L'électricité

Discipline
Sciences et technologie
Niveaux
CE1, CE2.
Auteur
J. CALLUAUD
Objectif
- Savoir ce qu'est un générateur et un récepteur, un conducteur et un isolant, un circuit électrique, ouvert, fermé, un court circuit.
- Savoir comment placer un générateur et un récepteur pour que le récepteur fonctionne.
- Etre capable de formuler des hypothèses, expérimenter, obser dse résultats et déduire une conclusion.
Relation avec les programmes

Ancien Socle commun (2007)

  • Manipuler et expérimenter, formuler une hypothèse et la tester, argumenter, mettre à l’essai plusieurs pistes de solutions
  • Exprimer et exploiter les résultats d’une mesure ou d’une recherche en utilisant un vocabulaire scientifique à l’écrit et à l’oral
  • Les objets techniques
Dates
Créée le 01 mai 2013
Modifiée le 27 décembre 2013
Statistiques
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Licence
CC-BY-NC-SALicence Creative Commons : Paternité - Pas d'utilisation commerciale - Partage des conditions initiales à l'identique ?.

Il s'agit ici d'aborder les notions de générateurs et récepteurs. Puis de découvrir peu à peu comment fonctionne un circuit électrique.
Insérer une séance préliminaire (la S1 de lutinbazar: http://www.lutinbazar.fr/l-electricite-sequence-ce1-ce2-a23126719) où l'on observe le jeu de Dr Maboul. On dit que l'on voudrait faire aussi un personnage avec les yeux ou le nez qui s'allume. Comment faire? Il faut savoir allumer une ampoule quand on le veut... On va se renseigner sur l'électricité et après on fera un personnage qui brille.

Faire référence à notre projet à chaque début de séance pour faire sens auprès des élèves.

Déroulement des séances

1

les générateurs d'électricité

Dernière mise à jour le 27 décembre 2013
Discipline / domaine
Sciences et technologie
Objectif
- savoir ce qu'est un générateur
- être capable de schématiser une pile
Durée
45 minutes (3 phases)
Matériel
piles plates

1. situation de départ

collectif | 15 min. | découverte

"Où trouve-t-on de l'électricité?"

--> réponses attendues: piles, batteries, panneaux soleurs, moteurs, dynamo, secteur de la maison...

Les élèves débattent de leurs réponses.

"Tout ce que vous citez produit de l'électricité. On les appelle des générateurs. Un générateur est un objet qui produit."

2. observation

binômes | 15 min. | recherche

Chaque binôme reçoit un générateur particulier: une pile plate.

Les binômes observent, posent des questions (comment de l'électricité peut en sortir?).

On nomme les différents éléments.

Les élèves font un dessin d'observation puis font à côté le schéma de la pile.

3. institutionnalisation

collectif | 15 min. | mise en commun / institutionnalisation

trace écrite:

Un générateur est un objet qui produit de l'électricité. C'est une source d'énergie: c'est-à-dire qu'il fournit de l'énergie à d'autres objets pour faire de la lumière, du bruit, de la musique, un mouvement...

Exemples de générateurs: ...

La pile est un générateur qui a 2 bornes (+ / -), une tension entre ses bornes. C'est un dipôle.

2

Les récepteurs

Dernière mise à jour le 27 décembre 2013
Discipline / domaine
Sciences et technologie
Objectif
- Savoir ce qu'est un récepteur
- formuler une hypothèses, expériementer et observer les résultats
- connaître le vocabulaire lié à l'ampoule
Durée
70 minutes (4 phases)
Matériel
piles plates
ampoules

1. situation de départ

collectif | 15 min. | découverte

"qu'est-ce qui fonctionne avec de l'électricité?"

--> réponses attendues: un réveil, une lampe torche, une montre, le jeu du Dr. Maboul...

"Ce sont des appareils qui reçoivent de l'électricité, de l'énergie pour faire de la lumière, du bruit, de la musique... on les appelle récepteurs.

L'ampoule est un récepteur."

2. formulation d'hypothèses

individuel | 10 min. | recherche

On présente le matériel aux élèves: une pile et une ampoule.

"Vous allez dessiner la position de la pile et de l'ampoule pour que l'ampoule puisse s'allumer selon vous."

Les élèves dessinent puis on accroche au tableau les différents dessins.

"Comment faire pour savoir qui a raison?"

--> Les élèves qui pensent la même chose se mettent en binôme et vont devoir refaire leur schéma avec le matériel pour vérifier leur hypothèse.

3. expérimentations

binômes | 15 min. | recherche

Les élèves font leur expérience et écrivent en dessous de leur dessin si la lampe s'allume ou non.

Ils mettent en commun leurs réultats: ceux qui ont trouvé comment allumer montrent aux autres qui essayent ensuite de refaire.

On place le vocabulaire plot, vis, filament... sur un grand dessin de pile et on dessine sur l'affiche les points de contact.

4. institutionnalisation (qui peut être déplacées comme séance supplémentaire à part entière)

individuel | 30 min. | réinvestissement

Les élèves rappellent ce qu'ils ont appris précédemment. On ressort les affiches.

Puis ils notent la leçon dans leur cahier:

  • les récépeturs: déf, exemples
  • un récpteur particulier: la pile: schéma et annotation de la coupe d'une pile
  • Comment faire briller une ampoule? Ce que je pense (dessin) et résultats

Si temps, éventuellement des exercices sur le bon placement de l'ampoule et de la pile.

3

conducteurs et isolants

Dernière mise à jour le 01 mai 2013
Discipline / domaine
Sciences et technologie
Objectif
- connaître les définitions de conducteurs et d'isolants
- comprendre leur intérêt
- savoir comment allumer une ampoule à distance et faire le parallèle avec l'électricité dans la maison
Durée
70 minutes (3 phases)
Matériel
piles plates
ampoules
fils de fer, de cuivre, électrique, de laine, plastique, de papier, ficelle, du verre

1. hypothèses

collectif | 15 min. | découverte

"Comment pouvons-nous faire briller une ampoule à distance de la pile?"

--> réponse attendue: avec des fils!

"Oui mais en quoi sont-ils ces fils?"

--> réponse attendue: en plastique! voire autre chose.

"Comment pouvons-nous faire pour savoir en quoi sont les fils qui permettent de laisser passer l'électricité?"

--> on va dénuder un fil électrique devant eux et observer ce qu'il y a à l'intérieur. est-ce le cuivre ou le plastique qui va laisser passer l'électricité?

2. expérimentations

binômes | 25 min. | recherche

Par deux, les élèves reçoivent une pile, une ampoule et 2 fils de même matière.

Ils manipulent et observent les résultats.

Ils dessinent l'expérience réalisée et notent en dessous les résultats observés.

Puis au tableau, on fait la mise en commun de ce qui a fonctionné et ce qui n'a pas fonctionné en dessinant sur une affiche un tableau:

- matériaux conducteurs (qui laissent passer le courant): fil de fer, de cuivre, électrique (enrobé de plastique mais en cuivre)

- matériaux isolants: ficelle, laine, papier, verre.

3. institutionnalisation (qui peut faire l'objet d'uen séance supplémentaire)

individuel | 30 min. | réinvestissement

Les élèves rappellent ce qu'ils ont appris précédemment.

Ils notent la trace écrite:

  • Mon expérience: (dessin et résultat)
  • conducteurs et isolants: définition puis tableau de résultats des expréiences menées

Si temps, possibilité de faire un exercice sur différents circuits.

4

Comment étiendre la lampe?

Dernière mise à jour le 01 mai 2013
Discipline / domaine
Sciences et technologie
Objectif
- connaître le vocabulaire spécifique: circuit ouvert, circuit fermé, court-circuit
- comprendre le rôle de l'interrupteur
Durée
40 minutes (3 phases)
Matériel
piles plates
ampoules
fils électriques
un vrai interrupteur domestique

1. formulation d'hypothèses

collectif | 10 min. | découverte

"Pour allumer une ampoule à distance, nous avons vu que nous pouvions utiliser des fils. Comme dans la maison, les ampoules ne sont pas en contact avec des piles mais il y a des fils électriques partout dans les murs de la maison qui relient le transformateurs jusqu'aux ampoules dans les plafonds."

"Comment faire pour éteindre l'ampoule?"

--> les élèves formulent des hypothèses: utiliser un interrupteur, couper les fils...

2. expérimentations

binômes | 15 min. | recherche

Par deux, les élèves reçoivent une pile plate, une ampoule et  3 fils électriques.

Ils cherchent à faire un circuit qui parfois allume l'ampoule et parfois ne l'allume plus.

On compare les solutions.

On montre l'interrupteur et son principe de fonctionnement: quand on appuie dessus, les fils sont mis bout à bout, il y a contact, donc l'électricité peut passer, donc la lampe s'allume.

3. institutionnalisation

individuel | 15 min. | mise en commun / institutionnalisation

Les élèves notent la trace écrite:

  • le circuit électrique: définition, circuit ouvert, circuit fermé (schémas)
  • l'interrupteur: son rôle, schéma d'un circuit comportant un interrupteur
5

Le cas de l'eau

Dernière mise à jour le 27 décembre 2013
Discipline / domaine
Sciences et technologie
Objectif
- connaître quelques dangers de l'électricité
- savoir que l'eau est conductrice
Durée
45 minutes (2 phases)
Matériel
piles plates
ampoules
fils électriques
récipients avec de l'eau
sel
LED

1. l'eau conductrice? (remaniée)

collectif | 30 min. | découverte

Ne pas faire cette séance (hors programme eduscol): les élèves doivent juste savoir que c'est dangereux, qu'il y a un risque d'électrocution.

nouvelle séance:

réalisation du personnage qui brille (par 2 ou 3) dans un couvercle de boîte à chaussures:

- fixer les ampoules et piles à l'aide de scotch

- poser le dessin par dessus et scotcher les bords.

- mettre un interrupteur sur le côté du couvercle

ancienne séance:

Rappel sur conducteurs et isolants

Les élèves refont manip de la séance sur conducteurs et isolants avec de l'eau.

Mise en commun : la lampe ne s’allume pas. Mais on SAIT que c’est dangereux d’avoir un appareil électrique prés d’un
point d’eau (cf. salle de bain).

Pourquoi l’ampoule ne brille pas ?
LE maitre propose 2 expériences
1/ Même montage, mettre peu à peu du sel dans l’eau. Observer
2/ Remplacer l’ampoule par une LED.
Notez le résultat des expériences
Faire des hypothèses.Expliquez ce qui se passe.

Mise en commun :Plus l’eau est salée plus elle est conductrice
Le maitre explique que les DEL fonctionnent avec des courants d’intensité très faibles (A Noel, les guirlandes en LED remplacent les traditionnelles guirlandes car elles ont moins besoin d’électricité pour fonctionner)
Ne pas oublier de rappeler les dangers des expériences avec l'électricité domestique, rappeler que l'eau est un mauvais
conducteur avec un courant faible mais un excellent conducteur au dessus de 24 volts. L’eau du robinet ne conduit pas
suffisamment pour qu’une pile de 4,5V allume une ampoule,mais suffisamment pour qu’on puisse s’électrocuter si elle
se situe entre nous et une source de 220V (une prise, une douille d’ampoule,…).
Il ne faut donc jamais toucher un objet branché ou une prise avec les mains mouillées ni y verser de l’eau.

2. institutionnalisation

individuel | 15 min. | mise en commun / institutionnalisation

nouvelle séance:

prendre en photo le montage et le résultat final

ancienne séance:

Les élèves notent la trace écrite:

  • les dangers de l'eau:
  • schéma de l'expérience réalisée et notations des résultats
  • ccl: l'eau ne conduit pas assez ave une pile de 24V mais conduit quand même! A la maison, il y a 220V dans les prises, donc très dangereux s'il y a de l'eau entre nous et uen source électrique.