Analogie SPC-SVT: circulation sanguine et circuit électrique

Dans le but de modéliser la circulation sanguine avec mes 2^nde je vais utiliser un circuit électrique en série et en dérivation.
Pour montrer l'approvisionnement des organes on va partir du constat qu'au repos le débit sanguin au niveau des intestins est plus important qu'au niveau d'un muscle. Il devront démontrer que la circulation sanguine est en "dérivation". Le générateur sera le coeur, les 2 lampes seront 2 organes (intestin et muscle)
A l'effort c'est l'inverse (le débit est bien plus important au niveau des muscles effecteurs qu'au niveau des intestin) C'est le rôle des sphincter au niveau des capillaires sanguin qui régule l'approvisionnement en fonction des besoins. Je vais donc modéliser les sphincter des capillaires avec une résistance.

Ma question...enfin mes questions....

1) Lorsque j'aurais le montage des deux lampes en dérivation, laquelle aura une intensité plus élevée? celle plus proche du générateur ou l'autre?
2) Lorsque j'aurais placé la résistance avant la lampe qui représente les intestins, l'intensité à la sortie de cette lampe sera plus faible. Mais est ce que l'intensité de l'autre lampe sera plus élevée? (Vu que I_Générateur = I_Lampe1 + I_Lampe2) ?

Merci pour vos éclairements!!     

Spoiler:

1) Je dirais qu'elles auront la même intensité.

2)   

Mais je ne suis que prof de SVT...et pas prête à enseigner en SPC :diable:

Attendons Will...

 
Ouille mes yeux   !
1) Si les 2 lampes sont identiques, en dérivation elles seront parcourues par le même courant : elle brilleront de la même façon. Pour faire simple, si ce sont toutes les 2 des 300 mA/12 V, avec un géné de 12 V, elles seront traversées par un courant de 300 mA toutes les 2.
2) Dans la branche avec la résistance, i va rester égal à 300 mA. Par contre c'est la tension U= 12V aux bornes de la lampe qui va diminuer vu que, en fait UGénérateur = ULampe1 + ULampe2

Oui j'ai juste pour la 1        

Loi des neuneux et loi des mailles. :lol: 

 

wanax a écrit: 

  

Mon smiley n'est pas pour toi, linkus. Mais je pense qu'il y a une erreur, peut-être de ma part et peut-être due à une formulation mal comprise.
Ce n'est pas grave.

Jamais je ne pourrai enseigner les SPC ! Ça tombe bien. Et l'électricité était mon pire cauchemar  :lol: 
Mais, je trouve que c'est une super idée MrCailloux.

Je pense pour ma part, que tenter d'expliquer la circulation sanguine avec quelque chose d'aussi mal compris que le courant électrique est intéressant mais est une erreur pour la classe de seconde. Le but d'une analogie est d’éclairer une situation complexe et/ou inconnue par une situation bien maitrisée qui y ressemble. Là, les élèves de seconde ne maitriseront rien, ça date de leur classe de 4e, ils n'ont pas forcément revu beaucoup d'élec en 3e, et il n'y en a pas du tout en seconde...

Ceci étant, la notion de "proche du générateur" n'a pas de sens en électrocinétique du secondaire car comme les fils ont une résistance négligeable, on peut être "loin" ou "près" du générateur, ça ne va pas influer du tout sur l'éclat de la lampe.
Attention, la notion de "avant" la lampe ou de "après" la lampe n'existe pas non plus ! Dans un circuit simple, on a du courant dans toute la boucle ou on n'en a pas du tout. Le courant ne passe pas "d'abord" quelque part... De la même manière que quand une chaine de vélo tourne, les maillons ne passent pas "d'abord" par le pédalier, ils démarrent tous en même temps ou bien restent tous fixes.

MrCailloux, comme je suis très mauvais en circulation sanguine mais que ça m'intéresse, pourrais-tu détailler ce que fait le sang "vraiment" dans ces histoires de débit, de coeur et d'organe ? Pour voir comment on peut tourner l'analogie avec le courant électrique si ça marche ou quelle autre analogie on peut proposer sinon ?

Entièrement d'accord avec l'intervention d'Aranel !!

Il y a des choses qui m'échappe... où alors mes bases en électricité sont plus pourrites que je ne le pensais.
Dans un circuit en dérivation, l'intensité du générateur n'est pas égale à la somme des intensité de chaque dipôle? (et la tension identique en tout point??) (la lampe brille de la même manière visuellement peut être parce que la différence d'intensité n'est pas énorme pour être visible?)

Pour l'analogie je ne compte pas sur leurs souvenirs... Ils ne comprennent déjà pas le vocabulaire vu en 6ème et réemployé en 2nde... alors leur demander de me ressortir des lois d'élec' datant de 4ème... non! Ils auront tous les rappels en ressource (Je fais un TP type ECE pour ceux qui iront en S pour leur faire découvrir ce qui les attends... les autres auront un truc plus guidé)

Aranel, le fait que j'emploie le terme "plus proche du générateur" était pour que vous visualisiez de quelle lampe je parlais. je dois faire mon TP cet après midi, je le mettrai en ligne pour que tu vois (et Madame_Prof... l'électricité était un de mes cauchemar aussi... mais on est des grands, on peut les vaincre!!)


Je fais un schéma, je le mets là et on pourra commenter la chose... ça sera plus simple

MrCailloux a écrit:Dans un circuit en dérivation, l'intensité du générateur n'est pas égale à la somme des intensité de chaque dipôle? (et la tension identique en tout point??)

Seulement si tu as un générateur seul dans une branche, et tous les AUTRES dipôles seuls de leur branche... Sinon, ça ne marche plus.

Voilà grosso modo ce que j'attends au final (je viens de le faire très vite là) j'espère que ce sera compréhensible



La correspondance organe/dipôle sera fait en début

Au repos, la différence d'intensité entre les 2 lampes sera concordante avec la différence de débit sanguin entre les 2 organes cités

A l'effort, le débit est plus fort au niveau du muscle (car redistribution pour réapprovisionner les organes qui nécessite le plus de nutriments à l'effort) concordant avec le changement d'intensité observable dans le montage 2 comparé au montage 1 et que c'est du à un élément qui bloque le courant (donc un élément qui bloque le sang dans l'organisme = sphincter capillaire)

Ma question est du coup, quelle lampe représentera le muscle, et quelle lampe représentera le reins? (lesquelles de mes proposition A ou B et C ou D sera juste?)

Activité traitée p 201 de ce manuel
http://medias.editions-hatier.fr/hatier/flipnew/94422/index.htm
Je te le déconseille fortement, je l'ai faite une année et tu t'exposes à un intense moment de solitude.
Si jamais tu t'en sors je suis preneuse de tes conseils...

Escargot Géant a écrit:Activité traitée p 201 de ce manuel
http://medias.editions-hatier.fr/hatier/flipnew/94422/index.htm
Je te le déconseille fortement, je l'ai faite une année et tu t'exposes à un intense moment de solitude.
Si jamais tu t'en sors je suis preneuse de tes conseils...

     un des seuls que je n'ai pas comme bouquins!!

Ca va me permettre de savoir quelle lampe sera le muscle et quelle lampe sera le reins (ou l'intestin si je suis d'humeur joyeuse)

Merci petit escargot

Avec un générateur de tension
I1=I2
I1'=I1
Non ? ( Si les ampoules, identiques, sont modélisées par des résistances. )

Je pense qu'il faut changer le résistor de place pour passer de la situation "repos" à la situation "effort"

Escargot Géant a écrit:Je pense qu'il faut changer le résistor de place pour passer de la situation "repos" à la situation "effort"

pour avoir quelque chose de plus visuel oui... et ça collerait plus à la réalité, les sphincter des muscle se relâche à l'effort et ceux du reins se resserrent à l'effort.

Mais du coup en plaçant le résistor avant la lampe 1 on ne va pas avoir une baisse d'intensité lumineuse dans les 2 lampes?

Si les lampes n°1 et n°2 sont identiques, I1 = I2 dans ton schéma correspondant au repos (chaque lampe se comporte comme si elle était seule dans le circuit, c'est le générateur qui est traversé par le double en courant)

Comme le dit Escargot Géant, ta résistance est mal placée car elle va diminuer l'intensité dans la branche où elle se trouve, il faut donc la mettre à côté de l'autre lampe, les deux lampes étant indépendantes (c'est à dire sur des branches en dérivation l'une par rapport à l'autre), la résistance sur une n'influe pas sur l'éclat de l'autre. Cela influerait si on plaçait la résistance en série avec la pile.

Si tu veux montrer qu'il y a plus de courant qui passe dans la lampe n°1, il faut mettre une résistance en série avec la lampe n°2.
Cela permettra de "voir" que le courant va davantage dans la lampe n°1 "car ça freine moins" dans sa branche que dans la branche de la lampe 2 avec la résistance.

Ensuite, en effort, on déplace la résistance (on la met à côté de la lampe 1) pour montrer que maintenant c'est dans la lampe n°1 que le courant est plus faible. (que donc ça s'adapte à la situation)
Il faut aussi penser à augmenter la tension du générateur car le coeur "pompe plus fort"...

Escargot Géant a écrit:Activité traitée p 201 de ce manuel
http://medias.editions-hatier.fr/hatier/flipnew/94422/index.htm
Je te le déconseille fortement, je l'ai faite une année et tu t'exposes à un intense moment de solitude.
Si jamais tu t'en sors je suis preneuse de tes conseils...

Je déconseille aussi après la lecture du doc en question... trop complexe à mon avis, par rapport à juste expliquer les choses pour le sang sans analogie. (ou avec une analogie avec des tuyaux et des robinets... )

1. est-ce que tes deux lampes sont identiques ou pas ?
2. à l'effort, le débit sanguin augmente non ? du coup, si tu l'identifies à l'intensité, en ajoutant une résistance dans la branche, tu vas faire diminuer l'intensité, donc ça n'est plus très logique.


Je suis de l'avis d'Aranel : je ne suis pas sûr que ça permette au élèves de faire mieux passer les choses.

Will.T a écrit: 
Ouille mes yeux   !
1) Si les 2 lampes sont identiques, en dérivation elles seront parcourues par le même courant : elle brilleront de la même façon. Pour faire simple, si ce sont toutes les 2 des 300 mA/12 V, avec un géné de 12 V, elles seront traversées par un courant de 300 mA toutes les 2.
2) Dans la branche avec la résistance, i va rester égal à 300 mA. Par contre c'est la tension U= 12V aux bornes de la lampe qui va diminuer vu que, en fait UGénérateur = ULampe1 + ULampe2

 
Ouille mes yeux   !

2) Ce n'est pas du tout cela !!!!

La tension au borne de chacune des branches est fixée par le générateur de tension si bien que l'on a la relation U(générateur) = U(lampe1) = U(lampe2) + U(R) si R est placée dans la branche de la lampe 2 .
D'autre part concernant le courant, il suffit de se souvenir de la formule du "diviseur de courant" : I(1)= I(générateur)*R2/(R1+R2) et I(2)= I(générateur)*R1/(R1+R2)
si bien que le courant dans la branche dans laquelle il n'y a pas de résistance est, assez logiquement, plus grand que dans celui où il y'a la résistance.
Les deux concourant à dire que la tension aux bornes de la lampe 2 est plus faible.

Aranel53 a écrit: Si tu veux montrer qu'il y a plus de courant qui passe dans la lampe n°1, il faut mettre une résistance en série avec la lampe n°2.
Cela permettra de "voir" que le courant va davantage dans la lampe n°1 "car ça freine moins" dans sa branche que dans la branche de la lampe 2 avec la résistance.

Ca, je visualise... comme dans la photo du bouquin

Aranel53 a écrit: Ensuite, en effort, on déplace la résistance (on la met à côté de la lampe 1) pour montrer que maintenant c'est dans la lampe n°1 que le courant est plus faible. (que donc ça s'adapte à la situation)
Il faut aussi penser à augmenter la tension du générateur car le coeur "pompe plus fort"...

Mais pour ce montage là tu veux dire comme ça?


A ce compte là ça peut être jouable... enfin visuellement pour les élèves un peu faibles.

J'aurais bien aimé trouver un moyen de le faire avec des mesures (du moins pour mon groupe qui file en S l'an prochain sauf 2) pour qu'ils puissent justifier avec des valeurs (en plus du visuel tant qu'à faire)

D'après mes recherches hier soir très tard (sur des TP de 4°) ils indiquaient dans ce type de montage (sans la résistance) que I2 < I1 (c'est si on met une pile à la place du générateur?)

plotch a écrit:(...)
Les deux concourant à dire que la tension aux bornes de la lampe 2 est plus faible.

On ne doit pas parler de la même chose.

MrCailloux a écrit:(c'est si on met une pile à la place du générateur?)

Oh p....

Les gars, nous sommes l'élite de la nation, il faut vite mettre ce fil en accès réservé, le temps qu'on se mette d'accord.
Quelqu'un a un oscilloscope chez lui ?

Will.T a écrit:1.  est-ce que tes deux lampes sont identiques ou pas ?
2. à l'effort, le débit sanguin augmente non ? du coup, si tu l'identifies à l'intensité, en ajoutant une résistance dans la branche, tu vas faire diminuer l'intensité, donc ça n'est plus très logique.


Je suis de l'avis d'Aranel : je ne suis pas sûr que ça permette au élèves de faire mieux passer les choses.

1. Je ne sais pas, je n'ai jamais pratiqué ce modèle, ensuite je dois voir avec les collègues de SPC si c'est possible de leur emprunter le matos

2. Limite d'un modèle, le but n'est pas de tester l'augmentation du débit ici, mais de comprendre l'approvisionnement préférentiel des organes.

Je peux juste faire le montage série/dérivation avec mesure d'intensité pour démontrer la circulation en dérivation. Ca pourrait me suffire.

Vu que j'aime bien faire compliqué quand on peut faire simple je voulais aussi intégrer le rôle des sphincters (du moins qu'il y a quelques chose dans l'organisme qui limite le passage du sang dans les organes qui en demande pas tant à l'effort). Ca peut se faire avec des docs pour cette partie