Objectif : Concevoir et réaliser un circuit électrique. Durée : 4 séances de 1h00. Quelques exercices pour mieux comprendre. La main électrique :

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1 Quelques exercices pour mieux comprendre La main électrique : La main électrique : un jeu à fabriquer [Cycle 3] La main électrique : un jeu à fabriquer Fabriquer un jeu d'habileté appelé la main électrique dans lequel une lampe s'allume ou un buzzer sonne lors d'une erreur de manipulation Objectif : Concevoir et réaliser un circuit électrique Durée : 4 séances de 1h00 Le problème posé à toute la classe est : Le maître fait fonctionner le jeu de la main électrique, le montage étant caché. Les élèves doivent retrouver le montage permettant le fonctionnement suivant : l'anneau doit parcourir le chemin, du point de départ au point d'arrivée, sans toucher le fil métallique, sinon la lampe s'allume et le buzzer sonne!

2 Exemple de montage possible : Le phare Matériel : Pour chaque groupe de 3/4 élèves : - Une pile plate de 4,5 V. - Une lampe de 3,5 V et sa douille. - Des fils électriques. - Petit matériel : scotch, trombones, ciseaux... - Un buzzer. - Du fil de fer dénudé rigide. - Un anneau métallique. - Une planche ou support quelconque. Le phare : Témoignage : Le phare [Cycle 3] Le phare Marigny Franck (+ d'infos ) Auteurs : Résumé : Lors de la fabrication de ce modèle réduit de phare, les enfants réinvestissent les notions déjà abordées sur les circuits électriques.

3 Notions visées : Circuits électrique alimentés par des piles. Processus de réalisation d'objet technique.il s'agit ici d'illustrer la notion de circuit électrique simple par la fabrication d'un objet : une lampe alimentée par une pile et commandée par un interrupteur. Cette réalisation est envisageable à partir du CM1. (C'est assez difficile en CE2 ). Attention : On présentera la lampe clignotante uniquement par sa fonction : ouvrir et fermer le circuit lorsqu'elle est branchée entre les bornes d'une pile plate. Le principe de fonctionnement du bilame (dilatation différente de deux métaux) n'est pas au programme de l'école primaire. Le mot de la main à la pâte On propose ici une fiche technique de réalisation de l'objet. Ce document peut-être utilisée par le maître pour réaliser un prototype. La construction par les élèves peut aussi être réalisée à partir d'une photo, ou d'un modèle de maquette à reproduire, dont le montage électrique est caché. Réalisation a. Réalisation de la tour Coller une feuille blanche de 21x 29 cm autour du rouleau de sopalin. Laisser apparaître une partie non recouverte Découper des échancrures sur la partie non recouverte (tous les cm). Passer deux fils électriques de 50 cm dans le rouleau Placer le centre de la tour à 10 cm des côtés Coller et agrafer la tour sur le support Laisser dépasser les fils

4 Avec de la colle à tapisser, coller des bandes de papier journal froissé pour simuler les rochers. Encoller généreusement chaque morceau de papier journal. La dernière couche sera faite avec des bandes de papier blanc (froissé ou plissé) qui sera plus facile à peindre Ménager une cavité à l'arrière pour y dissimuler la pile. (Veiller à la verticalité de la tour) Coller deux petites cales espacées d'environ 12 mm sur le support (cette dimension correspond à l'espace nécessaire pour fixer l'interrupteur) Laisser sécher tout l'ensemble b. Réalisation de la plate-forme Découper 4 petites languettes de bristol de 3x1 cm Les plier à angle droit par le milieu Coller les languettes en haut de la tour (on y collera la plate forme) Tracer un cercle de rayon 3,5 cm sur du carton. Tracer un diamètre de ce cercle. Découper le disque de carton. Sur le diamètre, percer 2 petits trous à 1, 2 cm du

5 centre du cercle Faire passer les fils électriques de la tour par les 2 petits trous Coller la plate forme sur les 4 languettes de la tour Dénuder les 2 fils électriques Passer chacun d'eux dans un trou des bornes de la douille Torsader les extrémités pour maintenir les fils Appliquer la douille à ailettes contre la plate forme (en tirant doucement sur les 2 fils, en bas de la tour) Mettre 2 petits rubans de scotch pour maintenir la douille contre la plate forme. c. Réalisation du branchement électrique Schéma Câblage

6 Couper un câble de liaison en 2, et dénude les extrémités de tous les fils Réaliser le montage électrique de la figure précédente. Fixer l'interrupteur sur les petites cales avec 2 punaises Visser la lampe dans la douille à ailettes Le phare est presque fini, on peut el décorer. Enfin on peut aussi coiffer la plate forme d'une lanterne rhodoïd, ou en matériau de récupération : goulot de

7 bouteille d'evian, capsule translucide de "Kinder", etc... Voici quelques suggestions : d. Variante Une Classe de la Ferté-Alais(91) a choisi de transformer cette réalisation. Selon l'idée du "jeu : La main électrique" : le circuit est fermé lorsque le contact s'établit entre un anneau de métal et un câble - en partie dénudé - autour duquel cet anneau est enfilé. Ce dispositif fait office d'interrupteur. La lampe n'est pas clignotante, mais fixe.

8 Matériel : a. Une lampe clignotante b. Une douille à ailettes c. Un câble de liaison avec pinces crocodiles (qui sera coupé en deux) d. Un domino d'électricien pour raccorder deux fils e. Un interrupteur à glissière f. Fil multi-brins (environ 50 cm) g. Pile plate 4,5V h. Une plaque de contreplaqué de 30cm x 30cm x 0,5cm pour le support. (Attention: ne pas faire le support en carton qui se gondole lors du séchage de la colle) i. Deux petites cales en bois de 1cm x1,5cm x1cm à couper dans un tasseau de 1cm x 1cm j. Un rouleau (vide) de papier essuie tout k. Papier journal, feuille A4, papier blanc bristol (ou papier à dessin ) l. Colle à tapisser, peinture, feutres m. Un petit tube de colle à bois n. Petit tournevis, pince à dénuder, pinceaux, ciseaux,compas, scie à dos et boite à onglets... Montage électrique : Module : Electricité : Montages simples et ludiques [Cycle 3] Résumé : Ce module propose d'aborder le programme d électricité (circuits électriques alimentés par des piles, conducteurs, isolants, montages en série et dérivation) et d'utiliser les notions étudiées dans des montages simples et ludiques. Durée : 7 séquences (soient 12 séances). Séquence Durée Description 1 Comment allumer une 2 séances Allumer une ampoule avec seulement une pile plate. ampoule. Notion de circuit Notion de circuit fermé (1 séance).

9 fermé 2 Le moteur 1 séance 3 Conducteurs et isolants 1 séance Allumer une ampoule avec une pile ronde. Les bornes de la pile. Les points caractéristiques de l'ampoule (1 séance). Préciser le rôle des bornes de la pile en faisant tourner un moteur dans les deux sens (1 séance). Conducteurs et isolants : qu'est-ce qui laisse passer le courant ou l'arrête? Classement (1 séance). 4 Montage en série, montage en dérivation 1 séance Allumer deux ampoules : montages en série et en dérivation (1 séance). Fabriquer un «luxmètre». 5 Fabrication d'une pile 1 séance Fabrication d'une pile électrochimique (1 séance). (hors programme) 6 Réalisation de jeux électriques Au moins 2 séances. Jeu d adresse et jeu de morse 7 Le magnétisme 3 séances Les aimants : classements de différents matériaux (1 séance). Utilisation des aimants dans la fabrication d'un petit moteur électrique (2 séances). Matériel : Pour une classe de 30 élèves (7 groupes) : 40 ampoules à 3,5 V 20 supports de lampes (douilles) 20 piles alcalines 4,5 V 20 piles rondes 1,5 V 10 LED rouges 14 moteurs 6 60 cordons à pinces crocodiles fil de câblage monobrin fil de cuivre rigide fil électrique verni 28 aimants trombones, attaches parisiennes, 14 lames de cuivre et 14 lames de zinc 14 pots à confiture du vinaigre sel, citron, sucre, huile 7 rectangles de carton fort 14 gobelets plastiques pastilles adhésives de couleur 7 interrupteurs

10 7 pinces coupantes 7 pinces à dénuder 7 petits tournevis 7 buzzer Dans le cadre d'un accompagnement scientifique de l'opération La Main à la pâte, auprès des écoles primaires de Loire-Atlantique, l'ecole des Mines de Nantes, depuis la rentrée 1996, a mis au point, en collaboration avec des enseignants, des mallettes contenant tout le matériel nécessaire pour réaliser des expériences dans la classe, ainsi qu'un document d'accompagnement. Pour chaque thème abordé, ce document décrit un ensemble d'expériences et propose une progression générale, une liste du matériel utilisé et les fiches connaissances se rapportant au thème étudié. Il peut constituer une base de travail pour mettre en place des activités scientifiques selon l'approche de La Main à la pâte et la progression générale n'est qu'indicative. Volontairement, l'approche pédagogique n'y est pas développée et est légitimement laissée à l'initiative de l'enseignant qui en est le spécialiste. Ce module est issu du document d'accompagnement des mallettes.