Par Patti Richards
Mis à jour le 30 août 2022
L’apprentissage de la manière dont l’électricité circule est plus efficace lorsque les élèves construisent et expérimentent de vrais circuits. En connectant une source de charge, un chemin et un appareil, les enfants voient comment les électrons se déplacent et comment la tension influence la luminosité et le courant.
Dans cette activité pratique, les élèves utilisent un circuit simple comprenant un compartiment à piles, un interrupteur et une douille d'ampoule. Ils commencent avec une pile de 1,5 volts, observent la luminosité de l’ampoule, puis la remplacent par une pile de 3 volts et comparent les résultats. L'exercice montre comment une tension plus élevée augmente le courant, rendant l'ampoule plus lumineuse. Les élèves consignent leurs observations et tirent des conclusions dans leur journal scientifique.
Ce projet recrée le type de circuit de base que Thomas Edison aurait pu utiliser. Vous aurez besoin d’une ampoule de lampe-stylo, d’une pile de lampe de poche, de deux longueurs de fil de 6 pouces, de ruban adhésif, d’une petite bande métallique plate, de deux punaises et d’un petit bloc de bois. Le bloc de bois sert d'interrupteur :une punaise est insérée dans le bloc, la bande métallique touche la première punaise, et une deuxième punaise complète le circuit lorsque la bande métallique est enfoncée. Câblez les bornes de la batterie aux punaises, placez l'ampoule au milieu et collez le tout en place. Lorsque la bande métallique touche la punaise, le circuit se ferme et l'ampoule s'allume.
À l'aide de deux supports d'ampoule, de deux ampoules, d'une pile D avec son support, de six fils isolés (de 25 à 30 cm chacun) et d'un journal scientifique, les élèves explorent comment la configuration du circuit affecte la luminosité et la fiabilité. Tout d’abord, créez un circuit à ampoule unique (CircuitA) avec le moins de fils. Ensuite, construisez un circuit en série à deux ampoules (CircuitB) et prédisez ce qui se passe lorsqu’une ampoule est retirée. Après les tests, concevez un arrangement parallèle qui maintient une ampoule allumée lorsque l'autre est retirée (Diagramme C). Enfin, comparez les niveaux de luminosité dans chaque configuration et documentez les résultats.
Les élèves assemblent un circuit de base avec un fil de cuivre d’un demi-mètre coupé en trois segments égaux, une pile, une petite ampoule de lampe de poche avec douille, un interrupteur, du ruban isolant et des ciseaux. Dénudez environ 0,5 cm de chaque extrémité de fil, connectez-en un à la borne positive de la batterie, l'autre au côté droit de l'ampoule, le troisième à la borne négative de la batterie et à l'interrupteur, et le dernier à l'autre côté de l'interrupteur et au côté gauche de l'ampoule. L'observation du comportement du circuit lorsque l'interrupteur s'ouvre ou se ferme aide les élèves à étiqueter chaque composant (source, fils de connexion, interrupteur et appareil) dans leur journal et à expliquer leurs rôles.