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L'électricité: une baguette de type Harry Potter

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Physics Volunteer Activities

Les jeunes sont initiés à un circuit simple et à un interrupteur avec une ampoule électrique, semblable à une baguette de type Harry Potter.

L'introduction présente les connaissances acquises en Ontario en 6e et en 9e année (3e sec). Pour la 6e année, elle correspond bien au programme d'études, mais pour la 9e année (3e sec), il s'agit plutôt d'une révision du matériel de la 6e année ; elle serait donc plus appropriée au début de l'unité enseignée par l'enseignant. Les élèves fabriquent une baguette de type Harry Potter. Il s'agit d'une activité plutôt coûteuse qui n'est pas vraiment adaptée aux élèves de moins de 6e année, car il y a des parties délicates à réaliser pour s'assurer que les fils se touchent. Cette activité n'est destinée qu'aux élèves qui étudient dans une classe où le matériel est livré à l'école, car les pièces coûteraient trop cher pour un élève à la maison et pourraient être trop difficiles à trouver dans les magasins locaux.

Ce dont tu as besoin

Matériaux par élève

Remarque : Cette activité ne peut pas être réalisée facilement à la maison en raison de la nature du matériel. Il est recommandé de réaliser cette activité uniquement lorsque le matériel est déposé à l'école. 

  • 1 bâton (longue brochette dont l'extrémité est coupée, ou les élèves peuvent apporter un bâton de chez eux)
  • 1 fil rouge et 1 fil noir d'une longueur de 15 cm environ
  • Du ruban adhésif électrique (1 rouleau pour 4 à 6 élèves ou 1 par élève si l'enseignant ne peut pas distribuer des morceaux de ruban).
  • 1 ampoule (enveloppée dans du papier bulle ou du papier absorbant pour plus de sécurité)
  • 1 boîtier de piles avec fils

Enseignant : piles (1 par élève) - distribuez-les plus tard. 

Du ruban adhésif, 4 fils supplémentaires, 4 ampoules supplémentaires et 2 boîtes à piles supplémentaires.

Guide d’activités :

Présentation PowerPoint : 

Notes de sécurité

En tant que bénévole de Parlons sciences, la sécurité doit être au centre de nos préoccupations pendant toutes les activités. En tant que modèles STIM, les bénévoles doivent aussi toujours adopter des pratiques scientifiques sécuritaires.

Gardez toujours à l'esprit les précautions suivantes :

  • Insistez sur les procédures de sécurité appropriées et faites-en la démonstration tout au long de la présentation.
  • Soyez professionnel mais amusez-vous.
  • Gardez les espaces de travail propres pour éviter les risques de chutes.
  • Les allergènes doivent avoir été vérifiés avant de réserver la trousse (par exemple, les allergies au latex).
  • Sécurité spécifique à l'activité : Dites aux élèves de ne pas avaler la pile, car elle peut causer de graves dommages ou la mort. Demandez-leur également de ne pas mettre de fils d'un côté de la pile à l'autre sans qu'une ampoule soit placée entre la pile et le fil.

Marche à suivre

Demandez à l'enseignant de distribuer le matériel à chaque élève : 2 fils (un rouge et un noir), une ampoule, un bloc de piles avec deux fils attachés et une pile.

Rappelez aux élèves qu'ils ne doivent PAS mettre la pile dans leur bouche.

  1. En utilisant uniquement la lampe et la pile, testez la pile pour voir si elle fonctionne. 
  2. Si votre lumière et votre batterie fonctionnent, mettez la pile sur le côté pour le moment. 
  3. Prenez le fil rouge (qui n'est pas relié à la batterie) et enroulez-le autour de l'une des extrémités métalliques de la lampe, puis fixez fermement la connexion à l'aide d'un morceau de ruban électrique. 
  4. Prenez le fil noir (qui n'est pas relié à la batterie), enroulez-le autour de l'autre extrémité métallique de la lampe et fixez-le fermement avec un morceau de ruban adhésif. 
  5. Testez à nouveau votre connexion pour vous assurer qu'après avoir mis le ruban adhésif, les fils se touchent toujours. Pour ce faire, vous devez créer un circuit fermé. Mettez en contact les fils reliés à la lampe avec la pile (un de chaque côté). Si la lumière ne s'allume pas, inversez les fils pour qu'ils soient du côté opposé. Si la lumière ne s'allume toujours pas, il se peut qu'en appuyant sur le ruban adhésif à l'endroit des connexions, le problème soit résolu ; dans ce cas, ajoutez un autre morceau de ruban adhésif. 
  6. Placez votre pile dans le bloc-piles. Vous voulez maintenant tester votre paquet de piles pour vous assurer que les connexions entre le paquet de piles et les fils qui y sont attachés sont sécurisées. Touchez le métal du fil rouge relié à la lampe avec le métal du fil rouge relié au bloc-piles. Faites de même avec les fils noirs. Votre lampe devrait s'allumer car vous avez à nouveau créé un circuit fermé. Cependant, si l'interrupteur est éteint, vous avez un circuit ouvert et la lumière ne s'allumera pas. Mettez donc l'interrupteur en marche s'il ne l'est pas déjà. Si elle ne s'allume pas, assurez-vous que toutes les connexions sont bien fixées (par exemple, que le métal des fils rouges se touche et que le métal des fils noirs se touche). Si ton bloc-piles ne fonctionne pas, ton professeur en a d'autres.
  7. Placez la lampe avec les fils au sommet du bâton et fixez-le avec du ruban adhésif de façon à ce que la lampe soit tout au bout.
  8. Enroulez les fils de la lampe autour du bâton plusieurs fois.
  9. À l'aide du ruban adhésif, fixez le paquet de piles sur la partie inférieure du bâton et enroulez les fils autour du bâton en laissant une petite partie des fils dépasser du ruban adhésif.
  10. Enroulez les deux extrémités métalliques des fils noirs l'une autour de l'autre et collez-les solidement l'une à l'autre et au bâton. C'est la partie la plus délicate car les fils du boîtier de la batterie ne s'enroulent pas très bien parce qu'ils sont très fins. Il se peut que vous deviez simplement scotcher ces deux extrémités, là où le métal est en contact, car il est difficile de les enrouler l'un autour de l'autre, mais un morceau de scotch bien serré les maintiendra ensemble. Collez-les au bâton pour leur donner un support supplémentaire.
  11. Enroulez les deux extrémités des fils rouges l'une autour de l'autre comme ci-dessus et collez-les solidement l'une à l'autre et au bâton.
  12. Vérifiez à nouveau vos connexions. Allumez l'interrupteur et votre lampe devrait s'allumer. Si ce n'est pas le cas, vérifiez à nouveau vos connexions en appuyant sur le ruban adhésif pour voir si cela vous aide et, le cas échéant, ajoutez un autre morceau de ruban adhésif plus serré que le premier. Si vous ne parvenez pas à l'allumer, retirez le ruban adhésif entre les connexions des deux fils et répétez à nouveau l'étape 10 et/ou 11.
  13. Une fois que votre lampe s'allume, utilisez le ruban électrique et enroulez-le autour du bâton, du bloc-piles jusqu'à la lampe, de manière à ce que votre bâton soit entièrement recouvert de ruban électrique. N'oubliez pas d'éteindre l'interrupteur (ouvrir le circuit) chaque fois que vous avez fini d'utiliser votre baguette pour que votre pile dure plus longtemps.

Découverte

  • Si les élèves sont intéressés et si le temps le permet, vous pouvez discuter des différents termes de mesure utilisés en électricité :
    • Volts
    • Ampères
    • Ohms
  • Pour les élèves de 9e année (3e secondaire), vous pouvez ajouter la loi d'Ohm, selon laquelle le courant est égal à la tension divisée par la résistance ou I = V/R.

Pour aller plus loin

  • Si les élèves sont intéressés et si le temps le permet, vous pouvez discuter des différents termes de mesure utilisés en électricité :
    • Volts
    • Ampères
    • Ohms
  • Pour les élèves de 9e année (3e secondaire), vous pouvez ajouter la loi d'Ohm, selon laquelle le courant est égal à la tension divisée par la résistance ou I = V/R.