Physique-Chimie
L'électricité en 5ème : les circuits électriques
L'électricité est partout présente dans notre vie quotidienne. L'enjeu ici est de faire comprendre aux élèves les principes de base de l'électricité et de les amener à s'interroger tout autant sur les questions d'énergie que sur les questions de sécurité.
L'électricité fait partie de notre quotidien et cette sous-partie du programme est l'occasion de réaliser de nombreuses manipulations qualitatives, c'est-à-dire sans mesure, visant à comprendre le fonctionnement des circuits électriques simples.
Le contenu détaillé en est rappelé, page 16, dans le Bulletin Officiel.
Le circuit simple
L'élève commence par réaliser un circuit simple avec une pile (le générateur) et une lampe ou un moteur. Il peut ensuite le commander par un interrupteur qui ouvre ou ferme le circuit. En dessinant ce qu'il a réalisé, il se rend compte que le résultat obtenu est différent de celui de ses camarades, d'où la nécessité de schématiser, en utiliser les symboles spécifiques, les circuits, histoire d'avoir un langage commun.
Jusqu'à présent, l'élève savait dessiner ce qu'il voyait. Il doit maintenant obéir à des règles plus strictes. Les symboles des différents dipôles (composants électriques tels que la DEL, la diode, la lampe, la pile...) utilisés aux cours des séances successives doivent être connus pour pouvoir réaliser les montages proposés.
Quelques expériences, utilisant des DEL ou des diodes (dipôles qui ont la particularité de fonctionner ou non selon leur sens de branchement) sont ensuite proposées afin de déterminer le sens conventionnel du courant électrique (de la borne + du générateur vers sa borne -).
La nature du caractère conducteur ou isolant des objets est déterminée grâce à un circuit simple proposé par l'élève, lui permettant ainsi de tester divers matériaux. Il peut utiliser des objets présents dans son sac et sa trousse, tels que la gomme, les différentes parties des ciseaux, le cahier, ses bijoux, la mine de crayon à papier ... Il apprend alors que le corps humain est conducteur et comprend ainsi que manipuler l'électricité n'est pas sans risque.
| Matériaux conducteurs | Matériaux isolants |
|---|---|
| Fer | Gomme |
| Aluminium | cahier |
| Cuivre | air |
| Or | tissu |
| Platine | bois |
| ciseaux | verre |
| mine de papier | papier |
La dangerosité du court-circuit est évoquée quand l'élève relie les deux bornes de la pile par de la paille de fer, qui s'enflamme.
Tous les circuits évoqués jusque là étaient des circuits en série, c'est-à-dire formant une boucle simple.