Explorer la conductivité électrique :projets scientifiques pratiques pour les étudiants
Par Robert Dumas
Mis à jour le 30 août 2022

La conductivité électrique est la capacité d’un matériau à transporter un courant électrique. Même si les métaux sont des conducteurs reconnus, de nombreux objets du quotidien peuvent démontrer cette propriété dans le cadre d’une salle de classe ou d’une expo-sciences. Les expériences suivantes utilisent des articles ménagers courants, des fournitures d'artisanat et des appareils électroniques bon marché pour révéler comment les matériaux, les solutions et même le sol conduisent l'électricité.
Meilleurs conducteurs électriques
Objectif : Déterminer lequel des matériaux suivants conduit le mieux l'électricité :le métal, l'air, l'eau ou le plastique.
- Placez une planche de 6 x 12 pouces sur une surface plane.
- Placez une batterie et une ampoule de lampe de poche aux extrémités opposées du tableau.
- Connectez la borne positive de la batterie à une borne d'ampoule avec un fil.
- Fixez un deuxième fil à la borne négative de la batterie ; laissez l'autre extrémité libre.
- Fixez un troisième fil à la borne inutilisée de l'ampoule ; laissez l'autre extrémité libre.
- Collez un petit gobelet en plastique, un trombone en métal et une paille en plastique au centre du tableau. Remplissez la tasse d'eau.
- Touchez tour à tour les extrémités libres des deux fils (un de l'ampoule, un de la batterie) avec chaque objet et observez si l'ampoule s'allume.
- Testez la conductivité de l'air en maintenant les deux fils libres aussi près que possible l'un de l'autre sans les toucher.
- Répétez chaque test trois fois et enregistrez les résultats.
Produits puissants
Objectif : Identifier quels fruits et légumes sont les meilleurs conducteurs électriques.
- Rassemblez six éléments :oignons, navets, pommes de terre, tomates, oranges et citrons.
- Préparez un kit de test de pH, une vis en zinc, du fil de cuivre et un multimètre.
- Insérez le fil de cuivre dans une extrémité d'un fruit/légume et la vis en zinc dans l'autre.
- Réglez le multimètre en mode résistance (ohms) ; placez la sonde rouge sur le fil de cuivre et la sonde noire sur la vis en zinc. Enregistrez la lecture.
- Débranchez l'appareil de mesure, ouvrez le produit et testez son pH avec la bandelette de papier du kit. Enregistrez la valeur du pH.
- Répétez l'opération pour les six éléments.
- Compilez un tableau répertoriant la résistance et le pH de chaque élément. Une résistance plus faible indique une meilleure conductivité ; notez comment le pH influence le résultat.
Électricité et Eau
Objectif : Explorer comment les substances dissoutes affectent la conductivité de l'eau.
- Utilisez de l'eau distillée à température ambiante et un multimètre réglé en mode résistance.
- Mesurez et enregistrez la résistance de l'eau distillée ordinaire.
- Pour chaque additif (sel, sucre, bicarbonate de soude, vinaigre), ajoutez 1½ cuillère à café à 2 tasses d'eau distillée, mélangez et testez la résistance. Ajoutez 1½ cuillère à café supplémentaire à chaque fois et enregistrez les nouvelles lectures.
- Comparez les résultats ; plus la résistance est faible, plus la conductivité est élevée.
Conductivité électrique du sol
Objectif :Déterminer comment le type de sol et l'engrais influencent la conductivité.
- Préparez quatre béchers étiquetés : sable, argile, limon et limon avec de l'engrais.
- Séchez des portions égales de chaque terre dans un four et pesez 200 g dans chaque bécher.
- Ajoutez 200 ml d'eau dans chaque bécher ; pour le bécher « terreau avec engrais », ajouter 50 ml d'engrais liquide.
- Laissez les sols absorber l'eau pendant environ 30 minutes.
- Insérez deux électrodes de cuivre espacées de 2 pouces dans un bécher.
- Connectez une batterie de 12 volts et un milliampèremètre entre les électrodes :le positif de la batterie à une électrode, le négatif de la batterie à l'autre et un troisième fil aux bornes inutilisées.
- Enregistrez la lecture en milliampères ; la lecture la plus élevée indique la meilleure conductivité.
- Répétez l'opération pour chaque type de sol et compilez un tableau des résultats.
Ces expériences fournissent un aperçu clair et pratique de la science de la conductivité électrique tout en favorisant la curiosité et la pensée critique. Faites toujours preuve de prudence lorsque vous manipulez des piles, des conducteurs et des liquides pour garantir un environnement d'apprentissage sûr.