Cours electricite primaire : fabrication d’un jeu electrique

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en vue de la réalisation d’un jeu électrique

Cycle 3

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SOMMAIRE

Place dans les programmes

Les objets techniques

            Circuits électriques alimentés par des piles.

            Règles de sécurité, dangers de l’électricité.

Sécurité

Les mises en garde doivent se faire à deux niveaux :

Manipulations en classe

Lors des manipulations, il faut être vigilant à ne pas mettre les piles en « court-circuit ». Pour cela, deux règles s’imposent aux élèves :

1        – Toutes les 5 minutes, je pose la pile sur la paume de ma main. Si « c’est chaud », j’appelle le maître ou la maîtresse.

2        – Je ne relie jamais directement une borne de la pile à l’autre avec un fil. De plus, dès que je ne manipule plus (lorsque je fais un schéma, lorsque j’ai répondu à la question posée), je débranche systématiquement tous les fils qui arrivent à l’une des bornes de la pile.

Prévention : les dangers liés à l’électricité

Il est également important d’insister sur la dangerosité de l’électricité à la maison. Ceci doit être précisé aux enfants, qui pourraient être tentés, après avoir manipulé en classe, de vouloir réparer en cas de panne électrique à la maison. Il est donc capital de préciser qu’à l’école, nous utilisons des piles, qui ne produisent que de très petites quantités d’électricité. Il ne faut pas hésiter à dire qu’il existe un danger de mort avec l’électricité que l’on a à la maison, et que, par conséquent, il ne faut jamais y toucher : prises de courant, lampe « grillée », appareils en panne ou qui « bourdonnent », fils électriques tombés au sol dans la rue… Il existe de nombreux support de sensibilisation aux dangers de l’électricité.

Vocabulaire

-  Qu’est-ce qu’une lampe ? Une ampoule ?

La lampe est l’objet qui transforme l’électricité en lumière.

L’ampoule est l’enveloppe de verre qui protège le filament.

-  Quand utiliser les mots « plot », « culot » ?

… quand on en a besoin ! (allumer la lampe avec juste pile + lampe) 

-  Peut-on définir ce qu’est le courant électrique ?

Non, c’est une circulation d’électrons (courant restera donc imprécis, implicite). On peut dire que l’électricité ou l’énergie circule.

-  Peut-on définir un circuit ?

Oui, si on a suivi l’intégralité du chemin de l’électricité.

-  La pile : lames ou bornes ?

On peut parler de bornes si on veut généraliser à tous les types de piles.

-  Isolant ou conducteur, comment amener ces notions ?

Tâtonner, dresser 2 listes d’objets (« ça s’allume » ou pas), 2 listes de matières, chercher un terme générique pour chaque liste.

Matériel

Pile plate Lampe

Fils

Interrupteur électriques

Attaches parisiennes Support de

(petite taille lampe

de

préférence)

Papier

aluminium

Séance 1

Comment allumer la lampe ?

Matériel : 1 pile plate, 2 fils électriques, 1 lampe + son  support.

Consigne / question :

-   Comment allumer la lampe à distance ?

Matériel : 1 pile plate, 3 fils électriques, 1 lampe + son support, 1 interrupteur

Consigne / question :

On part du circuit réalisé précédemment (« Comment allumer la lampe à distance »). - Comment éteindre l’ampoule, la rallumer ? (trouver 2 solutions).Déconnecter un fil, dévisser la lampe.

-   Comment commander l’allumage de la lampe à distance, « comme à la maison » ?

2

Comment allumer deux lampes ?

Matériel : 1 pile plate, 4 fils électriques, 2 lampes + supports

Consigne / question :

-   Comment allumer deux lampes en même temps ? Trouver deux solutions.

1^èresolution : montage « en série » (1 seule boucle)

2^ndesolution : montage « en parallèle ou dérivation »(plusieurs boucles)

-   Comparons les deux types de circuits (Faire construire et compléter le tableau suivant aux élèves)  

3

Comment commander l’allumage de deux lampes ?

Matériel : 1 pile plate, 6 fils électriques, 2 lampes + supports, 2 interrupteurs

Consigne / question :

-   Comment commander l’allumage des deux lampes en même temps, avec un seul interrupteur ? 

-   Comment commander l’allumage des deux lampes indépendamment, avec deux interrupteurs ?

4

Comment savoir si un objet laisse circuler le courant ?

Matériel : 1 pile plate, 3 fils électriques, 1 lampe + son support, des objets conducteurs ou isolants (règle en plastique / en bois / en métal, trombone métallique, ciseaux, lacets, ficelles, papier aluminium )

Consigne / question :

-   Comment peut-on savoir si un objet laisse circuler (conducteur) ou ne laisse pas

circuler (isolant) le courant ?(On teste ensuite des objets en complétant le tableau donné en annexe).

Matériel : 1 pile plate, 3 fils électriques, 1 lampe + son support, une plaque de jeu

Consigne / question :

-   Comment faire fonctionner un jeu électrique « question / réponse » ?

5

Avant de commencer :

-   La plaque de jeu (sans le circuit électrique) aura été réalisée auparavant.

Matériel :

-   1 pile plate

-   5 fils électriques

-   2 lampes + supports

-   papier aluminium / barquette

-   ruban adhésif  

-   15 attaches parisiennes

-   plaque de jeu                              plaque de jeu

Consigne :

-   Comment fabriquer un jeu de telle façon que la lumière s’allumeUNIQUEMENTsi la réponse sélectionnée est correcte ? 

Il s’agit de réaliser un montage de deux circuits en dérivation. Ainsi, même si une de deux réponses est inexacte, la lampe s’allume pour la réponse exacte. Au verso du jeu, il faut relier à l’aide d’un conducteur (papier aluminium par exemple) chaque question à sa réponse. 

ATTENTION: il faut « isoler » chaque couche de papier aluminium des autres en la recouvrant de ruban adhésif. Sinon, l’ampoule s ‘allumera toujours, même si la réponse choisie n’est pas la bonne

Séance 1

Exemple de trace écrite, à accompagner d’un schéma légendé :

« Le chemin suivi par l’électricité relie la borne + à la borne – de la pile, en passant par la lampe : c’est un circuit électrique. »

« Pour interrompre et rétablir le courant, on utilise un interrupteur. Quand l’interrupteur est fermé, le courant circule dans le circuit électrique, la lampe est allumée. Lorsque l’interrupteur est ouvert, le courant ne circule plus, la lampe est éteinte. »

2

Montage « en série »Montage « en dérivation ou en parallèle »

(1 seule boucle)                                              (plusieurs boucles)

« Pour allumer deux lampes avec une seule pile, on peut réaliser un montage en série ou un montage en parallèle. »

3

« Pour commander l’allumage de deux lampes simultanément avec un seul interrupteur, il faut réaliser un montage en série. »

« Pour commander l’allumage de deux lampes indépendamment avec deux interrupteurs, il faut réaliser un montage en parallèle. »

4

« On dit qu’un objet est conducteur lorsqu’il laisse circuler le courant (exemples : un trombone métallique, du papier aluminium, les lames d’une paire de ciseaux).

On dit qu’un objet est isolant lorsqu’il ne laisse pas circuler le courant (exemple : une règle en plastique, en bois, la ficelle) »

ANNEXE 1: Tableau de test isolant / conducteur

Les conducteurs : Les isolants :                                                                                                                         

Les conducteurs : Les isolants :                                                                                                                         

ANNEXE 2                    : photos, dessins simplifiés et symboles

ANNEXE 3                    : photos, dessins simplifiés et symboles : tableau à compléter 

ANNEXE 4                    : photos, dessins simplifiés et symboles : éléments

ANNEXE 5: Symboles pour la schématisation des circuits réalisés