L électricité au cycle 3

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1 L électricité au cycle 3 Compétences à acquérir en fin de cycle : - Être capable de faire briller une ampoule dans un circuit en série, en reliant une pile à une chaîne de conducteurs. Savoir que si cette chaîne est interrompue, l ampoule ne brille pas. - Savoir réaliser un montage qui permet de classer différents matériaux en deux catégories : conducteurs et isolants. - Savoir allumer deux ampoules ou davantage à l aide d une pile. - Savoir distinguer les deux types de circuits en mettant en évidence les deux propriétés suivantes : - Dans un circuit en série, plus il y a d ampoules, moins elles brillent ; quand on en dévisse une, les autres s éteignent ; chaque ampoule brille moins que si elle était alimentée seule - dans le cas de circuits dérivés comprenant chacun une ampoule, si on dévisse une ampoule, les autres brillent encore ; chaque ampoule brille presque comme si elle était alimentée seule. Progression de séquences : Séance 1 - A quoi sert l électricité? Comment est-elle produite? Est-elle dangereuse? - Quelles conditions faut-il pour allumer une ampoule à distance d une pile? Séance 2 - Comprendre la notion de circuit ouvert et circuit fermé en utilisant un interrupteur. - Comprendre la notion de conducteur et d isolant classer les différentes matières connues en les introduisant dans un circuit. Séance 3 - Allumer deux ampoules à l aide d une pile circuit en série et circuit en dérivation Séances 4 et 5 Fabriquer un jeu électrique en réinvestissant les connaissances acquises Préparer le colloque de La Main à la Pâte.

2 Séance 1 1/ Objectifs : Comprendre l importance de l électricité dans notre société et connaître différentes manières de la produire. Notion de dangerosité. Déroulement : A partir des prérequis des élèves et d'un questionnement oral : Relever les utilisations de l électricité dans la vie quotidienne ( appareils électriques, chauffage, etc.) Répertorier les sources : Nucléaire centrale nucléaire La force de l eau centrale hydroélectrique Le vent l éolienne Le soleil les panneaux solaires 2/ Objectifs : connaître le vocabulaire spécifique lié à la pile et à la lampe trouver les conditions pour allumer une lampe à distance d une pile (consignes de sécurité). Matériel : 5 circuits différents avec pannes (nommés de A à E) piles plates 4.5v, lampes, fils et pinces crocodiles, porte-lampes Déroulement : 1/ Par groupes de 3, observer 3 circuits ayant un problème spécifique chacun et pour lesquels la lampe ne s'allume pas. Déterminer le problème possible. Sur la fiche navette, le secrétaire du groupe note les hypothèses de panne et les solutions apportées. Pendant l'attente, observer une lampe et la pile, les dessiner individuellement avec le circuit. Trace écrite 1 : Les conditions nécessaires pour allumer la lampe dans le circuit Mise en commun des constats réalisés. Trace écrite/ conditions nécessaires pour le fonctionnement du circuit. Trace écrite 2 : schéma de la lampe et schéma de la pile plate. Le vocabulaire spécifique sera donné après une mise en commun des observations et la réalisation des schémas ( plot, culot, verre, filament, bornes + et - ).Lors de la synthèse commune, les symboles utilisés pour schématiser l'ampoule et la pile (le générateur) seront

3 indiqués aux élèves. Chaque schéma sera alors réalisé en utilisant ces symboles. Un schéma de circuit sera consigné en trace écrite Séance 2 Objectif 1 : Comprendre la notion de circuit fermé et circuit ouvert en introduisant l interrupteur. Problématique : Comment faire pour éteindre et allumer l ampoule sans débrancher? Demander aux enfants de réaliser un schéma où serait présent un interrupteur qu il pourrait réaliser avec du matériel simple ( trombones, etc...). L idée principale qui devra ressurgir est la notion de contact. Un interrupteur est à disposition si besoin. Manipulation : Faire réaliser aux élèves, l interrupteur qu ils ont choisi et l insérer dans un circuit électrique comprenant une ampoule, une pile et 3 fils. Préciser le fonctionnement de l interrupteur (notion de circuit ouvert ou fermé). Trace écrite : Schématisation collective (indiquer le symbole utilisé pour l'interrupteur) Objectif 2 : En lien avec la notion de dangerosité de l'électricité - être capable d identifier certaines matières isolantes et conductrices - être capable de différencier un objet de sa constitution Matériel : différents objets de matières diverses rapportés par les élèves ( bois, tissu, fer, aluminium...) Hypothèse : Comment savoir si un objet laisse ou ne laisse pas passer le courant? (Réaliser le schéma d un circuit comprenant une pile, une lampe dans son support, des fils et un objet que l on pourra faire varier) Manipulation : Proposer une expérience. Réaliser le schéma. Mise en commun au tableau. Tableau de classification à compléter lors des expériences Distribution du matériel demandé aux élèves. Les élèves testent une liste d objets et les classent, en nommant la matière dont ils sont faits, en deux catégories : Conducteurs l ampoule s allume, l électricité peut passer isolants l ampoule ne s allume pas, l électricité ne passe pas Trace écrite : définitions (isolants/conducteurs) et tableau à compléter ensemble reprenant les matériaux et non les objets.

4 Séance 3 Objectifs : - Allumer 2 ampoules en série à l aide d une pile et d un interrupteur - Schématiser le circuit réalisé Hypothèses : Comment allumer deux ampoules avec une seule pile? Représenter un circuit comportant 2 ampoules, une pile, un interrupteur, des fils électriques ( le circuit en série viendra naturellement au contraire du circuit en dérivation.) Matériel : par groupes 2 ampoules, une pile, un interrupteur, 4 fils (matériel à prévoir et demander). Manipulation : Les élèves réalisent le circuit représenté et notent leurs observations. Questions de l'enseignant si pas constaté : 1/ Comment brillent les ampoules? Faire émerger les constats à l'oral 2/ Que se passe-t-il si on dévisse une ampoule? Imaginer avant la réalisation ce qu'il va se passer et noter l'hypothèse. Faire l'expérience et noter le constat. Trace écrite : Réaliser au tableau un schéma de l expérience (circuit en série), les hypothèses et les observations communes. Objectifs : réaliser un circuit en dérivation en suivant un schéma préétabli par le maître Hypothèse : En observant le schéma du circuit électrique présenté par le maître au tableau, les élèves imaginent ce qui risque de se passer au niveau de l expérience : Comment brillent les ampoules? Que se passe t-il si on en dévisse une? Matériel : ampoules, fils, interrupteur, pile Manipulation : Réaliser le circuit dont le schéma se trouve au tableau et constater si les hypothèses étaient justes ou non.

5 Trace écrite : schématisation du circuit hypothèses et constats. Comparaison avec l'expérience précédente.

6 Un isolant est un matériau qui ne laisse pas passer le courant électrique. Un conducteur est un matériau qui laisse passer le courant électrique. Exemples de matériaux conducteurs et isolants : Matériaux Conducteur Non conducteur (isolant) Le plastique Le polystyrène l aluminium le fer le cuivre l acier Le verre Le papier Le bois Le tissu Un isolant est un matériau qui ne laisse pas passer le courant électrique. Un conducteur est un matériau qui laisse passer le courant électrique. Exemples de matériaux conducteurs et isolants : Matériaux Conducteur Non conducteur (isolant) Le plastique Le polystyrène l aluminium le fer le cuivre l acier Le verre Le papier Le bois Le tissu

7 Date :... Prénoms :... Tests d'objets pour vérifier s'ils laissent ou non passer le courant électrique Date :... Prénoms :... Tests d'objets pour vérifier s'ils laissent ou non passer le courant électrique La lampe brille : OUI La lampe ne brille pas : Non La lampe brille : OUI La lampe ne brille pas : Non Objet Matériau Oui Non Objet Matériau Oui Non

8 Jeudi 18 novembre 2010 Main à la pâte Séance 1 Expérience : Les pannes dans un circuit électrique Nom du montage : Quelle erreur avez-vous repérée dans le montage? Proposez une solution : Nom du montage : Quelle erreur avez-vous repérée dans le montage? Proposez une solution : Nom du montage : Quelle erreur avez-vous repérée dans le montage? Proposez une solution :