Bonjour,
Cette année, après un passage par le lycée l'année dernière, j'ai retrouvé des classes de quatrième, en particulier pour les cours d'électricité.
A la relecture, les lois de la tension et de l'intensité telles qu'inscrites dans les programmes et proposées usuellement ne permettent pas à mon avis une bonne compréhension :
" L'intensité du courant est la même en tout point d'un circuit en série." et "Loi d'additivité de l'intensité dans un circuit
comportant une dérivation."
Les élèves risquent de penser qu'il y a deux lois différentes suivant les circuits, ce qui n'est pas le cas. La formulation "une dérivation" est dangereuse à mon avis car elle ne permet pas de généraliser. On peut remplacer ces deux lois par la loi suivante facilement comprise par les élèves : " En tout point d'un circuit, ce qui rentre sort !". (Personnellement j'utilise le vocable "déplacement de grains d'électricité" depuis la cinquième pour définir le courant électrique). Ainsi, l'unicité de l'intensité est logique car tout ce qui sort de la pile, rentre dans la pile et c'est valable pour tous les dipôles... On évite de spécifier "circuits en série" qui n'apporte rien et fait perdre en généralité. Et à un nœud de connexion, ce qui rentre sort donc l'intensité qui arrive est égale à l'intensité qui repart.
"La tension est la même aux bornes de deux dipôles en dérivation." et "Loi d’additivité des tensions dans un circuit
série."
Pareil, les élèves pensent que la tension ne se comporte pas pareil dans les deux types de circuit... Alors qu'il n'y a qu'une loi à donner (on va pas l'appeler loi des mailles mais on pourrait l'appeler "loi des boucles") : Dans une boucle donnée, la tension entre les bornes du générateur est égale à la somme des tensions entre les bornes des dipôles de la boucle. Et zou ! c'est valable tout le temps. Pour un circuit avec deux lampes en une seule boucle, on suit la boucle et on écrit UG= UL1 + UL2. Et on voit bien que par exemple dans un circuit de deux lampes en dérivation avec la pile, UG=UL1 mais que UG=UL2. La conséquence est que UL1=UL2. Pas d'autre loi à apprendre. Si, il faut avoir dit que la tension entre les bornes d'un fil est considérée comme nulle...mais ça, ça change pas...
Je réinvente l'eau tiède ou c'est intéressant ? Qu'en pensez vous ?
Il a fallu que je fasse les cours d'électricité en première S pour me rendre compte déjà à quel point c'est inutile d'insister trop en collège là dessus vu le nombre d'élève qui s'en resserviront vraiment. (La mémorisation de tout ça est quand même vraiment inutile, l'intérêt est à mon avis la modélisation et l'utilisation du modèle pour prédire une valeur en sciences...c'est tout) Je me suis rendu compte aussi à quel point tout était mélangé.
Il faut d'ailleurs arrêter complètement d'utiliser les expressions "circuits en série" et "circuits en dérivation", il faudrait parler de "dipôles en série ou en dérivation" et baser les exemples sur des circuits mixtes car comme je dis aux élèves, la plupart des circuits qui existent ne sont ni en série ni en dérivation !