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Par Gamma Électricité
avril 26, 2017
À la suite de notre atelier d’exploration scientifique sur les circuits électriques, on vous propose de vérifier la compréhension des élèves et de pousser leurs réflexions plus loin! À l'aide du matériel requis, ils devront fabriquer des circuits électriques en série et en parallèle.
4 ampoules incandescentes de 6 volts
Optionnel : Un boîtier de support pour les piles
Optionnel : Un socle de support pour les ampoules
Question 1 : 1 ampoule et 4 piles
1- Relier une pile à l'ampoule, puis deux piles en série, puis trois et enfin quatre.
2- Recommencer, mais cette fois-ci en parallèle. La figure ci-dessous vous indique comment brancher les piles d'abord en parallèle, puis en série.
Question 2 : 4 piles et 4 ampoules
1- Relier les 4 piles en série.
2- Brancher une ampoule, puis une deuxième en série, puis une troisième en série et enfin une quatrième en série.
3- Recommencer, mais cette fois-ci en les branchant en parallèle. La figure ci-contre vous indique comment brancher les ampoules d'abord en parallèle, puis en série.
ATTENTION : Un court-circuit se produit lorsque le courant ne passe plus dans une résistance (ampoule ou autre). Tout le courant disponible circulera et fera chauffer le circuit. La pile se videra très rapidement.
Voici des exemples de questions à poser à vos élèves.
Question 1 : Quelle est la différence, pour des PILES, entre être branchées en série ou en parallèle? Quel sera l'effet sur la luminosité d'une ampoule?
Réponse 1 : En série, vous obtenez une tension électrique de 6 volts, alors qu’en parallèle, cette tension correspond à 1,5 volt. La tension des piles branchées en série s'additionne. 4 piles de 1,5 volt donneront donc une tension de 6 volts. Des piles branchées en parallèle conserveront toutefois la tension d'une seule pile: 4 piles de 1,5 volt donneront 1,5 volt. Par contre, il y aura plus de courant disponible. L'ensemble pourra durer plus longtemps ou faire fonctionner des appareils qui consomment plus d’électricité comme des moteurs.
Question 2 : Quelle est la différence, pour des AMPOULES, entre être branchées en série ou en parallèle? Quel sera l'effet sur la luminosité des ampoules?
Réponse 2 : Des ampoules en série s’allumeront avec moins d'intensité, car elles se partagent le courant disponible. Ce dernier n'a pas d'autre chemin possible et il doit passer par toutes les ampoules. Plus il y aura d'ampoules, plus l'intensité va diminuer. Si une ampoule brûle, elle ne fait plus passer le courant. Alors, toutes les ampoules s'éteindront, car le circuit sera interrompu. Quant à elles, les ampoules en parallèle éclaireront toutes à la même intensité. Elles étaient toutes branchées “directement à la source”. Le courant n'est pas obligé de passer par une ampoule avant de se rendre à une autre. C'est aussi pour cette raison que si une ampoule brûle, les autres vont continuer d'émettre de la lumière.
Bon à savoir
- La tension électrique se mesure en volts (V).
- L’intensité du courant électrique se mesure en ampères (A).
Conseils pédagogiques
C'est une bonne idée de commencer par donner une ampoule, un fil et une pile à vos élèves et leur demander d'allumer l'ampoule. Parfois, l'utilisation d'un socle peut brouiller leur conception du circuit, car ils ne voient pas où passe le courant. Pour vous assurer d'inclure la démarche en science et les critères d'évaluation, vous pouvez vous faire “un cahier de l'élève” à l’aide du planificateur de sciences au http://leplanificateurdesciences.org/.
En tout temps, soyez à l’écoute des questions de vos élèves. Ces dernières peuvent vous mener sur d’intéressantes pistes à explorer!
