Les dangers de l électricité. Le fusible

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1 Jean- Alain Jocelyne Sylvie P. Carine Z. Les dangers de l électricité. Les pré-requis : - Circuit ouvert ou fermé - Circuit électrique simple et en dérivation (plus de deux lampes) - Isolant / conducteur - Les dangers électriques (Exemples : Sciences et Technologie, Gulliver, Nathan niveaux 2 et 3, pages Sciences et Technologie, Tavernier, CM, pages Brochure Promotelec, Notre amie l électricité, Pro 794-1, page 14 ff Brochure Promotelec, Savoir vivre avec l électricité, Pro 865-1, pages 2-3) Séance 1 : Le fusible. Voir «La main à la pâte» : fusibles et courts-circuits. Le fusible Objectifs : faire comprendre le rôle et l'utilité d'un fusible. Préciser certains dangers électriques et voir comment il est possible de les éviter. Séance 1 Notion visée : fusible Durée : 45 minutes Matériel : Pour chaque maison : fil métallique très fin (type paille de fer) pile 4,5 V ; fil électrique ; ampoule. 1

2 Modalités d organisation : Groupes de 5 à 6 élèves. Exemple de problème posé à toute la classe : Observer un circuit dont l'un des fils n'est pas en contact avec une borne de la pile : Que va-t-il se passer si l'on ferme le circuit, c'est à dire si on met le fil en contact de la borne de la pile. Travail en groupe : Les élèves doivent tout d abord faire des hypothèses, puis réaliser le circuit de la situation de départ pour valider ou invalider l hypothèse formulée par eux. Exemple d'explications données par les élèves : " L ampoule ne pourra pas s allumer car le fil est trop fin et ne laisse pas passer assez de courant ". " Le fil de fer est trop fin, il va griller ". Travail en classe entière : synthèse, récapitulation Ce que l on constate : le fonctionnement du circuit est normal. Le courant qui passe dans ce circuit traverse l ampoule. Ce courant est faible et n est pas suffisant pour faire brûler le fil fin. Le mot du maître : Au cours des manipulations précédentes, les enfants ont tenté spontanément de placer le fil de fer très fin directement entre les bornes de la pile. Le fil de fer s enflamme très rapidement, ce qui illustre bien les dangers de l électricité : risques d'incendies. Préciser aux enfants que ce fil de fer joue le rôle de fusible. Réfléchir collectivement aux situations de la vie courante dans lesquelles le fusible joue un rôle : amorce de la prochaine séance. Point de départ : Circuit ouvert intégrant un fil fin (mais pas trop!) (paille de fer) Questionnement : que va-t-il se passer? Formulation d hypothèses. Réalisation du circuit proposé par le maître à partir d un schéma (attention ne pas utiliser le code normalisé mais le code «école») Validation ou invalidation des hypothèses proposées. Synthèse -récapitulation : c est un circuit fermé normal. Elaboration d une trace écrite. Critique : «Le mot du maître» est une extrapolation impossible si l on donne le schéma du circuit. 2

3 Séance 2 : Le fusible (suite). Même montage. On ajoute des ampoules en dérivation. D abord une, puis deux, puis trois Le maître réalise lui- même le montage. Les enfants observent. Observation : le fil fin chauffe, se met à rougir et fond le circuit s ouvre. Synthèse : le courant qui traverse le fil est suffisamment fort pour le faire brûler. Il a joué le rôle du fusible. Réflexion : Un danger de l électricité : imaginer à partir de cette observation quels dangers peut représenter l électricité à la maison. Exemple : ne pas brancher trop d appareils sur une même multiprise (risque d incendie). Mise en évidence du rôle de fusible de la paille de fer. Séance 2 proposée par la main à la pâte : Séance 2 Notion visée : court-circuit Durée : 1 heure Matériel : Pour chaque groupe d'élèves : Fil métallique très fin (type paille de fer), pile 4,5 V ; fil électrique ; pince à dénuder ; ampoule. Modalités d organisation : Groupes de 5 à 6 élèves. Exemple de problème posé, au départ, à toute la classe : Reprendre les situations évoquées lors de la précédente séance, situations entraînant un danger dans les installations domestiques électriques : court-circuit Qu est-ce qu un court-circuit? Comment réaliser un courtcircuit? Travail en classe entière : Les élèves font des suggestions " Si c est un court-circuit cela veut dire que le circuit électrique est raccourci "." Le courant électrique ne passe plus où il faut". 3

4 La formulation du problème technique devient : il faut faire en sorte que les 2 fils qui arrivent à l ampoule entrent en contact (les 2 fils doivent être préalablement dénudés sur quelques centimètres). Travail en groupe : Les élèves réalisent des expériences, puis arrivent aux conclusions suivantes. Dès que les 2 fils électriques se touchent, l ampoule s éteint puis le fil fin brûle, ouvrant le circuit. L ampoule ne s allume pas : elle est courtcircuitée. Il n y a plus de résistance au passage du courant. Celui-ci augmente, dégage de la chaleur et fait brûler le fil fin qui joue le rôle de fusible. Exemple de montage réalisé: En l absence de fusible dans une installation domestique et en cas de court-circuit, le courant augmente et ce sont les fils conducteurs qui brûlent, pouvant ainsi provoquer un incendie. Le mot du maître : Afin de mieux sensibiliser les enfants aux dangers dus à l électricité, recenser avec eux tous les accidents dus à l électricité, toutes les imprudences pouvant être commises et susceptibles d entraîner de graves conséquences, et donc tous les comportements relatifs à la sécurité des individus. 4

5 Séance 3 : Deux expériences en parallèle : le court-circuit et le corps humain est-il conducteur? Durée de la séance : 45 minutes. Court-circuit. Le corps humain est-il conducteur? «La main à la pâte», séance 2. Réalisation d un circuit par le maître : Qu est-ce qu un court-circuit? Lister les représentations des enfants. led Comment réaliser un court-circuit? Il faut faire en sorte que les deux fils qui arrivent à l ampoule entrent en contact. A tour de rôle, les enfants viennent placer leurs doigts de manière à fermer le circuit. Les enfants réalisent un montage. La led s allume. Que peut-on en déduire? Synthèse : En l absence de fusible dans une installation domestique et en cas de courtcircuit, l intensité du courant augmente et ce sont les fils conducteurs qui brûlent, pouvant provoquer un incendie. Synthèse : le corps humain est conducteur d électricité. Durée de la séance : 45 minutes. Séance 4 : Les dangers de l électricité. A partir de photographies de panneaux sur les transformateurs EDF, discuter des dangers de l électricité. Les lister. En déduire les bons comportements et ceux qui sont dangereux. Recours au savoir encyclopédique : - Tavernier, Sciences et Technologie, Bordas, Nouvelle collection, CM, page Gulliver, cycle 3, niveaux 2 et 3, pages Introduire les notions d électrisation et d électrocution. Bilan : - Fiche Celda, classeur électricité, cycle 3, fiche numéro 2. - Gulliver, cycle 3, cahier d activités, niveau 2, pages

6 Sites ressources :