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

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.

Non, relis. Les électrons que le zinc perd vont dans le circuit et ceux qui étaient à la fin du circuit vont dans le manganèse. Il y a toujours autant d'électrons. Au final, tout se passe comme si les électrons du zinc allaient directement dans le manganèse.

Il n'y a pas de perte d'électrons (c'est impossible de détruire ou de créer un électron en chimie, ou même en physique "quotidienne", il faut vraiment faire des trucs bizarres pour arriver à supprimer ou à fabriquer un électron).

La seule chose qui se transforme est l'énergie. Mais comme c'est un concept abstrait c'est pas évident de se raccrocher à ça.

Pour quelque-chose de plus visuel :

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La seule chose qui se transforme est l'énergie. Mais comme c'est un concept abstrait c'est pas évident de se raccrocher à ça.

Frottement dû au mouvement ?

Aranel53 a écrit:Non, relis. Les électrons que le zinc perd vont dans le circuit et ceux qui étaient à la fin du circuit vont dans le manganèse. Il y a toujours autant d'électrons. Au final, tout se passe comme si les électrons du zinc allaient directement dans le manganèse.

Il n'y a pas de perte d'électrons (c'est impossible de détruire ou de créer un électron en chimie, ou même en physique "quotidienne", il faut vraiment faire des trucs bizarres pour arriver à supprimer ou à fabriquer un électron).

La seule chose qui se transforme est l'énergie. Mais comme c'est un concept abstrait c'est pas évident de se raccrocher à ça.

C'est vrai j'ai lu un peu trop vite...donc la perte de capacité de la pile (pile usagée) est donc son incapacité à fournir des électrons allant d'une plaque à l'autre. L'une étant à la fin "saturée" et l'autre "vidée" ou "oxydée"... (Il n'y a plus de "réaction" chimique possible et c’était cette réaction qui fournissait l’énergie électrique.
C'est vraiment la chimie qui me pose problème.

Ai-je à peu près bon là...

Mufab a écrit: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.

Mais, avec plaisir, réagis donc ! c'est important de croiser les points de vue à mon avis et je n'ai jamais eu l'occasion de le faire aec des collègues de primaire donc chargeons ! (je suis en train de regarder tes documents)

Sinon, je ne dis pas qu'il faut complètement cesser d'utiliser le mot "électricité", d'ailleurs je parle moi aussi de "séquence d'électricité". Je dis simplement qu'il ne faut pas dire "l'électricité qui passe allume la lampe" par exemple. Il vaut mieux parler directement de "courant électrique" à mon avis. Ceci permet de distinguer plus vite tension et intensité par exemple. Entre les bornes d'un interrupteur ouvert dans un circuit en série il y a la même tension que le générateur, on peut donc dire qu'il y a de "l'électricité", non ? pourtant la lampe ne brille pas et il n'y a aucun courant électrique... Pour moi, il faut éviter les expressions comme "l'électricité qui était dans...", "l'électricité qui sort de...", "l'électricité qui passe par...". Car si on utilise "électricité" comme synonyme de "courant électrique" on va véhiculer de nombreuses conceptions erronées par nos propos (il n'y a pas de courant électrique dans une pile, le courant sort d'un côté mais rentre toujours de l'autre en même temps...). Autant éviter.

Mufab a écrit:

Aranel53 a écrit:La seule chose qui se transforme est l'énergie. Mais comme c'est un concept abstrait c'est pas évident de se raccrocher à ça.

Frottement dû au mouvement ?

Non, le "frottement" n'est pas l'énergie, il est le phénomène qui permet de passer de l'énergie électrique à l'énergie thermique. Or ce frottement peut être à peut près visualisé sans trop de problèmes...

gym a écrit:donc la perte de capacité de la pile (pile usagée) est donc son incapacité à fournir des électrons allant d'une plaque à l'autre. L'une étant à la fin "saturée" et l'autre "vidée" ou "oxydée"... (Il n'y a plus de "réaction" chimique possible et c’était cette réaction qui fournissait l’énergie électrique.
C'est vraiment la chimie qui me pose problème.

Ai-je à peu près bon là...

C'est très bien dit ! c'est exactement ça !

Ensuite la chimie, oui c'est autre chose... car pourquoi les électrons "préfèrent" aller dans le cuivre que dans le zinc c'est pas évident à expliquer comme ça... je m'y mets.

(Si je leur explique l'électricité comme ça, est-ce que c'est loin de la vérité ?)

Je dessine un atome au tableau (un peu sur le principe du système solaire) et leur dit que le ou les petits électrons les plus éloignés du noyau sont susceptibles de se déplacer facilement, car ils sont moins soumis à l'attraction. Du coup, quand il y en a un qui part, il ya un trou, que celui d'à côté va essayer de combler. Hop ! Hop ! ça saute d'atome en atome, si à chaque bout on met un aimant...
Et comme cela va très vite et que ça s'agite car il y a beaucoup d'atomes, on crée une énergie qui peut devenir de la lumière, de la chaleur ou un mouvement... selon le composant inséré dans le circuit.

Ensuite la chimie, oui c'est autre chose... car pourquoi les électrons "préfèrent" aller dans le cuivre que dans le zinc c'est pas évident à expliquer comme ça... je m'y mets.

Moi je croyais que la résistance était liée au nombre d'électrons sur la dernière "couche".

Mufab, c'est valable comme représentation à mon avis. À un petit détail près je pense :

Mufab a écrit:que le ou les petits électrons les plus éloignés du noyau sont susceptibles de se déplacer facilement, car ils sont moins soumis à l'attraction.

Il faut bien faire surgir qu'il existe desmatières qui gardent tous les électrons et que même si la pile leur dit d'avancer ils ne bougeront pas et resteront sur place (les isolants). Et que certains matériaux ont des électrons qui peuvent avancer si la pile leur en donne "l'ordre", mais qu'il ne peuvent bouger que s'ils ont la place d'arriver donc si celui de devant a avancé... pour insister sur le concept de boucle.

Mufab a écrit:
Moi je croyais que la résistance était liée au nombre d'électrons sur la dernière "couche".

Attention, la résistance est encore autre chose... elle dépend surtout de la taille macroscopique du matériau conducteur. Un feuille de papier canson noire peut avoir moins de résistance (donc mieux faire passer le courant) qu'un tout petit fil de cuivre.
Sinon, en effet plus le conducteur a d'électrons libres (qui peuvent changer d'atome) mieux il conduit le courant. Mais c'est plus compliqué que ça car il faut voir si dans la structure de ma matière c'est facile de passer ou non...

Ceci permet de distinguer plus vite tension et intensité par exemple. Entre les bornes d'un interrupteur ouvert dans un circuit en série il y a la même tension que le générateur, on peut donc dire qu'il y a de "l'électricité", non ?

Oui, mais de l'électricité "potentielle" : ça pourrait, si je fermais le circuit. Elle attend son heure, en fait.

Certes, mais là on mélange deux choses très différentes.
La tension a cette idée de potentialité, oui. Mais le courant électrique est ce qui se déplace maintenant, sinon il n'existe pas. la confusion tension/intensité est là plus dure à démêler par la suite, autant commencer directement par ne pas mélanger les concepts avec un vocabulaire trop vague.

Il faut bien faire surgir qu'il existe desmatières qui gardent tous les électrons et que même si la pile leur dit d'avancer ils ne bougeront pas et resteront sur place (les isolants).

Bien sûr. Mais même si elle est importante, cette notion de conducteur-isolant est très relative, non ?
Et je leur dis d'aileurs que l'on peut très bien s'électrocuter en introduisant deux bouts de plalstique dans les bornes d'une prise du secteur.
De même pour l'eau (que l'on dit très conductrice) : on s'aperçoit qu'en plongeant les 2 extrémités d'un circuit dans un peu d'eau, l'ampoule ne s'allume pas obligatoirement, sauf si l'on prend une DEL ou si l'on rapproche les fils.
C'est compliqué : il y a beaucoup de paramètres (matière, volume et longueur, tension aux bornes du générateur...) qui entrent en jeu.

Pas persuadé qu'il faille parler de "courant électrique", ça complique. En tout cas, ne pas dire que l"électricité sort", ça, c'est effectivement important.

Bonjour,
Pour l'enseignement de l'électricité en primaire, je vous recommande le site : [Vous devez être inscrit et connecté pour voir ce lien]
Vous pouvez y télécharger gratuitement un dossier adapté aux instituteurs qui s'y connaissent modérément en technique. Car les expériences sont faciles à réaliser, les bases théoriques sont exprimées en termes compréhensibles et les exercices sont adaptés à l'univers quotidien des enfants. Toutes les pièces du dossier peuvent être téléchargées gratuitement sur ce site web. Vous pouvez aussi en commander un exemplaire gratuit sur papier. Vous pouvez donc imprimer ou photocopier les fiches d'exercices pour vos élèves.

Le dossier s'articule autour de trois parties. Dans la première partie, les enfants prennent conscience que l'électricité est vraiment présente partout dans notre vie quotidienne. Ensuite, ils découvrent quelques principes de base de l'électricité par l'observation, l'expérimentation, la classification, le dessin et le raisonnement. Enfin, ils appliquent les connaissances acquises à un appareil électrique qui fait partie de leur quotidien.

Comment l'utiliser ?

Les trois parties sont accompagnées de fiches pratiques, que vous pouvez remettre à vos élèves pour les exercices. En parallèle, le manuel général de l'enseignant détaille l'objectif et l'approche des différents modules tout en offrant quelques conseils didactiques bien utiles.
Cordialement,
Véronique Renard

des animations sympas niveau primaire en ligne ici:

*Electricité: Echos d'école (7 activités: symboles, mises en série/mises en dérivation, résistor, sens du courant continu, conducteurs et isolants, ma petite maison, jeu). [Vous devez être inscrit et connecté pour voir ce lien]

*Electricité: le sens d'un circuit [Vous devez être inscrit et connecté pour voir ce lien]

*Electricité: le circuit simple (Cs Laval): circuit simple
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Un kit en ligne pour travailler au cycle 3 la production d'électricité
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Bonjour,

J'avais envie de partager une séquence dont je suis plutôt contente (les élèves étaient très motivés) sur le jeu électrique (questions réponses) fait pour mon CE2 à mi-temps ... en tant que PES
Bien sûr, c'est une compil' d’éléments trouvés sur certains sites (EDF pour l'historique, Main à la pâte, Revue La Classe ...)

Oui, ça marche bien, le jeu "question/réponse", sur l'électricité. Je l'ai fait en classe et je trouve ça plutôt sympa.