Le courant électrique : Modélisations et analogies

Documents proposés pour ce thème pour la classe de quatrième.

Le courant électrique : Modélisations et analogies

Messagede Aranel53 » 28 Fév 2010, 13:49

Bonjour !

Je crée ce sujet pour que chacun puisse exposer les analogies et modèles utilisés en 5e (ou dans les autres classes) pour donner aux élèves une compréhension suffisante du courant électrique.

Après plusieurs tentatives et essais, j'ai construit cette analogie qui se base initialement sur le modèle du train de Joshua (http://www2.enfa.fr/r2math/math/progrm/ ... -P-C54.pdf voir page 73). Ce modèle me posait problème car il ne permet pas très bien d'expliquer la situation d'un interrupteur ouvert par exemple.

Mon analogie est une chaine de vélo dans laquelle les maillons représentent les "grains d'électricité" (puisqu'on n'a pas d'électrons en 5eme ), le pédalier représente le générateur.

J'ajoute que cette analogie se base sur l'existence de ces "grains d'électricité" qui sont présent dans tous les matériaux, les isolants comme les conducteurs et qui ne peuvent bouger que dans les conducteurs sous l'action d'un générateur si le circuit est fermé.

J'ai beaucoup moins d'erreurs de prévision de comportement de circuits depuis que j'utilise ce truc ! (J'ai fait un remplacement dans un lycée ou un collègue a monté presque la même analogie mais il l'a faite en vrai avec chaine et pédalier et il s'en sert en première S !)

Si vous avez des critiques ou des propositions d'amélioration je suis bien entendu preneur !
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Re: Le courant électrique : Modélisations et analogies

Messagede Aranel53 » 20 Juin 2010, 20:01

Bon, ça faisait pas mal de temps que je voulais reprendre cette feuille correctement avec Inkscape...

Je viens d'y passer quasiment la journée (j'exagère !), mais le résultat est pas mal à mon avis. J'ai tout fait sous Inkscape directement, sans passer par un traitement de texte et le résultat est ma foi pas trop mal. Il faut utiliser des guides verticaux et horizontaux pour aligner le texte mais ça se fait.

Le problème est qu'il y a trop de texte, je vais voir si je peux pas faire des morceaux à donner aux élèves au fur et à mesure de l'avancée du cours et pas en bloc... à voir.

Dites moi ce que vous en pensez (ouvrir le fichier pdf, l'image n'est qu'un aperçu), pour moi c'est le meilleur modèle ! le pouvoir de prédiction et d'explication est vraiment très fort. Je l'ai utilisé en première S avec succès.

Est-ce que c'est assez clair, mon poing qui freine la chaine sur les schémas ?

Par contre, il faut bien préciser que ce n'est plus valable en dérivation car on ne sait pas comment "frottent" les différentes branches...

A vous !
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Re: Le courant électrique : Modélisations et analogies

Messagede raphy38 » 20 Juin 2010, 20:48

Alors voici mes débuts aussi dans la modélisation. Moi, j'utilise des documents créés par l'INRS et que j'ai un peu détournés. Voici un premier exemple.
Modèle du récepteur.pdf

Modèle du récepteur.png
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Re: Le courant électrique : Modélisations et analogies

Messagede raphy38 » 20 Juin 2010, 21:00

Voici la suite : générateur et fils électriques
Modèle du générateur.pdf

Modèle du générateur.png

Modèle des fils électriques.pdf

Modèle des fils électriques.png
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Re: Le courant électrique : Modélisations et analogies

Messagede raphy38 » 20 Juin 2010, 21:02

La suite en 5ème (sens du courant du plus vers le moins) :
Modèle du circuit électrique boucle simple 5ème.pdf

'une boucle simple 5ème.png

Modèle du circuit électrique dérivation 5ème.pdf

Modèle circuit deux boucles 5ème.png
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Re: Le courant électrique : Modélisations et analogies

Messagede raphy38 » 20 Juin 2010, 21:08

Je termine par les suppléments de 4ème : intensité, tension et résistance :

'intensité électrique.pdf

'intensité.png

Modèle de la tension.pdf

Modèle de la tension.png

Modèle de la résistance des fils électriques.pdf

Modèle résistance des fils.png
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Re: Le courant électrique : Modélisations et analogies

Messagede freche » 20 Juin 2010, 21:10

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Re: Le courant électrique : Modélisations et analogies

Messagede raphy38 » 20 Juin 2010, 21:13

J'avais déjà vu cette animation mais faite par un collègue en R2P2. Le must c'est qu'il ajoutait en plus par dessus le mouvement des mineurs, la schématisation du circuit.
J'ai essayé de la refaire avec power point mais quel travail de titan. Je suis contente de ton adresse. Merci !
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Re: Le courant électrique : Modélisations et analogies

Messagede Aranel53 » 20 Juin 2010, 21:28

Personnellement, j'ai beaucoup de mal avec les images du document de l'INRS...

Déjà le design est vraiment "old school" ;) , mais surtout j'ai l'impression qu'elles risquent de véhiculer trop d'idées fausses aux élèves par rapport à ce qu'elle apportent... L'image des bonshommes à la cantine, je n'arrive pas à la relier avec ce que je sais d'un générateur. Et on en avait déjà parlé en stage mais j'ai peur qu'à faire visualiser ainsi l'énergie on revienne à des erreurs de type "courant qui s'épuise".

Je préfère montrer une animation comme celle proposée en lien, même si je n'aime pas bien les mineurs car si la limite n'est pas bien posée par l'enseignant, ce type de modèle autorise "l'accumulation de mineurs si ça bloque"... dans la réalité tous les mineurs avancent encore jusqu'à l'obstacle...

Sinon, qui a regardé mon document et pas seulement l'échantillon ? :roll: J'aimerais des retours ! :-)

A la relecture, il faut que je dissocie mieux la partie "courant et circuit" de la partie modélisation avec les maillons...

(Par contre, Raphy je crois que tu devrais faire un pdf avec toutes les pages du modèle rassemblées et laisser les aperçus... ça éclaircirait un peu ! car avec les liens au milieu on a du mal à s'y retrouver ;-) )
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Re: Le courant électrique : Modélisations et analogies

Messagede raphy38 » 20 Juin 2010, 21:46

De mon côté, j'ai eu du mal à voir l'analogie entre la main qui freine et la lampe. Mais cela pourrait permettre d'expliquer l'échauffement du filament et donc la lumière.
Qu'as-tu alors proposé pour l'interrupteur ? et la diode ?
As-tu aussi essayé d'expliquer l'existence ou non d'une tension aux bornes d'un interrupteur ouvert ou fermé ?

Merci pour tes conseils.
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