fois ? »
    « - Comment faire pour éclairer l’ampoule avec une pile ! »
    « - Une lame doit toucher le plot de l’ampoule et l’autre lame le culot ! »

     

    L’enseignante présente les différents schémas réalisés à la séance précédente.
    Puis elle propose aux élèves une nouvelle expérience :
    Comment allumer le nez de l’ours si la pile est éloignée de l’ampoule ?

     

    Avant de se lancer sur le problème, les élèves énonce une à une les étapes de la démarche d’investigation.
    Ensuite l’enseignante aidée des scientifiques, distribue une fiche démarche par groupe d’élèves que les élèves vont devoir compléter au fur et à mesure de l’avancé de l’expérimentation. Les élèves sont répartis en groupe de deux.

     

    S3ElectricitéCavaillon22 0001 

     

    Les élèves réalisent les schémas sur l’ardoise, ce qui leur permet de modifier le schéma en fonction de leurs échanges. Ils exposent leur choix dans le groupe et argumentent pour le justifier.
    Une fois que le groupe est d’accord sur une hypothèse, un des élèves schématise le montage à réaliser. Le schéma est l’hypothèse du groupe.
    Si le schéma n’est pas assez précis, les scientifiques demandent aux élèves de préciser et de modifier le montage avant de distribuer le matériel.

     

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    Chaque groupe vient ensuite chercher le matériel nécessaire à la réalisation du montage. Les scientifiques gèrent la distribution du matériel en fonction de la demande.

     

    Une fois le matériel distribué, chaque groupe teste son hypothèse. Si l’expérience ne fonctionne pas, les élèves doivent chercher une solution pour que le circuit permette d’allumer l’ampoule. Ils redessinent alors le montage qui fonctionne.

     

    S3ElectricitéCavaillon22 0006 

     

    Avec l’aide des scientifiques qui passent dans chaque groupe, les élèves valident ou invalident leur hypothèse à l’aide d’un feu tricolore : Vert - l’hypothèse est validée ; Rouge – l’hypothèse est invalidée et Orange – l’hypothèse est imprécise, il faut la modifier et renouveler l’expérience.

     

    L’enseignante dit :
    « Les scientifiques ne se contentent pas de constater que ça fonctionne ou pas, ils essaient d’expliquer pourquoi ça fonctionne ! 
    Qui peut expliquer son branchement ? »
    « - On a pris un fil, on l’a mis sur la grande lame de la pile et on a mis l’autre bout sur le culot de l’ampoule !
    On a mis l’autre fil sur la petite lame et on l’a mis sur le plot ! »

     

    « Et l’ampoule s’est allumée ? »
    « - Oui, l’ampoule s’est allumée ! »

     

    Une des scientifiques dessine au tableau le schéma du circuit fermé fonctionnel.

     

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    Après cette expérience, l’enseignante propose une petite évaluation. Elle distribue une feuille présentant différents circuits, les élèves doivent colorer en jaune l’ampoule si celle-ci s’allume.

     

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    Elle corrige rapidement avec les élèves en insistant sur les modalités de branchement des fils sur l’ampoule et la pile.

     

    « On va essayer de remplacer le 2e fil par d’autres matériaux pour voir si d’autres matériaux permettent à l’électricité de circuler ! 
    Vous allez remplir le tableau. »
    L’enseignante distribue un tableau à double entrée avec les différents matériaux et conducteur ou isolant.
    Chaque groupe d’élèves choisi un matériau et réalise l’expérience d’introduire le matériau dans le circuit. Si l’ampoule s’éclaire, le matériau est conducteur, si l’ampoule ne s’éclaire pas le matériau est isolant.

     

    « Quel matériau avez-vous testé ? »
    « - Le papier aluminium ! »
    « - L’ampoule s’allume ! »

     

    S3ElectricitéCavaillon22 0013 

     

    « Le papier aluminium est donc un … ? »
    « - Conducteur ! »
    « Oui conducteur d’électricité ! »

     

    « - Nous on a testé la règle en plastique ! »
    « - L’ampoule ne s’allume pas ! Le plastique est isolant ! »

     

    « - Nous on a testé un clou en fer ! »
    « - L’ampoule s’éclaire ! Le fer est conducteur ! »

     

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    « - Notre groupe a testé du fil de laine ! »
    « - Nous n’avons pas allumé l’ampoule ! La laine est un isolant ! »

     

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    « Quand l’ampoule s’allume le circuit est fermé ! 
    Quand l’ampoule ne s’allume pas le circuit est ouvert ! L’électricité ne peut pas circuler ! »