Titre : Etude des lois de l`intensité électrique Niveau : 4ème

Titre :
Etude des lois de l’intensité électrique
Niveau : 4ème
Type d’activité
TP « virtuel » à faire à la maison
Connaissances :
- L’intensité du courant est la même en
tout point d’un circuit en série.
- Loi d’additivité de l’intensité dans un
circuit comportant une dérivation.
Place dans le programme, dans la
progression pédagogique
Capacités :
- Questionner, identifier un problème,
formuler une hypothèse.
- Mettre en œuvre un protocole
expérimental
- Mesurer (lire une mesure, estimer la
précision d’une mesure, optimiser les
conditions de mesure).
Pré-requis
-
Matériel nécessaire
Conditions de mise en œuvre
Commentaires
Savoir réaliser un montage à partir
d’un schéma
Faire un schéma, en respectant des
conventions.
L’intensité d’un courant électrique se
mesure avec un ampèremètre branché
en série.
Un ordinateur et une connexion Internet
(l’animation utilisée peut également être
téléchargée)
Cette séquence a été réalisée pour permettre
aux élèves de s’entraîner à la maison suite à
la réalisation du TP correspondant en classe.
Cette séquence peut être envisagée en classe
pour permettre une différenciation du travail
des élèves.
Sollazzini Olivier _collège de Volx _ Académie d’Aix Marseille
Fiche à destination des élèves
Etude des lois de l’intensité : circuits en série
VERSION FACILE
•
A l’aide du logiciel disponible à l’adresse suivante :
http://phet.colorado.edu/sims/circuit-construction-kit/circuit-construction-kit-dc_fr.jnlp
Tu vas réaliser une séance de Travaux Pratiques virtuelle mais qui ressemble en tous points à
celle réalisée en classe.
•
Réalise le circuit suivant, grâce au logiciel:
Schématise les appareils de mesure servant à mesurer :
- iG ; intensité du courant qui traverse le générateur
- iL1 ; intensité du courant qui traverse la lampe L1
- iL2 ; intensité du courant qui traverse la lampe L2
Réalise les mesures précisément.
Ecris tes résultats sous la forme d’un tableau.
Compare les trois intensités que tu as mesurées. Quelle relation mathématique peux-tu
écrire entre iG, iL1 et iL2.
La relation trouvée au 3 est-elle toujours valable si on ajoute une troisième lampe dans le
circuit ? Propose l’expérience qui permettrait de le vérifier.
Ecris la relation que tu as vérifiée avec une phrase.
Cette activité s’inspire d’un document de l’Inspection pédagogique régionale de l’Académie
d’Orléans-Tours :
http://www.ac-orleans-tours.fr/physique/socle/Socle%20et%20Sciences%20Physiques.pdf
Sollazzini Olivier _collège de Volx _ Académie d’Aix Marseille
Fiche à destination des élèves
Etude des lois de l’intensité : circuits en série
•
VERSION STANDARD
A l’aide du logiciel disponible à l’adresse suivante :
http://phet.colorado.edu/sims/circuit-construction-kit/circuit-construction-kit-dc_fr.jnlp
Tu vas réaliser une séance de Travaux Pratiques virtuelle mais qui ressemble en tous points à
celle réalisée en classe.
•
On peut lire dans les livres la loi suivante :
« L’intensité du courant est la même en tous points d’un circuit en série »
Proposer un montage électrique (schéma et texte) permettant de vérifier cette loi.
Réalise l’expérience que tu as proposée, grâce au logiciel.
Rédige un résumé de ce que tu as fais et une conclusion sur ton expérience.
Sollazzini Olivier _collège de Volx _ Académie d’Aix Marseille
Fiche à destination des élèves
Etude des lois de l’intensité : circuits en série
VERSION STANDARD BIS
Tom Et Nadia discutent de l’expérience qu’à réaliser leur professeur (voir photographie) :
La lampe qui brille le plus
fort est du côté « + » du
générateur ; C’est normal,
c’est elle qui reçoit le
courant en premier
Mais non ! Il n’y a
qu’une boucle donc
c’est le même
courant !
Avec qui es-tu d’accord ?
2 A l’aide du logiciel disponible à l’adresse suivante :
http://phet.colorado.edu/sims/circuit-construction-kit/circuit-construction-kit-dc_fr.jnlp
Tu vas réaliser une séance de Travaux Pratiques virtuelle mais qui ressemble en tous points à
celle réalisée en classe afin de savoir qui de Tom ou de Nadia a raison.
3 Proposer un montage électrique (schéma et texte) permettant de prouver qui a raison.
4 Réalise l’expérience que tu as proposée, grâce au logiciel.
5 Rédige un résumé de ce que tu as fais et écris qui a avait raison.
6 Ecris une loi générale sur l’intensité du courant dans ce type de circuit.
Les personnages utilisés dans l’illustration ci-dessus sont extraits d’une image consultable à
l’adresse suivante :
https://www.retraite.cnav.fr/portal/page/portal/Y_GP_NAT/Y_P_NAT_ESPACES/Y_P_NAT_ES
PACEE/Y_P_NAT_ESPACEE_RETRAITE_RG
Sollazzini Olivier _collège de Volx _ Académie d’Aix Marseille
VERSION STANDARD
Fiche à destination des élèves
Etude des lois de l’intensité : circuits en série
VERSION DEMARCHE D’INVESTIGATION
•
A l’aide du logiciel disponible à l’adresse suivante :
http://phet.colorado.edu/sims/circuit-construction-kit/circuit-construction-kit-dc_fr.jnlp
Tu vas réaliser une séance de Travaux Pratiques virtuelle mais qui ressemble en tous points à
celle réalisée en classe.
•
Observe la photographie suivante :
L1
L2
La lampe L2 brille moins que la lampe L1.
A ton avis, pourquoi la lampe L2 brille-t-elle moins que la lampe L1 ?
Propose une expérience (schéma et texte) qui permette de vérifier ta proposition.
Astuce pour la simulation : afin d’avoir deux lampes différentes sur ton «bureau virtuel »,
fais un clique droit sur ta deuxième lampe. Choisis « modifier la résistance » et tape la valeur
2. Pour fermer la fenêtre, clique sur compléter.
Réalise l’expérience que tu as proposée, grâce au logiciel, puis rédige un résumé de ton
expérience.
Ton hypothèse du est-elle juste ? Rédige une phrase pour conclure sur les résultats de
ton expérience.
La relation que tu as établi entre les intensités est-elle toujours valable si on ajoute une
troisième lampe dans le circuit ? Propose l’expérience qui permettrait de le vérifier.
Sollazzini Olivier _collège de Volx _ Académie d’Aix Marseille
Fiche à destination des élèves
Etude des lois de l’intensité : circuits en dérivation
•
VERSION FACILE
A l’aide du logiciel disponible à l’adresse suivante :
http://phet.colorado.edu/sims/circuit-construction-kit/circuit-construction-kit-dc_fr.jnlp
Tu vas réaliser une séance de Travaux Pratiques virtuelle mais qui ressemble en tous points à
celle réalisée en classe.
Expérience :
Réalise le montage suivant , grâce au logiciel:
L1
L2
Dessine le schéma de ce montage et montre les chemins suivis par les courants.
2 Sur ton schéma, rajoute :
- L’ampèremètre qui permet de mesurer l’intensité du courant iGénérateur que fournit le
générateur
- L’ampèremètre qui permet de mesurer l’intensité iL1 du courant qui entre dans la
lampe L1
- L’ampèremètre qui permet de mesurer l’intensité i L2 du courant qui entre dans la
lampe L2
3
Mesure l’intensité « igénérateur ».
Mesure l’intensité du courant « iL1 »
Mesure l’intensité « iL2 ».
4 Compare les trois intensités que tu as mesurées. Quelle relation mathématique peux-tu
écrire entre iG, iL1 et iL2..
5 La relation trouvée au 4 est-elle toujours valable si on ajoute une troisième lampe dans le
circuit ? Propose l’expérience qui permettrait de le vérifier.
.
6Ecris la relation que tu as vérifiée avec une phrase.
Sollazzini Olivier _collège de Volx _ Académie d’Aix Marseille
Fiche à destination des élèves
Etude des lois de l’intensité : circuits en dérivation
VERSION STANDARD
•
A l’aide du logiciel disponible à l’adresse suivante :
http://phet.colorado.edu/sims/circuit-construction-kit/circuit-construction-kit-dc_fr.jnlp
Tu vas réaliser une séance de Travaux Pratiques virtuelle mais qui ressemble en tous points à
celle réalisée en classe.
• On peut lire dans les livres la loi suivante :
« Dans tout circuit en dérivation :
l’intensité du courant dans la branche principale est égale à la somme des intensités des
courants dans les branches dérivées »
Proposer un montage électrique (schéma et texte) permettant de vérifier cette loi.
Réalise l’expérience que tu as proposée, grâce au logiciel.
Rédige un résumé de ce que tu as fais et une conclusion sur ton expérience.
Cette activité est extraite d’un document de l’Inspection pédagogique régionale de l’Académie
d’Orléans-Tours :
http://www.ac-orleans-tours.fr/physique/socle/Socle%20et%20Sciences%20Physiques.pdf
Sollazzini Olivier _collège de Volx _ Académie d’Aix Marseille
Fiche à destination des élèves
Etude des lois de l’intensité : circuits en série
VERSION STANDARD BIS
Tom Et Nadia discutent de la multiprise qu’elle utilise dans son bureau :
Ton installation est
dangereuse ! Il y a trop
d’appareils branchés sur ta
multiprise !! Ensemble, ils
demandent trop de courant !!!
Mais non, il y a écrit : « 16 A
maximum » sur la multiprise et
aucun de mes appareils n’utilise
autant d’intensité !
Précision : avec une multiprise, les appareils électriques sont branchés en dérivation.
Avec qui es-tu d’accord ?
2 A l’aide du logiciel disponible à l’adresse suivante :
http://phet.colorado.edu/sims/circuit-construction-kit/circuit-construction-kit-dc_fr.jnlp
Tu vas réaliser une séance de Travaux Pratiques virtuelle mais qui ressemble en tous points à celle réalisée en
classe afin de savoir qui de Tom ou de Nadia a raison.
3 Proposer un montage électrique (schéma et texte) permettant de prouver qui a raison.
4 Réalise l’expérience que tu as proposée, grâce au logiciel.
5 Rédige un résumé de ce que tu as fais et écris qui a avait raison.
6 Ecris une loi générale sur l’intensité du courant dans ce type de circuit.
Les personnages utilisés dans l’illustration ci-dessus sont extraits d’une image consultable à
l’adresse suivante :
https://www.retraite.cnav.fr/portal/page/portal/Y_GP_NAT/Y_P_NAT_ESPACES/Y_P_NAT_ES
PACEE/Y_P_NAT_ESPACEE_RETRAITE_RG
Sollazzini Olivier _collège de Volx _ Académie d’Aix Marseille
Sollazzini Olivier _collège de Volx _ Académie d’Aix Marseille
Fiche à destination des enseignants
Ce « TP virtuel » permet aux élèves de réviser les manipulations faites en classe en réalisant
de vraies mesures sans matériel d’électricité.
Cette activité est également proposée en plusieurs versions différentes afin de proposer aux
élèves des chemins différents pour obtenir la même connaissance visée par le programme.
Cette différentiation des parcours peut être réalisée en classe avec du « vrai » matériel. La
simulation de la manipulation peut permettre alors :
- de pallier à un manque de matériel
- de pallier à un effectif trop important
- de se lancer dans l’individualisation des parcours sans trop de difficultés liées à
l’hétérogénéité des élèves.
Le logiciel de simulation utilisé dans cette activité est le fruit du travail développé par
l’Université du Colorado. Sur le site du Physics Education Technology (PhET) sont
disponibles un grand nombre de simulations.
Ces animations sont véritablement interactives, elles permettent de faire varier différents
paramètres et de constater le résultat de ces variations.
Le site est hébergé à l’adresse suivante :
http://phet.colorado.edu/new/simulations/
Sollazzini Olivier _collège de Volx _ Académie d’Aix Marseille