Classe de 4ème La tension et l’intensité sont-elles des grandeurs identiques ?

La situation : Clément et Zoé ont schématisé le circuit ci-dessous : G P● N● 6V K 6V/100mA L

  Existe t-il des dipôles traversés par un courant électrique aux bornes desquels la tension est quasiment nulle? et à l'opposé existe-il des dipôles qui ont une tension non nulle à leurs bornes alors qu'ils ne sont pas traversés par un courant électrique? Consignes :   ● Aide Clément et Zoé à identifier les dipôles dont ils parlent, si bien sur c'est possible. ● Tu devras argumenter tes réponses et pour cela rédiger un compte rendu de ton travail qui devra comporter les schémas des montages envisagés et les résultats des diverses manipulations regroupés dans un tableau. Les textes seront rédigés dans un français correct en utilisant le vocabulaire scientifique qui convient. Supports de travail :   ● Connaissances des deux grandeurs tension et intensité du courant électrique continu (le cours) ● Savoir mesurer la tension et l’intensité du courant : fiches méthodologiques pour l’utilisation d’un voltmètre et d’un ampèremètre ● Matériel : celui qui est schématisé sur le circuit électrique proposé. Les grandeurs indiquées représentent : la tension affichée sur le générateur et la tension et l’intensité nominales de la lampe ; multimètres numériques. ● Aides.

Dans la grille de référence les domaines scientifiques de connaissances • L’univers et la Terre. • La matière. • Le vivant. • L’énergie • Les objets techniques. • Les questions liées au développement durable.

Compétence 3 – Les principaux éléments de mathématiques et la culture scientifique et technologique Observer, rechercher, et organiser l’information Les capacités à évaluer L Les critères de réussite Savoir si le circuit est fermé ou ouvert ● L’intensité du courant permet de savoir si un courant circule Raisonner, argumenter Les capacités à évaluer L Les critères de réussite ● Emettre une hypothèse ● Proposer un protocole expérimental ● J’ai identifié plusieurs dipôles permettant de résoudre le problème posé. ● J’ai identifié les grandeurs physiques que je dois mesurer dans les différents circuits réalisés. ● J’ai dressé la liste complète du matériel nécessaire à la réalisation de l’expérience.

Les capacités à évaluer L Les critères de réussite Compétence 3 – Les principaux éléments de mathématiques et la culture scientifique et technologique Appliquer des consignes, réaliser, manipuler, mesurer Les capacités à évaluer L Les critères de réussite ● savoir faire un schéma ● savoir utiliser un appareil de mesure ● effectuer une mesure ● faire un tableau ● J’ai schématisé les montages correspondants aux affirmations de Clément et Zoé. ● Les multimètres sont schématisés convenablement de manière à effectuer des mesures d’intensité et de tension en divers points du circuits et aux bornes des dipôles identifiés. ● L’ampèremètre et le voltmètre sont correctement insérés dans le circuit afin de mesurer les intensités et les tensions annoncées. ● Les valeurs d’intensité, de tension sont mesurées avec un calibre adapté. ● J’ai construit un tableau en suivant les consignes données par le professeur dans lequel j’ai exprimé correctement mes résultats.

Les capacités à évaluer L Les critères de réussite Compétence 3 – Les principaux éléments de mathématiques et la culture scientifique et technologique Présenter la démarche suivie, les résultats obtenus, communiquer à l’aide d’un langage scientifique Les capacités à évaluer L Les critères de réussite Exprimer par un texte simple une conclusion ● J’ai vérifié les affirmations de Clément et Zoé ● J’ai expliqué pourquoi on ne doit pas confondre les deux grandeurs physiques intensité et tension ● j’ai rédigé des phrases compréhensibles, écrites lisiblement, dans un français correct.

Compétence 1 – La maîtrise de la langue française Ecrire les capacités à évaluer en situation les indicateurs de réussite Rédiger un texte bref, construit, correctement, ponctué Les phrases sont compréhensibles, écrites lisiblement, dans un français correct Compétence 6 – Les compétences sociales et civiques Avoir un comportement responsable les capacités à évaluer en situation les indicateurs de réussite Comportement favorable à la sécurité Respecter les consignes, le matériel, les autres Les règles de sécurité, le matériel sont respectés Compétence 7 – L’autonomie et l’initiative Faire preuve d’initiative les capacités à évaluer en situation les indicateurs de réussite Savoir travailler en équipe Etre actif Travailler en silence Partager les tâches

dans le programme de la classe visée les connaissances les capacités Intensité et Tension, deux grandeurs électriques issues de la mesure L’intensité est la même en tout point d’un circuit série Il existe des éléments d’un circuit électrique qui ont une tension pratiquement nulle alors que ce circuit est fermé : un fil de connexion ; un interrupteur fermé ; un appareil de mesure. Il existe des éléments d’un circuit électrique ouvert qui ont une tension mesurable entre leurs bornes : le générateur isolé ; l’interrupteur ouvert Pratiquer une démarche expérimentale afin de mesurer les intensités et les tensions dans les deux montages ouvert et fermé; Raisonner, argumenter à partir des différentes valeurs des grandeurs lues sur le rôle de l’interrupteur dans le circuit. En déduire que ces deux grandeurs ne sont pas identiques puisqu’on peut les mesurer indépendamment l’une de l’autre aux bornes de certains éléments d’un circuit électrique.

les aides ou "coups de pouce" aide à la démarche de résolution : apport de savoir-faire : Fiches méthodes: Utilisation de l’ampèremètre. Utilisation du voltmètre. apport de connaissances :

Complète les schémas en plaçant les appareils de mesure. 1 Relis les consignes 1ère phrase : Relis et analyse les propos tenus par chaque élève : combien de circuit dois-tu envisager ? 2ème phrase : Le travail à rendre devra comporter ………………………….. Relis la situation Le circuit électrique de base proposé : nom des dipôles. Les circuits électriques envisagés par Clément et Zoé sont ………………..    Quelles sont les grandeurs à mesurer …………………. Comment les mesurer? Dans quelles parties du circuit mesurer ces grandeurs ? Pour chaque grandeur, dans chaque circuit, tu réaliseras plusieurs mesures, en différents points du montage, afin de vérifier si les affirmations de Clément et Zoé sont justes.  Choisis une des deux grandeurs à mesurer ……………..   Pour la deuxième grandeur à mesurer……….. Schématise tous les circuits à réaliser Grandeur à mesurer Avec quel appareil ? Comment le placer dans le circuit? Complète les schémas en plaçant les appareils de mesure. Refais les schémas des circuits en plaçant les appareils de mesure. TU PEUX MAINTENANT REALISER LES MANIPULATIONS.   (n’oublie pas de faire contrôler) Pour gagner du temps tu peux mesurer dans le même montage les deux grandeurs. (tu peux demander plusieurs multimètres)  

2 Après avoir effectué les mesures appropriées, clément et Zoé sont parvenus à la conclusion suivante, mais ayant rédigé au crayon à papier, une partie de leur travail a été effacée ….. Aide les à compléter les phrases pour que leur conclusion soit correcte. Nous avons tous Zoé a pu montrer qu’aux bornes et la tension est alors que le courant . Clément a vérifié que même lorsque l’interrupteur est ouvert, on peut non nulle aux bornes de . On dit alors que le générateur est isolé du reste du circuit électrique. La grandeur tension ne avec la grandeur intensité du courant.