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Par Carbone Électricité
décembre 18, 2015
À la suite de notre atelier d’exploration scientifique sur les conducteurs et les isolants, on vous propose de vérifier la compréhension des élèves et de pousser leurs réflexions plus loin! À l'aide du matériel requis, ils devront tester la conductivité de différents matériaux dans un circuit électrique.
Une ampoule incandescente de 3 à 6 volts pour voiture
Des matériaux à tester (ex. : de la laine, une cuillère en plastique et en métal, des vêtements, des cheveux, des doigts, des lunettes, des métaux, des plastiques, des matières organiques, des matières végétales... n'importe quoi!)
Note : Vous pouvez utiliser les ampoules et les piles de votre choix, mais il est important de faire correspondre la tension (volts) provenant des piles et la capacité de l'ampoule : s’il n’y a pas assez de volts, l'ampoule ne s'allumera pas, alors qu'avec trop de volts et l'ampoule va brûler.
1- Fabriquer un circuit électrique en série avec la pile, l'ampoule et les fils.
2- Utiliser du ruban électrique pour tout maintenir en place.
3- Laisser un trou dans le circuit (circuit ouvert), puisque c'est à cet endroit où il est possible de tester les matériaux isolants ou conducteurs. Sur l'image, c'est entre les deux pinces.
4- Brancher un des matériaux à tester dans le circuit électrique afin de le fermer.
ATTENTION : Lorsqu'un matériau est testé et que celui-ci semble être un isolant, vérifier que le circuit fonctionne bien avec un fil électrique. Ceci évite de conclure sur les propriétés conductrices d'un matériau, alors que c'est le circuit électrique qui est défectueux (ex. : une ampoule brûlée, une pile vide...)
Voici un exemple de question à poser à vos élèves.
Question 1 : Quels matériaux sont conducteurs d'électricité et lesquels ne le sont pas?
Réponse 1 : Réponses variées selon les matériaux testés.
Explications
Un conducteur est une matière à travers laquelle le courant électrique peut circuler. À l’inverse, un isolant est une matière à travers laquelle le courant électrique ne peut pas circuler. Donc, si l'ampoule s'allume, c'est que le matériau testé est un conducteur. Si l'ampoule reste éteinte, alors le matériau testé est un isolant.
Bon à savoir
- L’électricité correspond à des électrons qui circulent dans un conducteur.
- Dans un conducteur, les électrons peuvent circuler d'un atome à l'autre. Dans un isolant, ce n'est pas possible.
- Ce n'est pas toujours conducteur ou isolant. Il s'agit plutôt d'un spectre de conductivité. Certains matériaux conduisent, mais si peu que l'ampoule ne s'allume pas. Mais ça ne veut pas dire que rien ne passe... Tout n'est pas toujours noir ou blanc...
Conseils pédagogiques
Vous pouvez aussi leur faire un tableau en deux colonnes (Conducteur et Isolant) et leur demander de le remplir eux-mêmes. Ils peuvent d'abord faire une hypothèse, puis vous la verbaliser en grand groupe pour ensuite aller faire l'expérimentation!
Si vos élèves en redemandent, alors jouez sur les variables. De cette manière, vous transformez une simple exécution de recette en une authentique démarche active! À vous de formuler la question afin de l'adapter à vos élèves et à votre intention pédagogique. 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/.
Voici un exemple de variables à intégrer dans l’expérience :
- Est-ce que la taille (longueur et/ou épaisseur) du matériau affecte sa conductivité?
En tout temps, soyez à l’écoute des questions de vos élèves. Ces dernières peuvent vous mener sur d’intéressantes pistes à explorer!
