Idées de construction de matériel expérimental

Sur les expériences et manipulations, buts, pertinence, déroulement, explication scientifique, organisation pratique et trucs et astuces... Pour les documents pédagogiques, merci de les placer dans la section du niveau concerné.

Idées de construction de matériel expérimental

Messagede Trane » 21 Déc 2013, 22:01

Bonjour,

Quelques idées de construction de matériel expérimental. Idées provenant de collègues, de stages PAF, trouvées sur le net ou idées originales.
(modules principalement destinés au collège).

materiel_elec.JPG


- cellules et moteur solaires, elles proviennent d'ici :
http://fr.opitec.com/opitec-web/article ... lyZTU=/p/2
Je les utilise en 5ème quand les élèves commencent l'électricité ; en 4ème, ils mesurent la tension aux bornes de la cellule solaire suivant l'éclairement ; en 3ème j'ai déjà fait fait également calculer la puissance de la cellule solaire.

- support pile 1,5V
On peut également alimenter le moteur précédent avec une pile de 1,5V.

- porte-fusible (4eme- 3eme)

- module buzzer
Je l'utilise en 5eme, ça plaît toujours aux élèves (en revanche c'est bruyant...)
Pour le buzzer, à voir avec les collèges de technologie, ils leur en restent souvent de montages d'élèves non terminés.

- Résistance variable 100 Ohm
en 4eme en complément de l'étude de résistances de valeur fixe (influence sur la vitesse de rotation du moteur par exemple)

- module led
pour la led prévoir une intensité lumineuse de 500 mcd afin qu'elle soit bien visible

- module diode

- Interrupteur à lame (5ème notion de circuit ouvert,fermé)
j'ai utilisé du ruban conducteur :
http://fr.opitec.com/opitec-web/articleNumber/817794/zz/cID/c3I6cnViYW4gY29uZHVjdGV1cjY=

- support pour étude de composants
notamment résistance en 4ème
Réalisé à partir de bornier-hifi

- tableau serie/dérivation
tableau.JPG

en 5ème pour le bilan au bureau
en 4ème, permet de refaire rapidement les mesures effectuées par les élèves
en 3ème je l'utilise pour illustrer la notion de coupe-circuit (j'utilise un disjoncteur de 2A)

- lampe "dynamo transparente
lampe_dynamo.JPG

utilisée en démarche d'investigation sur la constitution d'un alternateur. J'ai soudé 2 paires de fils ce qui permet de voir la tension sinusoïdale à la sortie de la bobine et la tension redressée après le pont de diode (à coupler par exemple avec une activité documentaire sur le fonctionnement d'un chargeur de téléphone portable)(lorsque l'on a qu'un gtbf, cela permet aux élèves d'observer une tension autre que continue ou sinusoïdale)

- calculatrice et carte anniversaire
calculatrice.JPG

Utilisées avec des piles pomme de terre (type Volta). J'introduis la notion de tension grâce à ça en 4ème.

- bobine
Bobine2.JPG


En déplaçant un aimant néodyme on peut allumer le module del ci-dessus

le type de bobine utilisé :
http://www.conrad.fr/ce/fr/product/604975/Bobine-de-1500-m-de-fil-de-cuivre-exterieur-005-mm-Conrad-SU607509-93014c411
la réalisation est en revanche délicate (notamment les soudures), compte tenu de la finesse du fil.

- Voltmètre à zéro central
voltmetre.JPG

à utiliser avec la bobine précédente, on obtient une tension de quelques volts ( ~2V), les élèves peuvent observer la tension positive ou négative et comparer avec une pile

- Moteur avec aimant néodyme + bobine
bobine1.JPG


avec le moteur couplé à un aimant , on obtient une tension maximale de ~5V (~10V avec ajout d'un clou en fer doux) que l'on peut visualiser à l'oscilloscope
avec la résistance variable précédente, on peut également étudier l'influence de la vitesse de rotation de l'aimant sur la période et la tension maximale

J’utilise également le moteur sans aimant en 5ème ou 4ème (choisir un moteur 6-12V, cela évite les problème de surtension)
moteur.JPG


Pour fixer l'aimant :
aimant.JPG

que l'on peut trouver ici par exemple :
http://fr.opitec.com/opitec-web/articleNumber/819015/zz/cID/c3I6ODE5MDE1OA==

- Testeur de continuite
module_detecteur.JPG

pour tester si le corps humain est conducteur en 5eme
Un exemple de plan chez opitec :
http://nbg-web01.opitec.com/img/110/268/110268bf.pdf

- Maison solaire
Maison_solaire.JPG

Utilisée pour les parties énergies renouvelables des programmes de 5ème-3eme
Je l'utilise également en 4ème pour introduire la notion d'intensité du courant

- Vélo générateur d'électricité
le générateur utilisé est un moteur de vélo électrique
velo.JPG

lampes.JPG


peut servir de fil directeur à tout le programme de 3eme (principe alternateur- observation de la tension à l’oscilloscope- notion de puissance, énergie, conversion d'énergie etc... :
http://www.dailymotion.com/video/xmj15q_the-animals-save-the-planet-energy-efficient-penguin-youtube_tech

Autres exemples d'activités : http://fr.scribd.com/doc/179527887/Energy-generating-bike2005-pdf

Pour la fabrication, des informations ici :
http://www.youtube.com/watch?v=lcJ97dwpQME
http://www.youtube.com/watch?v=TX71O449AQ0
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Re: Idées de construction de matériel expérimental

Messagede Trane » 21 Déc 2013, 22:43

La suite, en optique :

- Boite noire d'optique
une simple boite de ramette papier peinte en noire
Boite_noire.JPG


-appareil photo
appareil_photo.JPG

Appareil photographique "jetable" dont on a enlevé l'obturateur, la diapositive en papier calque fait office de pellicule (veillez à court-circuiter le condensateur lors du démontage).
Utilisé en 4ème dans la partie formation d'une image
appareil_photo1.jpeg


- maquette de l’œil et défaut de l’œil
maquette_oiel.JPG


la lentille est celle d'un appareil photo jetable
Pour la maquette des défauts de 'oeil : en position 2 : œil normal, image nette ; en position 1 : simulation de l'hypermétropie; en position 3 : simulation de la myopie ;
En utilisant les lentilles que l'on a au collège (boite de 4 lentilles) on arrive à obtenir de nouveau une image nette. Les élèves peuvent également utiliser leurs lunettes.
œil normal :
oeil_normal.JPG

œil myope :
oeil_myope.JPG

œil myope corrigé :
oeil_myope_corrige.JPG


l’objet (chat) est réalisé avec une perforatrice fantaisie et un papier calque
La lampe : led 12V 5W (c'est mieux avec des led, ça chauffe moins mais ça coûte plus cher). Le "capot" provient de récupération de boites de montage d'élèves en technologie.
lampe_12V.JPG


- maquette synthèse additive
3 lampes torches (9 leds) premiers prix (4-5€ pièce).
Les filtres colorés sont insérés à l’intérieur de la lampe (filtre du clea http://ventes.clea-astro.eu/9-filtres). Les lampes peuvent pivoter sur leur axe :
maquette.JPG

couleur.JPG

cyan :
cyan.JPG


En chimie :

- Modèle moléculaire pour tableau
à imprimer en couleurs, plastifer puis coller un magnet au dos
modele_moleculaire.JPG


- Support électrode
support_electrode.JPG


une simple planchette de bois percée dans laquelle les électrodes entrent en force

- Canette
canette.JPG


pour la partie distinguer des métaux en 3ème
Bien replier les bords afin d'éviter les parties coupantes.

Ajoutez vos propres idées, réalisations, astuces à la suite de ce message.

Pour des idées plus orientées lycée, l’excellent site d'un collègue (Wulfran Fortin) :
http://physchim.info/webphy/

Cordialement,

ps : pour ceux qui ont du mal à voir les photos, j'ai copié le texte et les photos dans un fichier pdf ci-joint.
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Re: Idées de construction de matériel expérimental

Messagede Aranel53 » 22 Déc 2013, 09:21

Merci beaucoup pour ce bilan c'est très intéressant ! Je note plein d'idées car on a décidé avec le collègue de se mettre a faire un peu de matériel vu les prix prohibitifs de certains trucs chez les fournisseurs classiques...

Dis donc, tu as dû y passer un temps fou ! Déjà pour faire les photos et les poster c'est carrément long. Merci encore.
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Re: Idées de construction de matériel expérimental

Messagede Deboug » 22 Déc 2013, 10:15

C'est vraiment pas mal, de très bonnes idées !

Un boulot fou...
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Re: Idées de construction de matériel expérimental

Messagede Trane » 22 Déc 2013, 10:53

Dis donc, tu as dû y passer un temps fou !

C'est un travail de plusieurs années (je complète au fur à mesure, un peu tous les ans).

J'ai l'impression en revanche que les photos ne s'affichent pas bien. Ils en manquent toujours quand la page s'affiche. Quand je recharge la page, d'autres apparaissent mais pas toutes. C'est normal ou c'est seulement chez moi ?

Quelques autres idées qui proviennent du site de l'académie de Rouen :

- bouteille réactive
bouteille_reactive.jpg


pour étudier la conservation de la masse en 4ème, plus de détails ici :
http://spcfa.spip.ac-rouen.fr/spip.php?article117

- maquette de barrage
- maquette éolienne
- maquette plan incliné (reproduction de l'expérience menée par Galilée
- maquette électricité (La maquette simule la situation où plusieurs appareils sont branchés à une multiprise avec le risque de surintensité)
- maquette de l'oeil avec un aquarium voir ici http://spcfa.spip.ac-rouen.fr/spip.php?article71

Voir documents ci-joints
(on peut également les trouver ici (mais le lien semble mort) :
http://spcfa.spip.ac-rouen.fr/spip.php?article201
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Re: Idées de construction de matériel expérimental

Messagede Gwen Ar Breizhou » 22 Déc 2013, 11:21

C'est superbe mais à l'heure où les heures de labo et de vaisselle sont menacées, je me vois mal y consacrer le temps nécessaire ...
Mes vieux sites plus d'actualités :
http://gwenaelm.free.fr/Physique
http://gwenaelm.free.fr/2008-9

car je consacre maintenant mon temps libre à la photo ;o))
https://www.flickr.com/photos/gwenarbreizhou/albums
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Re: Idées de construction de matériel expérimental

Messagede bipbip » 22 Déc 2013, 11:48

Salut

Merci pour le partage des bonnes idées.

Trane a écrit:J'ai l'impression en revanche que les photos ne s'affichent pas bien. Ils en manquent toujours quand la page s'affiche. Quand je recharge la page, d'autres apparaissent mais pas toutes. C'est normal ou c'est seulement chez moi ?



Non, chez moi aussi, seulement quelques images s'affichent... Maintenant, publier des images grand format, cela alourdi beaucoup le forum, car les images sont chargées chaque fois que la page est ouverte, ce qui n'est pas le cas lorsqu'on joint un fichier *.doc ou *.pdf. Il faudrait presque rassembler les images sur un fichier zip et publier une image type "planche contact".

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Re: Idées de construction de matériel expérimental

Messagede Aranel53 » 22 Déc 2013, 12:48

Pour les images, le problème est partout... J'avais remarqué ça dès les débuts du forum.

En effet un document qui rassemble tout est mieux point de vue bande passante mais beaucoup de collègues ne cliquent pas forcément, donc c'est pas mal de mettre des images dans les messages aussi.

Mais c'est vrai que faire une sorte de manuel de construction de matériel en PDF à télécharger est une bonne idée !
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Re: Idées de construction de matériel expérimental

Messagede Trane » 22 Déc 2013, 18:46

J'ai édité le second message et ajouté un fichier pdf dans lequel j'ai copié le texte et les photos.

Sinon je me suis aperçu qu'en cliquant droit sur le nom de la photo et en faisant actualiser, elle apparaît.
Dernière édition par Trane le 12 Fév 2014, 20:37, édité 1 fois.
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Re: Idées de construction de matériel expérimental

Messagede Mickaël » 26 Déc 2013, 11:59

Un GROS merci pour ce topic. C'est vraiment génial. Je suis un piètre bricoleur car je n'ai pas eu l'occasion de souvent bricoler. Ca va vraiment m'aider énormément. :)
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