Électricité pour enseignants de primaire : modèles pour y comprendre quelque chose

Je vous le fais en direct live. Il paraît que la petite qui est admise à LLK a eu un bon prof de physique au collège...

"Je ne sais pas, je ne m'en souviens pas du tout, mais c'est possible qu'on l'ait vu.
Je suis en L ! Maman, là, je révise ma géo, s'teuplé !"

Bon prof, bon prof, c'est vite dit ! Il a dû faire ce qu'il pouvait !

Mais c'est sûr qu'il ne reste presque rien. Quand je vois le niveau des terminales S ça fait peur. D'un autre côté ce n'est pas si important que ça. Mais depuis quelques temps je me demande si on ne devrait pas faire plus d'électricité appliquée en collège (électricité de la maison, phase, neutre, prise de terre, disjoncteurs, va-et-vients...). Mais on n'en est pas encore à réécrire les programmes. (quoique)

Rikki a écrit:Je vous le fais en direct live. Il paraît que la petite qui est admise à LLK a eu un bon prof de physique au collège...

"Je ne sais pas, je ne m'en souviens pas du tout, mais c'est possible qu'on l'ait vu.
Je suis en L ! Maman, là, je révise ma géo, s'teuplé !"

Le mien m'a proposé un comparatif entre le théâtre bidule et le théâtre machin (sacré et profane, peut-être... ).
Pour vous remonter le moral et aller à l'encontre d'Aranel, sa sœur, Première S, lui a résumé la situation, avec détails sympas sur le pourquoi de la conductivité des divers matériaux. Visiblement, elle sait de quoi elle parle et nous a confirmé que le courant alternatif est au programme de Troisième.
Néanmoins, de là à résoudre un vrai problème d'électricité, le pas n'est pas encore franchi, essentiellement du fait de la forme et du fond des programmes tels qu'ils sont conçus. Avec les pédagogies constructivistes, il faut être patient si on veut accéder à ce qui est jouissif. Elle verra ça en post-bac ...

Aranel53 a écrit:Bon prof, bon prof, c'est vite dit ! Il a dû faire ce qu'il pouvait !

Mais c'est sûr qu'il ne reste presque rien. Quand je vois le niveau des terminales S ça fait peur. D'un autre côté ce n'est pas si important que ça. Mais depuis quelques temps je me demande si on ne devrait pas faire plus d'électricité appliquée en collège (électricité de la maison, phase, neutre, prise de terre, disjoncteurs, va-et-vients...). Mais on n'en est pas encore à réécrire les programmes. (quoique)

Avec un bon prof de techno, ils font tout ça.
Moi, ce que je trouve dommage, ce n'est pas tant ça que le côté "leçon de chose" de la physique en section S. Les gosses arrivent au bac sans avoir réellement notion de ce qu'est cette matière et du rôle fondamental d'un bon niveau en math. Pour ceux qui ont des ingénieurs dans leur entourage, c'est sans gravité mais, encore une fois, ce sont ceux issus d'un milieu socio-culturel défavorisé qui paient la note et s'orientent mal en post-bac, souvent avec un bagage mathématique insuffisant.
Vous ne pouvez imaginer quelle bagarre ce fut, cette année, pour obtenir de filloune qu'elle choisisse la spé math en Terminale, et non la spé physique chimie.
Quant à son pote JC, qui veut faire véto, il a choisi option SVT malgré ma mise en garde. Encore un qui va se planter au concours d'entrée, si seulement il est admis en prépa BCPST...

moi, on ne m'avait pas dit que c'était le va-et-vient des électrons qui faisait briller le filament dans un circuit alimenté par du courant alternatif. Tout ce dont je me souviens, c'est des ondes sinusoïdales.

Quant à réécrire des programmes, ça ne serait sans doute pas du luxe. (Et je vote pour plus d'électricité appliquée, parce que je n'ai toujours pas compris à quoi servait ni comment fonctionnait physiquement un ampli-op.

doctor who a écrit:
Quant à réécrire des programmes, ça ne serait sans doute pas du luxe. (Et je vote pour plus d'électricité appliquée, parce que je n'ai toujours pas compris à quoi servait ni comment fonctionnait physiquement un ampli-op.

Pas absolument d'accord, car avec plus de physique et de math théoriques bien enseignées, c'est un jeu d'enfant, pour le jeune bachelier S ( ou autre bac pro ou BTS de qualité ) que ça intéresse, de non seulement piger comment fonctionne l'ampli, mais même de le monter lui-même s'il est doué de ses mains, et de comprendre, bidouiller et monter n'importe quel autre objet de ce type. Je suis certaine qu'on trouve tout sur Internet. Y'a même plus besoin de se payer des revues comme il y a quarante ans.
Alors que plus de physique appliquée serait épouvantablement chronophage en étant moins productif.
D'autres seront des passionnés de moteur à explosion, ou diesel, d'autres de chimie minérale ou organique, d'aucuns de pain poilâne ou de concombre OGM ... Et je ne vous parle pas des passionnés de radioactivité !
Ce serait impossible !

Ex: mon ingénieur de frère a monté toute sa chaine stéréo, lorsqu'il était étudiant, à partir des pièces de base et de la revue "Le Haut-Parleur ". il a même tracé lui-même les circuits sur les plaques, pour relier entre eux condensateurs et autres résistances. Ça fonctionne encore, 40 ans plus tard.
La facade de l'amplificateur est en contreplaqué verni, avec toutes les graduations des différents boutons peintes à la main !

doctor who a écrit:moi, on ne m'avait pas dit que c'était le va-et-vient des électrons qui faisait briller le filament dans un circuit alimenté par du courant alternatif. Tout ce dont je me souviens, c'est des ondes sinusoïdales.

.

Ben c'est pareil !
A mon avis, on te l'a dit et tu n'en avais rien à secouer, comme l'autre casquette. T'as retenu la courbe à cause que tu risquais de tomber dessus au bac.
On ne fait pas boire un âne qui n'a pas soif et chacun d'entre nous a des souvenirs différents de ses apprentissages scolaires.
Pour moi, je suis certaine qu'on ne m'a jamais expliqué ni l'usage du subjonctif ni l'art de l'explication de texte.

Bonjour à tous et bien vu pour ce post intéressant...une question me taraude cependant, aucun élève ne vous a demandé : s'il y a toujours la même quantité de grain dans la pile neuve ou usagée, comment se fait-il qu'elle s'use, par quel phénomène...

doublecasquette a écrit:

doctor who a écrit:moi, on ne m'avait pas dit que c'était le va-et-vient des électrons qui faisait briller le filament dans un circuit alimenté par du courant alternatif. Tout ce dont je me souviens, c'est des ondes sinusoïdales.

.

Ben c'est pareil !
A mon avis, on te l'a dit et tu n'en avais rien à secouer, comme l'autre casquette. T'as retenu la courbe à cause que tu risquais de tomber dessus au bac.
On ne fait pas boire un âne qui n'a pas soif et chacun d'entre nous a des souvenirs différents de ses apprentissages scolaires.
Pour moi, je suis certaine qu'on ne m'a jamais expliqué ni l'usage du subjonctif ni l'art de l'explication de texte.

Naturellement, la mémoire est sélective. Mais je serais assez étonné qu'on me l'ai dit, parce que j'ai toujours aimé la science pour ce genre d'explication analogique. dès qu'on a introduit le calcul et l'abstraction, je suis devenu un lettreux. Donc, le coup du va-et-vient, je suis persuadé que j'aurais retenu.

*

gym a écrit:aucun élève ne vous a demandé : s'il y a toujours la même quantité de grain dans la pile neuve ou usagée, comment se fait-il qu'elle s'use, par quel phénomène...

Si ! c'est la question qui arrive immédiatement après l'assertion précédente...

Al a écrit:On l'explique en 3ème dans le chapitre sur la pile électrochimique.

Oui c'est d'ailleurs bien amené dans le programme de 3e je trouve, et le modèle simplifié que je donne aux 5e permet d'en avoir une idée...

Sinon, doublecasquette, c'est intéressant cette discussion sur les programmes, ou la physique "bien enseignée" mais comme ce n'est pas vraiment l'objet de ce fil, il faudrait peut être en ouvrir un dédié.

Par contre les questions de compréhension sur l'électricité sont les bienvenues ici pour finir de débroussailler les choses.

Comme les questions sont les bienvenues sous quelle forme se caractérise électriquement cette "perte" (transformation pour être plus Lavoisien) d’énergie transformée en énergie thermique dans l'ampoule que ce soit à partir d'une source continue ou alternative. En clair qu'est ce que l'on perd...pas la charge des électrons ni leur nombre donc ?

Voilà, on ne perd ni charge (la charge est de toutes façons conservée en physique) ni électrons. Alors qu'est ce qu'on "perd" ?

La réponse est à la fois extrêmement simple et extrêmement complexe car très abstraite, la notion d'énergie est d'ailleurs purement abstraite. (d'ailleurs, je vais rassembler mes propres idées sur le sujet car entre ce qu'on croit comprendre et ce qu'on sait, il y a parfois un écart notable)

La pile transforme de l'énergie chimique en énergie électrique, et dans le circuit cette énergie électrique est transformée en énergie thermique dans le filament surtout. Enfin, une partie de cette énergie thermique est transformée en énergie lumineuse (ce qui est le but pour une lampe).

Vu comme ça, on fait une chaîne énergétique simple : E chim -> E élec -> E therm -> E lum avec conservation de l'énergie totale quoi qu'il arrive.

L'énergie électrique E élec est égale à la tension entre les bornes de la pile multipliée par l'intensité du courant qu'elle crée dans le circuit multiplié par le temps de fonctionnement : E élec = U x I x t

Les problèmes qui surgissent alors, c'est : "Où était concrètement cette énergie chimique dans la pile ?", " Comment de l'énergie chimique se transforme en énergie électrique ? " et " Comment de l'énergie électrique se transforme en énergie thermique ? "

L'énergie chimique est stockée dans la pile par le fait que les deux matières qui la compose peuvent réagir chimiquement ensemble en s'échangeant des électrons (du zinc d'un côté et de l'oxyde de manganèse je crois pour les piles alcalines de base). Comme ces deux matières sont séparées dans la pile, la réaction ne se fait pas "toute seule". Mais si on relie les deux bornes par un circuit, le dioxyde de manganèse ( côté borne (+) ) va attirer les électrons du zinc (côté borne (-) ) donc tous les électrons qui sont entre eux vont se décaler petit à petit à mesure que le dioxyde de manganèse attrape des électrons (on dit qu'il se réduit) et que le zinc perd des électrons (on dit qu'il est oxydé). Quand presque tout ou tout le zinc a été oxydé (et donc transformé en ions zinc Zn2+ ) la pile ne peut plus pousser d'autres électrons donc elle ne permet plus de déplacer les électrons du circuit : plus de création de courant.

Ensuite pour la transformation de l'énergie électrique en thermique, on va dire que c'est le frottement des électrons dans le fil qui fait vibrer les noyaux des atomes du métal qui compose le fil. Cette vibration représente la température du matériau. Donc plus "ça frotte" plus ça chauffe. Les électrons qui "frottent" dedans ralentissent du coup tous ceux de la boucle (comme si on freine une chaine de vélo), c'est pour ça qu'il y a moins de courant si on branche deux lampes à la suite : les électrons ont plus de mal à passer dans le filament ou "ça frotte".

Mieux ?

Moi je sais maître !
Les électrons libres ils courent ils courent ils courent dans le fil. Tellement fort que parfois ils bousculent tout sur leur passage. Alors ce qui est bousculé s'énerve très fort, s'excite et ça chauffe.

Aranel53 a écrit:Mieux ?

C'est bon ! On s'accroche.

Rikki a écrit:[Vous devez être inscrit et connecté pour voir cette image]

Chais pas... Tais-toi et creuse !

doublecasquette a écrit:

Rikki a écrit:[Vous devez être inscrit et connecté pour voir cette image]

Chais pas... Tais-toi et creuse !

On les retrouve les "syllabistes" : déchiffrer un texte, ça va... mais prendre du sens... :Lool:

Le monsieur, il explique que rien ne se perd, rien ne se crée, tout se transforme (c'est pas de moi :lol: ) et que même c'est pas de la tarte !

Dhaiphi a écrit:

doublecasquette a écrit:

Rikki a écrit:[Vous devez être inscrit et connecté pour voir cette image]

Chais pas... Tais-toi et creuse !

On les retrouve les "syllabistes" : déchiffrer un texte, ça va... mais prendre du sens... :Lool:

Le monsieur, il explique que rien ne se perd, rien ne se crée, tout se transforme (c'est pas de moi :lol: ) et que même c'est pas de la tarte !

Ah bah voilà ! Fallait l'dire ! :lecteur:

Merci Dhaiphi ...

Bon, on va faire comme ça.

3 étapes :

1/ Aranal explique.
2/ Dhaiphi traduit.
3/ AC / DC complète.


Et pour couronne la manip... Rikki finit par comprendre !

P. S. Juste pour me défausser un peu de ma nullité crasse en physique : mon père est un grand physicien, donc, on peut peut-être mettre mon incapacité chronique à comprendre la physique sur le compte de la psychologie de bazar, non ?

Ca me vexerait moins que juste de me dire que je suis un peu molle du bulbe...

Rikki a écrit:P. S. Juste pour me défausser un peu de ma nullité crasse en physique : mon père est un grand physicien, donc, on peut peut-être mettre mon incapacité chronique à comprendre la physique sur le compte de la psychologie de bazar, non ?

Ca me vexerait moins que juste de me dire que je suis un peu molle du bulbe...

Et on dirait que pour moi, c'est génétique ! Mon papa et ma maman sont des littéraires pur jus et mon frère et ma sœur ne tiennent pas d'eux !

Je suis en train de découvrir ce sujet et vais essayer de réagir au fur et à mesure de ma lecture, car ça m'intéresse beaucoup, faisant régulièrement une séquence d'électricité - que je continuerai à appeler ainsi, pardon, n'ayant pas compris l'inadéquation de ce mot, qui me semble pourtant bien pratique pour établir un parallèle avec son utilisation domestique.
J'ai constaté que les élèves aiment beaucoup manipuler, chercher comment allumer ou faire tourner tel ou tel composant d'un circuit, mais aussi trouver des réponses un peu plus générales aux questions qu'ils se posent sur ce miracle quotidien.

Je ne vois pas des primaires comprendre ce que sont ces grains d'électricté. Il faut bien expliquer avant la notion d'électron, non. Qu'il s'agisse de "grain" est sans doute énigmatique pour des petits bouts qui n'en auront rencontré qu'en parlant d'agriculture, et préciser que ces grains sont "d'électricité" n'évoquera pas grand chose dès lors qu'on veut justement définir l'électricité.

Peu importe s'ils appréhendent ou pas avec précision le phénomène.
Je pars du principe que tout savoir se construit par modifications-arrangements de ses représentations initiales ou intermédiaires, qui resteront de toutes manières inabouties - quelles que soient les études poussées que tu fasses d'ailleurs dans un domaine.
Ne soyons pas trop puristes en élémentaire, et parler de "chemin du courant" -ce qui induit un déplacement, OK, mais aussi un point de départ et un point d'arrivée- ne me semble pas une aberration. Et ça peut être fort utile dans les plus grandes casses (je crois) quand tu te trouves devant un circuit plus complexe, de suivre en ralentissant subjectivement les électrons libres pour appréhender leurs différents aléas, même si fondamentalement c'est moins simple ( ).

Tu sais, une expérience qui ne "marche"pas, c'est l'angoisse du professeur de physique-chimie. Il y a toujours tout un tas de raisons pour lesquelles la lampe ne brillera pas

Pas d'angoisse pour moi, juste une petite déception contagieuse.
Je me rappelle un jour avoir essayé de modéliser le fonctionnement d'une ampoule (avec un filament de tampon Gex relié à des pinces croco, le tout dans une bouteille d'Orangina - expérience La Map*). A la maison, cool : ça s'allume et ça crame. Et ben en classe, pas moyen.
Alors on a cherché la panne (les fils ? La pile ?) mais rien à faire.
Ce qui est bien c'est qu'ils sont encore mignons à cet âge-là, ils te croient sur parole, surtout quand tu leur dit qu'ils auraient pu éviter de t'envoyer des ondes négatives :lol!:.

* J'en profite pour joindre le dossier La Map, ne sachant s'il est encore sur leur site, car ils ont enlevé pas mal de docs ces derniers temps. J'éditerai si ça fait doublon.

Hou la la ! Je viens maitenant de lire les pages 2 à 5 et je vais me faire allumer ! Vu que je n'apporte pas grand-chose à part revenir en arrière...
M'en vais !
:elephant2:

(Je mets quand même mes séquences de quand j'avais des Ce2-Cm1 : il manque tous les schémas car ils sont ou ajoutés à la main, ou découpés dans le dossier LaMap. J'espère que les experts me donneront leur avis.)

T'en va pas !

Moi aussi, je me fais allumer tout le temps, mais ils sont gentils, ils ne te font pas clignoter !

Aranel53 a écrit:Voilà, .


L'énergie chimique est stockée dans la pile par le fait que les deux matières qui la compose peuvent réagir chimiquement ensemble en s'échangeant des électrons (du zinc d'un côté et de l'oxyde de manganèse je crois pour les piles alcalines de base). Comme ces deux matières sont séparées dans la pile, la réaction ne se fait pas "toute seule". Mais si on relie les deux bornes par un circuit, le dioxyde de manganèse ( côté borne (+) ) va attirer les électrons du zinc (côté borne (-) ) donc tous les électrons qui sont entre eux vont se décaler petit à petit à mesure que le dioxyde de manganèse attrape des électrons (on dit qu'il se réduit) et que le zinc perd des électrons (on dit qu'il est oxydé). Quand presque tout ou tout le zinc a été oxydé (et donc transformé en ions zinc Zn2+ ) la pile ne peut plus pousser d'autres électrons donc elle ne permet plus de déplacer les électrons du circuit : plus de création de courant.


Mieux ?

[u]


Non pas mieux, mais on en arrive toujours ... à la conclusion d'une "perte" d’électrons au final ...transformés en autre chose bien sûr.