Fiche enseignant · 10–11 ans · environ 45–50 minutes
Circuits, conducteurs et isolants
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Objectifs
- Le courant est un déplacement de charges ; il faut un circuit fermé.
- Conducteurs (métaux) et isolants (plastique, caoutchouc, verre, bois).
- Circuits en série et en dérivation ; pourquoi les maisons sont câblées en dérivation.
- Règles de sécurité électrique.
Déroulement
| Durée | Activité |
|---|---|
| 5 min | Accroche : pourquoi une lampe de poche a-t-elle besoin d'un interrupteur ? |
| 10 min | Lire le texte. |
| 20 min | Test Conducteur ou isolant ? en groupes, avec prédictions. |
| 5 min | Comparer les résultats : qu'ont tous les conducteurs en commun ? |
| 5 min | Quiz ou jeu de tri. |
Matériel pour l'expérience
- Un bloc de piles de 3 V (2 × AA) dans un support
- Une petite ampoule (ou une LED) dans un support
- Trois fils avec des pinces crocodiles
- Objets à tester : cuillère en acier, papier aluminium, pièce de monnaie, bâton de glace en bois, règle en plastique, élastique, papier, bille en verre, ficelle
Sécurité: Utilise uniquement des piles, jamais le secteur. Si un fil ou une pile chauffe, débranche-le. Ne laisse pas longtemps les pinces directement l'une contre l'autre (c'est un court-circuit).
Idées fausses fréquentes
| Les élèves peuvent penser… | En réalité… |
|---|---|
| Tous les métaux ne sont pas aussi bons, donc certains métaux sont des isolants. | Tous les métaux conduisent, certains mieux que d'autres. |
| Le courant est consommé dans l'ampoule. | Le même courant circule partout dans un circuit en série ; c'est de l'énergie qui est transférée, pas du courant qui est consommé. |
| La gaine en plastique n'est que décorative. | C'est un isolant qui te protège du courant. |
Corrigé de la fiche
- Pile, interrupteur et ampoule dans une seule boucle, chaque élément nommé.
- Par exemple, conducteurs : cuivre, acier ; isolants : plastique, caoutchouc.
- Le plastique est un isolant : le courant reste dans le fil et ne peut pas atteindre tes mains.
- En série : une seule boucle, le même courant traverse tout. En dérivation : des branches séparées, chacune avec toute la tension, pour pouvoir allumer chaque élément séparément.
Corrigé du quiz
- Qu'est-ce qu'un courant électrique ? Un déplacement de charges électriques. Dans les fils métalliques, ce sont les électrons qui portent les charges.[1]
- Pourquoi une ampoule s'éteint-elle quand on débranche un fil ? Le circuit n'est plus une boucle complète. Le courant a besoin d'un circuit fermé.[2]
- Lequel est un isolant ? Le caoutchouc. Le caoutchouc, le plastique et le verre ne laissent pas passer les charges.[5]
- Pourquoi les métaux conduisent-ils l'électricité ? Ils ont des électrons qui peuvent se déplacer librement. Les électrons libres portent les charges.[5]
- Pourquoi les maisons sont-elles câblées en dérivation ? Pour que chaque appareil fonctionne seul. Chaque branche reçoit toute la tension.[3]
- Lequel de ces gestes est sans danger ? Garder les boissons loin d'un ordinateur. Garde l'eau loin des appareils électriques.[6]
Pour aller plus loin
Avec la même pile, monte deux ampoules en série, puis deux ampoules en dérivation. Quelles ampoules brillent le plus ? Dévisse une ampoule dans chaque circuit : que se passe-t-il ?
Sources utilisées dans cette leçon
- [1] College Physics 2e AP, 20.1 Current (OpenStax, Rice University): fiabilité Élevée
- [2] College Physics 2e, 20.2 Ohm's Law: Resistance and Simple Circuits (OpenStax, Rice University): fiabilité Élevée
- [3] College Physics 2e, 21.1 Resistors in Series and Parallel (OpenStax, Rice University): fiabilité Élevée
- [5] College Physics 2e AP, 18.2 Conductors and Insulators (OpenStax, Rice University): fiabilité Élevée
- [6] Using electricity safely (Power Up, under-11s) (UK Power Networks (electricity network operator)): fiabilité Assez élevée
Liste complète avec liens et une note sur la fiabilité de chaque source: echoesof.science/school/fr/electricity/sources/
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