Salut à tous
En train de faire mes nouveaux cours de Quatrième, j'aimerai avoir vos avis et vos méthodes sur la façon d'enseigner la notion de tension aux élèves de 4ème.
J'essaie de rendre la chose moins abstraite mais je n'y arrive pas.
Si vous avez des videos ou animations afin de mieux comprendre je suis aussi preneur
Merci et bonne fin de vacances à tous les profs et élèves (on est toute sa vie l'un ou l'autre n'est ce pas?) du site
Bonjour.
Si je peux me permettre une façon d'agir hérétique, je commencerais par dire que la tension est ce que l'on trouve aux bornes d'une pile ou d'une batterie et que c'est ce que l'on mesure avec un voltmètre. Et ce n'est qu'après, une fois vu le courant et la loi d'Ohm que j'entrerais dans la définition à partir du travail pour déplacer une charge et le potentiel électrique.
Encore, et même si vous êtes d'accord, il faut que vous ayez la liberté de le faire.
Au revoir.
hum je crois qu'il y a l'image de la rivière ou de la chutte d'eau, avec les électrons à la place de l'eau, la différence de hauteur fait bouger l'eau et crée un courant
Bonjour,
Je te conseille de montrer la tension comme une route en pente (un peu comme la métaphore de la rivière de Castitatis).
Des billes descendent cette pente, qui représente les électrons.
Cela permet d'utiliser la même métaphore que pour l'intensité (où c'est le nombre de balle qui passent en un point qui importe).
"La vraie science est une ignorance qui se sait." (Montaigne)
Bonjour,
Voici l'expérience avec mes 2 enfants.
En 4 ème si mes souvenirs sont bons on apprend des circuits simples avec 1 ou 2 diodes quelques lampes 1 inter.
J'ai remarqué qu'en écoutant le cours ils sont capables de répondre avec brio aux exercices, mais incapable de savoir d'ou vient la panne dans une lampe de poche (pile, inter, lampe, faux contact). Ce qui prouve que malgré les cours et la réussite des exos il sont incapable de faire la différence entre tension et courant. Je ne jette pas la pierre car nous savons qu'autour de nous peu d'adulte font la différence. Juste pour dire que ce sont des notions difficiles à comprendre et ce n'est pas parce que l'on détermine avec facilité les lampes qui s'allument que l'on comprend quelque chose à l'électricité.
Avec des enfants de 13 ans l'analogie avec les chutes d'eau ne doit pas être très evidente, je pense que celà ne peut que les embrouiller.
Je t'apporte pas trop d'aide mais j'y réfléchis.
apzo11
Bonjour,
Quelqu'un aurai une définition concrète sur ce qu'est la tension ?
le probleme étant que le travail et le potentiel électrique sont vus en 1ereEnvoyé par LPFR
donc si ils doivent attendre 3 ans avant de comprendre ca va etre difficile pour eux
Pour les analogies avec l'eau, comment expliquez vous après la définition de la tension ou son additivité dans une branche?
car j'avais bien pensé commencer avec une animation sur l'eau mais après je me retrouve vite bloqué
merci
Dernière modification par hicamboy ; 24/08/2010 à 16h34. Motif: complément
La tension, c'est une différence de potentiels électriques.
"La vraie science est une ignorance qui se sait." (Montaigne)
LA tu parles de courant donc d'intensité
oui au lycée
mais qu'est ce qu'un potentiel électrique au niveau collège?
oui mais j'voulais dire par la que la différence de hauteur (la différence de potentiel) provoque le courantLA tu parles de courant donc d'intensité
Pour faire l'analogie avec l'eau :
- si tu prends une cascade, la pente est loin d'être régulière. Le trajet de l'eau revient au même que une pente rectiligne qui va du point de départ au point d'arrivée. Donc en série, la somme de ses "petites pentes" équivaut à celle du trajet total, d'où Utotal=U1+U2+...
- si l'eau se sépare en deux branches et se rejoignent plus loin, le trajet de l'eau revient au même, quel que soit la branche prise (même point de départ, même point d'arrivée). Donc en dérivation, U1=U2.
"La vraie science est une ignorance qui se sait." (Montaigne)
Re.
Je pense, comme Apzo11 que les analogies sont très bien et très parlantes pour ceux qui ont déjà compris. L'analogie avec la pression dans des tubes passe mal, car si on coupe un tube l'eau sort, et si on coupe un câble, le courant s'arrête.
Ce que je disais est qu'il est plus facile de donner une définition concrète (la mesure avec le voltmètre) qu'une définition formelle avec le travail et le potentiel. Non qu'il fallait le faire tout de suite. Et je ne pense pas que c'est le travail pour trimballer une charge qui va faire comprendre la tension. Ça ne servira qu'à donner une définition formelle à ce qu'il ont déjà compris.
La tension pousse les électrons dans un conducteur et la résistance tend à les freiner.
Par contre l'analogie du courant avec de l'eau dans un tuyau me semble bonne.
A+
et ca permet d'expliquer l'additivité des courants en parallèle en rapportant ça au débit et la résistance à la taille de la branche, mais bon la c'est vraiment une grosse analogie.- si l'eau se sépare en deux branches et se rejoignent plus loin
C'est même énorme comme analogie.
Voyons cette analogie au niveau de l'intensité : des petits bateaux se déplacent sur ma rivière à la même vitesse.
- dans mon premier cas (en série), tous les bateaux du départ arrivent à l'arrivée. Donc l'intensité est partout la même dans un circuit en série.
- dans mon second cas, les bateaux empruntent soit le bras de gauche, soit celui de droite. Mais si on additionnent le nombre de bateaux qui passent dans les deux branches, on tombe sur le nombre initial. Donc il y a addition des intensités en dérivation.
Nous partons bien sur du principe que aucun bateau coule, accoste et aillent se faire une bouffe, ou s'arrête au milieu du chemin pour en****** les scientifiques.
"La vraie science est une ignorance qui se sait." (Montaigne)
Même si les termes ne sont pas rigoureux ils ne sont pas faux et sontimagés, contrairement aux articles de journaux ou souvent on lit "une puissance de 380 Volt"
D'accord avec cette analogie, après avec des élèves de 4ème on ne peut pas aller plus loin dans l'analogie,car après on passe plus de temps à expliquer l'analogie que le phénomème.Par contre l'analogie du courant avec de l'eau dans un tuyau me semble bonne.
A+
Il y a de nombreuses années je passais une soirée avec des intellos, qui souhaitaient comprendre l'électricité. Avec un simple ohmêtre ils ont pu comprendre le passage électrique à travers le corps.
Pour la 4ème je pensais au montage électrique humain ,c'est à dire avec une pile 4,5v, les conducteurs seraient les bras et le récepteur un voltmêtre. On pourrait même intercaler une diode entre deux mains.... Idée un peu folle peut-être..
apzo11
C'est vrai que c'est sympa : tous le monde main dans la main, à chaque extrémité de la chaine une borne de l'ohmètre et on voit que le courant passe (si j'ose dire
"La vraie science est une ignorance qui se sait." (Montaigne)
pour l'intensité j'utilise l'analogie des voitures ( et non bateaux) en prenant les routes à coté du collège avec ronds points et carrefours
par contreca me plait pas car on dit après qu'il peut y avoir du courant sans tension et vice versa"" oui mais j'voulais dire par la que la différence de hauteur (la différence de potentiel) provoque le courant ""
Si j'ai pris les bateux, c'est pour continuer sur la même analogie de la rivière.
Mais c'est vrai que c'est plus parlant avec des voitures.
"La vraie science est une ignorance qui se sait." (Montaigne)
oui mais s'il n'y a pas de différence de hauteur l'eau stagnera et donc pas de courantca me plait pas car on dit après qu'il peut y avoir du courant sans tension et vice versa
En même temps, c'est pas précisément la "hauteur" qui provoque le courant(c'est une énorme faute dans l'analogie si on explique comme ça) mais la pesanteur. Rapprocher en ce sens les chutes d'eau, de pierre, de bille, de ce qu'on veut,... est en ce sens une très bonne analogie dans le sens où elles sont dues à quelque chose dont chaque collégien a une conception déjà assez précise: la pesanteur.
Dernière modification par b@z66 ; 24/08/2010 à 19h17.
La curiosité est un très beau défaut.
Faut que je me relise un peu de temps en temps...
Rapprocher le courant électrique des chutes d'eau, de pierre, de bille, de ce qu'on veut,... constitue déjà une très bonne analogie car elles sont dues à quelque chose dont chaque collégien peut déjà avoir une conception assez intime et précise: la pesanteur.
La curiosité est un très beau défaut.
Bonjour,
Je pense que l'analogie avec une rivière est la plus pertinente. En terminale j'avais une idée vague de ce qu'était l'électricité, des charges qui s'attirent etc... mais le lien avec la tension et l'intensité n'était pas du tout fait. Mon prof de MPI m'a expliqué avec cette analogie et c'était très convainquant.
En plus je la trouve relativement juste:
-La différence de hauteur correspond à une différence de potentiel. Pour des collégiens l'idée que les électrons ont "envie d'aller" vers le potentiel le plus faible comme l'eau a tendance à tomber est assez parlante.
-La loi des noeuds s'exprime logiquement : si vous descendez de deux mètres puis encore de deux mètre, en fin de compte vous êtes descendus de quatre mètres.
-La loi des mailles également : quand 5 litres d'eau entrent d'un côté ils doivent ressortir de l'autre ^^
-Si vous voulez exprimer une résistance vous pouvez évoquer la largeur du cours d'eau : un fleuve est très large et laisse passer beaucoup d'eau avec peu de dénivelée, un ruisseau de montagne est plus escarpé mais laisse passer moins d'eau.
Si vous décidez d'utiliser une analogie avec des billes, l'analogue de la résistance pourrait être la rugosité du matériau, donnant une intuition de la loi d'ohm : sur un plan incliné, plus le matériau est lisse, plus les billes vont vite pour une inclinaison donnée. Plus le plan est incliné, plus les billes vont vite.
En revanche les analogies avec les bateaux et les voitures me semblent moins justes, les électrons ne choisissent pas vraiment d'accélérer. Si votre soucis est juste de décrire l'intensité, je pense que l'évocation des électrons comme des petites billes sera plus exotique pour des élèves de 4em et donc éveillera leur curiosité.
Note:
C'est pas non plus la différence de potentiel qui fait bouger les électrons mais le champ électrique, analogue ici du champ gravitationnel ^^En même temps, c'est pas précisément la "hauteur" qui provoque le courant(c'est une énorme faute dans l'analogie si on explique comme ça) mais la pesanteur.
Primo, ta loi des noeuds et des mailles est déjà légèrement à revoir.Deuxio, j'avais bien précisé dans mon analogie que ce qui provoquait le courant était la pesanteur(analogue effectivement du champ électrique mais la notion de champ est encore un peu flou sans doute au collège). Sinon, tu as tout à fait raison, tous les éléments de la vie quotidienne dépendant de la gravité peuvent devenir de très bonnes analogies(on peut par exemple aussi faire l'analogie du condensateur avec une piscine que l'on remplit)
Dernière modification par b@z66 ; 25/08/2010 à 09h53.
La curiosité est un très beau défaut.
Primo, ta loi des noeuds et des mailles est déjà légèrement à revoir.
PS: la différence de potentiel "peut" aussi juste traduire une différence d'état entre le départ et l'arrivée d'un objet dans un champ de force, la chute d'un objet(eau, rocher,... avec une différence de vitesse à l'arrivée) ou la collision d'une voiture lors d'un crash-test(ressort comprimé aussi avec dissipation sous forme mécanique ou de chaleur) sont assez parlant.
La curiosité est un très beau défaut.
Pour la résistance et l'effet Joule, j'aime bien l'analogie de Cedric Ray (auteur de "La physique par les objets du quotidien") :
On peut même dire que toutes ces collisions "échauffent les esprits", d'autant plus que ces collisions sont nombreuses.Pour comprendre l'effet Joule, imaginez des ballons dévalant une rue en pente. Si la rue est déserte, les ballons finissent par aller très vite. Si au contraire la rue est noire de monde, ils heurtent les passants et roulent donc moins vite. Le principe physique est analogue dans l'effet Joule : les ballons représentent les électrons de conduction et les passants les atomes du conducteur; la pente correspond à la tension et le nombre de ballon qui passent par seconde à un certain niveau de la rue à l'intensité du courant. Plus la pente (la tension) est importante, plus la vitesse des ballons est grande, plus le nombre de ballons par seconde (l'intensité) est élevé. Pour un nombre donné de passants (un matériau de résistance donnée), le nombre de collisions (la chaleur dégagée) augmente ainsi avec la pente.
"La vraie science est une ignorance qui se sait." (Montaigne)
Horreur !!! mea culpa, j'ai inversé ... bref vous m'avez compris.Primo, ta loi des noeuds et des mailles est déjà légèrement à revoir.
En fait c'était pas l'analogie que je critiquait mais ta réaction un peu exagérée : "c'est une énorme faute dans l'analogie si on explique comme ça"...
Mais bon c'est pas trop le sujet du topic ^^
