TP démarche d'investigation : lampe qui brille

Documents proposés pour ce thème pour la classe de cinquième.

TP démarche d'investigation : lampe qui brille

Messagede Emmyprof » 12 Sep 2021, 05:22

Bonjour à tous,

Voici un TP pour introduire les premières notions d'électricité en classe de 5eme

Merci,
Emmy
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Re: TP démarche d'investigation : lampe qui brille

Messagede Gayrard » 12 Sep 2021, 09:07

Merci pour ce premier partage.
A bientôt.
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Re: TP démarche d'investigation : lampe qui brille

Messagede Filnav4 » 12 Sep 2021, 17:50

Merci pour le document, je fais réaliser un TP semblable, sauf que je remplace l'interrupteur par un moteur : je trouve un peu ambigu de classer l'interrupteur parmi les récepteurs (question 5). Personnellement, je range l'interrupteur au même titre que des fils électriques (d'ailleurs, ça se voit à son symbole), mais je ne sais pas s'il existe une recommandation officielle là-dessus :?:
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Re: TP démarche d'investigation : lampe qui brille

Messagede Aranel53 » 13 Sep 2021, 08:53

Je suis d'accord que les fils comme les interrupteurs ne sont pas pour moi à classer dans les récepteurs.

A ce propos, je ne pense pas que la définition de générateur donnée soit pertinente. A moins que le cours sur les formes et les transferts d'énergie ait été fait en détails, ce qui parait délicat en 5e, dissocier énergie et courant électrique est important à mes yeux.
L'énergie étant abstraite et fort délicate à conceptualiser, en rester sur l'existence ou non du courant dans un premier est pour moi moins risqué pédagogiquement dans la partie électricité.

Je donne donc comme définitions des différents dipôles :

Un dipôle récepteur a son fonctionnement qui est permis par le passage du courant à travers lui.
(La lampe fabrique de la lumière quand son filament est traversé par du courant, l'axe du moteur se met à tourner quand le moteur est traversé par du courant.)

Un dipôle générateur permet l'existence du courant dans la boucle de conducteur dont il fait partie, si celle-ci est fermée.

Les fils ne sont pour moi ni des dipôles récepteurs ni des dipôles générateurs, ce sont des sortes de "prolongateurs de contact électrique" ;)
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Re: TP démarche d'investigation : lampe qui brille

Messagede Delva » 15 Sep 2021, 18:17

Bonjour.
Justement, je profite de ce chapitre pour réviser un peu la notion de conversion d'énergie vue en 6e.
"Le générateur fournit l'énergie électrique.
un récepteur utilise l'énergie électrique et la convertie en une autre forme d'énergie : la lampe en énergie lumineuse, le moteur en énergie cinétique, la résistance en énergie thermique"
les interrupteurs sont dans la catégorie "conducteurs" et l’énergie thermique qu'ils produisent toujours un peu ainsi que les fils est de l'énergie "perdue"...
.. sauf si on a des supraconducteurs mais mon labo ne m'en a pas fourni ;)
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Re: TP démarche d'investigation : lampe qui brille

Messagede Chrysomallus » 15 Sep 2021, 20:04

Delva a écrit:Bonjour.
Justement, je profite de ce chapitre pour réviser un peu la notion de conversion d'énergie vue en 6e.
"Le générateur fournit l'énergie électrique.
un récepteur utilise l'énergie électrique et la convertie en une autre forme d'énergie : la lampe en énergie lumineuse, le moteur en énergie cinétique, la résistance en énergie thermique"
les interrupteurs sont dans la catégorie "conducteurs" et l’énergie thermique qu'ils produisent toujours un peu ainsi que les fils est de l'énergie "perdue"...
.. sauf si on a des supraconducteurs mais mon labo ne m'en a pas fourni ;)


Mêmes définitions pour moi (presque au mot près !)

@Aranel Je trouve les tiennes trop alambiquées niveau syntaxe et vocabulaire.

En reprenant ton idée, je dirai plutôt "Un dipôle récepteur est un dipôle qui fonctionne si du courant circule en lui"

Pour le générateur, sachant qu'il n'y a aucun intérêt à aborder la nature exacte du courant en 5ème, je ne vois pas en quoi le fait de dire que le générateur "fournit le courant" pose problème.
Dire qu'il "permet l'existence du courant dans la boucle de conducteur dont il fait partie" en revanche me pose problème car les élèves (en tout cas ceux qui auront compris l'énoncé de la définition) vont forcément se poser la question "oui mais du coup c'est quoi le courant ? Il vient de où ?" Questions auxquelles on ne peut répondre en 5ème, mais que tu induis dans ta définition.

Il m'arrive très souvent avec mes classes de collège (j'enseigne aussi en Tspé) de leur dire que ce que je leur explique et fais noter dans le cours n'est pas parfaitement exact mais une simplification pour mieux comprendre l'essentiel à leur niveau, et qu'ils détailleront plus tard s'ils continuent la PC au lycée.
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Re: TP démarche d'investigation : lampe qui brille

Messagede Aranel53 » 17 Sep 2021, 05:59

Bien sûr qu'il vont se poser la question, c'est le but. Avoir en tête un questionnement scientifique correct le plus tôt possible est un objectif, et c'est pas grave de laisser ce questionnement en suspens... voire c'est même un moteur de l'intérêt des élèves d'après ce que j'ai remarqué.
Et on peut tout à fait aborder la nature du courant très tôt en simplifiant les écueils le plus tôt possible.

Le problème des définitions est qu'elles doivent être les plus claires possibles et les plus correctes possibles sans entrainer d'obstacles à la compréhension de la suite.

Et pédagogiquement, éviter de laisser s'installer à la fois un raisonnement séquentiel pour le courant et une vision matérielle de l'électricité doit être une priorité à mes yeux. Or la formulation avec "fournit de l'énergie électrique" va très probablement faire naître ça. Pour les élèves le verbe fournir va amener l'idée que "l'énergie" (on sait pas ce que c'est) "part" (d'abord) de la pile et "arrive" (ensuite) dans le dipôle récepteur. Mais dans un circuit électrique il n'y a pas de "avant" ni de "après"... Or il faudrait éviter de laisser penser ça pour arriver à "le courant existe ou n'existe pas dans toute la boucle à la fois" (voir modèle chaîne de vélo) et "l'énergie ne se déplace pas vraiment, mais la lampe reçoit un transfert électrique en même temps qu'elle fournit un transfert par rayonnement vers l'extérieur".

Je vous conseille la lecture du sujet sur le vocabulaire de l'énergie. Le programme a encore un train de retard dans son vocabulaire car, même s'ils préconisent de bien distinguer transfert, formes et conversions, ils ne le font pas eux-mêmes... :roll:

Et en 5e, je vous déconseille de parler directement des fils réels, bien sûr qu'on n'a pas des supraconducteurs mais si on pouvait, on les aurait. Un fil sert à laisser passer le courant (et prolonger les bornes) et c'est tout, il n'est pas censé être le siège d'une conversion d'énergie lui, donc pas besoin d'en parler, il vaut mieux le faire par la suite quand on pourra connaitre la puissance qu'il dissipe effectivement en tant que "résistance malgré lui".
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Re: TP démarche d'investigation : lampe qui brille

Messagede Chrysomallus » 18 Sep 2021, 09:38

Aranel53 a écrit:"l'énergie ne se déplace pas vraiment, mais la lampe reçoit un transfert électrique en même temps qu'elle fournit un transfert par rayonnement vers l'extérieur"


Rien qu'en prononçant cette phrase en cours, je sais que j'aurais perdu 3/4 de mes élèves qui ne la comprendraient pas, malgré toutes les explications que je pourrais leur fournir ensuite.

Je suis prof des sciences, avec un goût prononcé pour la rigueur dans les faits et les justifications, mais pour mes Tspé.
Avec mes 5ème, je n'ai aucun scrupule à vulgariser un peu si nécessaire, tout en leur disant qu'ils auront l'occasion d'en apprendre plus et de manière plus précise plus tard.
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Re: TP démarche d'investigation : lampe qui brille

Messagede Aranel53 » 18 Sep 2021, 17:29

Je suis d'accord, cette phrase n'est pas à donner dans un cours d'électricité de 5e, surtout en début d'année.
Donc le mieux à mon avis est de ne pas parler du tout d'énergie en électricité avant la fin de la 5e ou même la 4e. C'est inutile conceptuellement vis à vis des lois qu'on cherche à faire comprendre.

Le but des débuts de l’électricité est de savoir prédire l'absence ou la présence de courant quelque part, de faire comprendre le rôle particulier du générateur, de la boucle de conducteurs, de l'absence "d'usure" du courant et de la simultanéité des évènements (pas de avant, pas de après en élec). Là dessus, les évolutions du programme ont bien abîmé les choses en mélangeant ça avec la notion d'énergie beaucoup trop tôt à mon avis.

Pour revenir au document initial, à mon avis l'objectif est clair : l'existence ou non du courant à travers la lampe. Pas besoin d'énergie ici, tout ça peut être esquivé pour l'instant avec le verbe "fonctionner".
La lampe fonctionne quand du courant la traverse. Mais à quelle condition le courant existe-t-il ? Il faut un dipôle générateur avec la lampe dans une boucle fermée de conducteurs. Et c'est tout... et c'est déjà beaucoup.
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Re: TP démarche d'investigation : lampe qui brille

Messagede Aranel53 » 18 Sep 2021, 17:31

Chrysomallus a écrit:En reprenant ton idée, je dirai plutôt "Un dipôle récepteur est un dipôle qui fonctionne si du courant circule en lui"

Effectivement, la phrase est plus courte est plus claire que la mienne. Je pense préférer "quand" à "si" mais merci !
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