Loi des intensités et des tensions dans les circuits électriques 4ème Loi des intensités et des tensions dans les circuits électriques (2 séances d’1h30)

Situation Le circuit électrique du jeu de Loïc, comportant 2 lampes identiques (6 V ; 0,1 A) adaptées à un générateur de 6V est détérioré. Pour le réparer quatre élèves de seconde proposent leur souvenir sur les lois électriques vues au collège. Chloé: « Dans ce circuit, la tension aux bornes du générateur est égale à la somme des tensions aux bornes des récepteurs ». Pierre: « Dans ce circuit, l’intensité du courant est la même partout ».  Alice : « Dans ce circuit les tensions aux bornes des dipôles en dérivation sont égales ». Clément : «  Dans ce circuit, l’intensité du courant dans la branche principale est égale à la somme des intensités des courants dans les branches dérivées ».

  Consignes A quel type de montage fait référence chacun des 4 élèves ? Quel est le circuit électrique du jeu de Loïc ? Votre réponse argumentée prendra la forme d’un compte-rendu expérimental, toutes les étapes de la démarche seront présentées et les lois électriques seront énoncées. Les textes seront rédigés dans un français correct en utilisant le vocabulaire scientifique qui convient.   Supports de travail Matériel : un générateur, deux lampes, fils de connexion, multimètres  

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.

Les capacités à évaluer en situation Les indicateurs de réussite Compétence 3 Les principaux éléments de mathématiques et la culture scientifique et technologique. Raisonner, argumenter, démontrer. Les capacités à évaluer en situation Les indicateurs de réussite Emettre une hypothèse. Mettre en œuvre un protocole expérimental. les deux types de montages sont connus. Les grandeurs électriques à mesurer sont identifiées. A chaque grandeur, on sait faire correspondre l’appareil de mesure qui convient. La liste complète du matériel nécessaire à la réalisation des montages est dressée.

Les capacités à évaluer en situation Les indicateurs de réussite Compétence 3 Les principaux éléments de mathématiques et la culture scientifique et technologique. Appliquer une consigne, réaliser, manipuler, mesurer, calculer. Les capacités à évaluer en situation Les indicateurs de réussite Faire un schéma Utiliser une machine Effectuer une mesure les deux types de montages sont schématisés. Les multimètres sont schématisés convenablement afin d’effectuer des mesures de tension aux bornes des différents dipôles et d’intensité en divers points du circuit . Les voltmètres et ampèremètres sont correctement placés dans les différentes parties des circuits afin d’effectuer toutes les mesures d’ intensité et de tension nécessaires. Le choix du calibre est adapté à la valeur de la grandeur mesurée.

Compétence 3 Les principaux éléments de mathématiques et la culture scientifique et technologique. Rechercher, extraire et organiser l’information Les capacités à évaluer en situation Les indicateurs de réussite Exploiter les résultats les relations qui existent entre les différentes valeurs des grandeurs lues sont exprimées à l’aide de formules  Présenter la démarche suivie, les résultats obtenus, communiquer à l’aide d’un langage scientifique .   Les capacités à évaluer en situation Les indicateurs de réussite Exprimer correctement un résultat Exprimer par un texte simple une conclusion Les valeurs d’intensité, de tension sont écrites avec la bonne unité Les formules sont traduites par une phrase correcte L’explication montre pourquoi le montage proposé est satisfaisant

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 Mettre en œuvre les consignes de sécurité données Les règles de sécurité, le matériel, les personnes sont respectés Compétence 7 – L’autonomie et l’initiative Faire preuve d’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

· les aides ou "coups de pouce" 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 Loi d’additivité de l’intensité dans un circuit comportant une dérivation. La tension est la même aux bornes de deux dipôles en dérivation Loi d’additivité des tensions dans un circuit série. Pratiquer une démarche expérimentale afin de mesurer les intensités et les tensions dans les deux types de montages, écrire la relation qui existe entre les différentes valeurs des grandeurs lues à l’aide d’une formule puis d’une phrase. Raisonner, argumenter. ·   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 :  

Quelques exemples - travaux d’élèves Exprimer correctement une grandeur électrique. Faire un schéma

correctement une grandeur électrique. Exprimer correctement une grandeur électrique. Faire un schéma Fa Utiliser une machine, Effectuer une mesure

Faire un schéma. Exprimer correctement une grandeur électrique. Exploiter les résultats

Exprimer par un texte simple une conclusion

Complète les schémas en plaçant les appareils de mesure. 1 Relis les consignes Retrouve les tâches à effectuer. Le travail à rendre devra comporter ………………………….. Relis la situation Le circuit électrique du jeu : nom et nombre de dipôles. Les deux types de circuit électrique que tu connais ………………..    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 trouver une relation mathématique entre ces valeurs.  Choisis une des deux grandeurs à mesurer ……………..   Pour la deuxième grandeur à mesurer……….. Schématise les deux circuits à réaliser (au crayon de papier) 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 deux 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.  

En prenant comme modèle les deux phrases reconstituées ,   2 Utilise tes résultats pour remettre dans l’ordre les deux phrases suivantes Dans un circuit composé d’un générateur et de deux lampes en dérivation   la tension aux bornes des lampes. est égale à Dans un circuit composé d’un générateur et de deux lampes en série   la tension aux bornes des lampes. la tension aux bornes du générateur est égale à la somme la tension aux bornes du générateur En prenant comme modèle les deux phrases reconstituées , tu peux écrire les lois des intensités.