Electronique, DIY & Fabrication Artisanale

Découverte de l'électricité (Partie 1)

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Fiche Technique

5 h
Débutant
  • Expériences
  • Monde
  • Découverte
  • Eléctricité

Qu’est ce qu’on fait ?

L'électricité, comment ça marche ?

Description

Dans ce défi, les jeunes pourront découvrir très simplement l'électricité, son fonctionnement, ses utilisations, ses dangers ...
Les séances se concluent sur la fabrication d'un dispositif électrique et lumineux pour réviser les tables d'addition ou de multiplication. (Partie 2)

Le défi s'articule en 5/6 séances de chacune une heure :

  • Séance 1 : Découverte de l'électricité
  • Séance 2 : Brancher une LED sur une pile
  • Séance 2bis : Brancher une LED à distance d'une pile
  • Séance 3 : Découverte des matériaux conducteurs
  • Séance 4 : Les dangers de l'électricité
  • Séance 5 : Dispositif lumineux (voir Partie 2)

La séance 2 et 2bis peuvent être fusionnées en fonction du niveau des élèves.

Âge conseillé : 7-8 ans


Objectifs et compétences :

Plus d'informations dans les ressources du défi 👇

Compétences Makerium :
  1. Résolution de problèmes
  2. Développer sa capacité à collaborer
  3. Expliquer sa démarche
  4. Démarche scientifique
Compétences du socle commun : (Cycle 2)
Questionner le monde
  1. Pratiquer des démarches scientifiques
  2. Imaginer, réaliser

Seront notamment abordés :

  • Le fonctionnement d’objets électriques fabriqués
  • La fabrication d'objets et circuits électriques simples
  • La sécurité face à l'électricité

La liste du matériel

Instructions

Tel que précisé ci-dessus, ce défi se compose de plusieurs séances :

Séance 1 : Découverte de l'électricité

Préparation de la séance :

  • Imprimer le dossier "Séance 1 : Découverte de l'électricité" comprenant :
    • La fiche de l'élève : 1 par élève
    • Les photos à trier
    • Les images Main/Pile/Secteur
  • Prévoir un duo d'objet électrique/non-électrique : par exemple une brosse à dent ou éventail/ventilateur
  • Préparer des aimants ou de la patafix pour afficher au tableau les images

Objectifs de la séance :

  • Identifier les propriétés de la matière vis-à-vis du courant électrique
  • Différencier des objets qui sont alimentés avec des piles ou avec le courant du secteur

Déroulement :

  • Questionnement : Que connaissez-vous de l'électricité ?
Amenez les élèves à se questionner sur ce qui est électrique ou non et donner quelques exemples.
  • Comparaison entre un objet manuel et électrique
    • brosse à dents/électrique
    • éventail/ventilateur
    • balai/aspirateur
  • Comment sont alimentés les appareils électriques que voici ? Comment fonctionnent-ils ?
Amenez les jeunes à nommer puis à classer les photos imprimées dans les 3 catégories : Manuellement/Piles/Secteur

  • Distribuez maintenant la fiche de l'élève, qu'ils peuvent remplir par groupe. La correction peut être collective.

Éléments de correction : L'électricité peut servir à se chauffer, à refroidir, à s'éclairer, à mettre en mouvement, à écouter de la musique ...

Pour aller plus loin :

  • D'où vient l'électricité ? Les différentes sources d'énergie.

Montrer la vidéo D'où vient l'électricité ? - 1 jour, 1 question pour illustrer le concept.


Séance 2 : Brancher une LED sur une pile

Prépation de la séance :

  • Imprimer la fiche de l'élève "Séance 2 : Brancher une lumière sur une pile"
  • Préparer des tables regroupées par groupe de travail (2/3 élèves par groupe)
  • Préparer le matériel : (par groupe)
    • 1 pile plate 3V
    • 1 LED
  • Préparer d'autres piles pour les présenter aux élèves, par exemple :
    • 1 pile AA ou AAA
    • 1 pile à languettes 4,5V

Objectifs de la séance :

  • Apprendre le vocabulaire lié à l'électricité
  • Faire son premier branchement électrique

Déroulement :

  • Rappels sur la séance précédente
  • Installer les jeunes par groupe avec leur matériel
  • Distribuez maintenant la fiche de l'élève qu'ils remplissent en parallèle d'un temps d'échange : La découverte du matériel

LED & pile

Quelques éléments de discussion : LED signifie Light-Emitting Diode en anglais, on l'appelle aussi DEL, ce qui signifie Diode Electroluminescente. On les préfère aux ampoules car elles consomment très peu et ne coûtent pas très cher !
Attention, les LEDs ont un sens : elles ont une patte plus courte que l'autre ;)

Pour la pile, vous pouvez ici aborder qu'il existe différents types de piles et montrer d'autres exemples.

  • Allumer une LED. Maintenant, invitez les jeunes à essayer d'allumer leur LED ! Ils doivent marquer sur leur feuille les résultats de leurs expériences.

LED

Posture du jeune :

Les jeunes font appel à une démarche scientifique : Ils analysent la situation initiale et la problématique, ils font des hypothèses, des tests et chercheront à comprendre les résultats, les interpréter et en tirer des conclusions.


Séance 2 bis: Brancher une LED à distance d'une pile

Cette séance peut être fusionnée en fonction du niveau des élèves avec la séance 2.

Prépation de la séance :

  • Imprimer la fiche de l'élève "Séance 2bis : Brancher une lumière loin d'une pile"
  • Préparer des tables regroupées par groupe de travail (2/3 élèves par groupe)
  • Préparer le matériel : (par groupe)
    • 1 pile plate 3V
    • 1 support de pile plate (optionnel, mais plus pratique pour le branchement)
    • 1 LED
    • 3/4 fils avec pinces crocodiles

Objectifs de la séance :

  • Apprendre le vocabulaire lié à l'électricité
  • Faire son deuxième branchement électrique
  • (Optionnel) Apprendre à dessiner un schéma électrique

Déroulement :

  • Rappels sur la séance précédente
  • Installer les jeunes par groupe avec leur matériel
  • Distribuer maintenant les fiches des élèves pour qu'ils remplissent en parallèle d'un temps d'échange : Le nouveau matériel

Câble électrique

  • La mission du jour : Allumer une LED à distance de la lampe en utilisant les câbles électriques

De nouveau les jeunes font appel à une démarche scientifique tel que précisé dans la séance 2.

  • Les jeunes marquent leurs essais et trouvailles sur leur feuille.

Pour aller plus loin

  • Schématiser ce qu'on a trouvé Retrouvez dans la fiche de l'élève en page 2 la schématisation du montage.

Schématisation des éléments

Voici donc ce qui doit être schématisé :

Schéma électrique


Séance 3 : Découverte des matériaux conducteurs

Prépation de la séance :

  • Imprimer la fiche de l'élève "Séance 3 : Tester la conductivité"
  • Prévoir pour chaque groupe :
    • attache parisienne
    • gomme
    • craie
    • feutre
    • trombone
    • et si vous souhaitez tester d'autres objets ...
  • Prévoir également le matériel pour effectuer le montage électrique :
    • 1 pile plate 3V
    • 1 support de pile plate (optionnel, mais plus pratique pour le branchement)
    • 1 LED
    • 3/4 fils avec pinces crocodiles
  • Dessiner au tableau le montage qu'il faudra effectuer pour tester les différents matériaux

Branchement à effectuer

Déroulement :

  • Mettre les jeunes par groupe avec leur matériel
  • Distribuer maintenant la fiche de l'élève
  • Présenter le thème de la séance et introduire la notion de conducteur et d'isolant (à remplir sur la droite de la feuille)

Conducteur/Isolant

--> Aujourd'hui nous allons essayer de comprendre quels matériaux laissent passer l'électricité et quels matériaux la bloquent. On les appelle les conducteurs et les isolants.

  • Expérimentation : Laisser les jeunes tester différents matériaux qui les entourent, marquer leurs remarques et découvertes ...

Séance 4 : Les dangers de l'électricité

Prépation de la séance :

  • Imprimer la fiche de l'élève "Séance 4 : Les dangers de l'électricité"

Objectifs de la séance :

  • Apprendre à identifier les dangers de l'électricité
  • Sensibiliser aux situations à risque

Déroulement :

  • Rappel : dans la séance précédente, nous avons vu qu'il existait des matériaux conducteurs et isolants.
  • Questionnement : À votre avis notre corps est-il conducteur ou isolant ? Que se passe-t-il si de l'électricité traverse notre corps ? Cela peut être dangereux !
  • Questionnement : À votre avis quels sont les risques ?
Quelques exemples : choc électrique, brûlure et même la mort

Vous pouvez montrer la vidéo Les Dangers de l'électricité pour illustrer le concept.

  • Distribuer maintenant la fiche de l'élève
  • Exercice : Les élèves doivent entourer dans chaque image le danger lié à l'électricité et écrire en quelques mots ce qu'il ne faut pas faire pour chaque cas.

Séance 5 : Dispositif lumineux

Pour la séance 5, rendez-vous sur le défi : Découverte de l'électricité (Partie 2)


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Ressources

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