corrections_électricité_

Dans cette étape, l’analyse critique demandée porte sur le plan scientifique en dehors de toute
exploitation pédagogique.
Question 1 :
Expliquez en quoi les documents A, B et C sont complémentaires
On attend du candidat qu’il fasse preuve d’esprit critique devant les documents proposés.
Le document A :
Il s’agit d’une page de manuel de 5éme qui présente deux photographies et un dessin d’objets
technologiques qui mettent en œuvre des circuits électriques dérivés. Pour les spots, on voit clairement
que les lampes sont connectées à deux fils d’alimentation parallèles. Dans le cas du circuit de voitures,
les fils ne sont pas visibles, les circuits électriques semblent indépendants.
Il faut imaginer le branchement.
Pour ce qui concerne l’automobile réelle un des phares ne fonctionne pas. Il n’est apparemment pas
cassé mais c’est sans doute la lampe du phare droit qui est « grillée ».
Le document B :
Le document B est issu d’une page Web (pour aider les professeurs de physique de collège).
Ce document permet de comprendre les différences de fonctionnement des circuits série et dérivation
(du point de vue des tensions et intensités ainsi que du trajet du courant). Il est ainsi possible de
comprendre pourquoi les lampes ne brillent pas de la même façon dans ces types de circuits différents.
Enfin, il est expliqué pourquoi un court-circuit peut-être dangereux.
Dans le deuxième montage, la conjonction OU est ambiguë (ou inclusif, ou exclusif), et ne correspond
pas au schéma. S’il n’y a pas d’interrupteur et si les deux lampes fonctionnent, le courant passe dans
les deux.
Le document C :
Le manuel élève de cycle 3 reprend les deux façons de brancher deux lampes avec une seule pile et les
mots SÉRIE et DÉRIVÉ sont notés. Il n’y a pas de schémas normalisés mais des dessins figuratifs
pour rendre compte des expériences réalisées par les élèves.
Le terme ampoule est utilisé à la place de lampe (en toute rigueur ampoule concerne uniquement le
globe lumineux) mais la confusion est admise à l’école primaire.
Une erreur beaucoup plus grave est commise dans ce document : un fil conducteur court-circuite les
ampoules et la pile dans le dessin du circuit dérivé ; dans cette situation, aucune lampe ne peut briller.
La pile chauffe et s’use prématurément.
Ces trois documents sont complémentaires, car ils abordent les mêmes notions mais de
manières différentes. En les confrontant les documents A et B il est possible de
comprendre que les circuits présentés dans le document A apparemment différents, sont
tous des circuits en dérivation. Lorsqu’un phare de voiture est grillé, l’autre peut
continuer à éclairer, « les dipôles fonctionnent indépendamment l’un de l’autre », c’est
la même chose avec les spots halogènes. Les voitures sur le circuit fonctionnent elles
aussi de manière indépendante.
En mettant en relation ces trois documents on peut :
- cibler le sujet : les circuits en série et en dérivation,
- comprendre pourquoi le fonctionnement de ces circuits est différent
- repérer des applications variées des circuits en dérivation
- repérer une erreur importante sur un des documents
Question 2 :
À partir des informations fournies dans le document B, que pensez-vous du montage 3 présenté dans
le document C ?
Le document B explique le fonctionnement d’un circuit en dérivation et le principe du court-circuit.
Lorsqu’on regarde le dessin présentant un circuit en dérivation sur le document C on repère qu’un fil
vient court-circuiter les deux lampes. En se reportant au document B on comprend que les deux
dipôles ainsi court-circuités cessent de fonctionner car le courant qui les traverse devient négligeable
et l’intensité augmente dans le circuit. Plus grave encore, si l’on regarde le circuit ainsi formé avec ce
court-circuit, on s’aperçoit qu’il n’y a aucun autre dipôle sur le circuit, donc aucune résistance, le
générateur se retrouve ainsi court-circuité, ce qui provoque sa destruction. (second schéma du courtcircuit du doc b)
Question 3 :
Une partie du document D traite du transport de l'électricité (depuis le lieu de production jusqu’à
l’utilisateur) sur le mode de la vulgarisation. Quels sont les intérêts et les limites de cette manière de
présenter des informations (dans le document D) ?
Le document D est extrait d’une revue sans doute « grand public » pour faire prendre conscience des
dangers de l’électricité mal utilisée. L’objectif est aussi de faire passer la notion très abstraite
d’électricité sous une forme ludique et imagée. Cette approche louable de vulgarisation de la science
est cependant contestable d’un point de vue scientifique, :
- c’est de l’anthropomorphisme (il n’y a pas d’électrons fatigués).
- On a aussi l’impression que les électrons ont une capacité de décision sur le
« chemin » qu’ils vont suivre. Dans la phrase « Pour que le voyage de l’électricité se
passe bien… » on peut imaginer que ce « voyage » est bien long et que ce qui sort de
la centrale mettra beaucoup de temps à arriver à l’utilisateur !
Le dessin du bas du document D manque de rigueur : il représente une centrale électrique, sans doute
électronucléaire, qui alimente une lampe avec un sens de courant continu alors qu’il est alternatif et les
fils semblent se rejoindre sur le plot central de la lampe !
Il est également contestable de parler de « fil aller » et « fil retour » car cela induit un raisonnement
séquentiel en électricité qui constitue une représentation bien difficile à « déconstruire » par la suite.
L’absence de transformateur enter la tension de sortie d’une centrale et la tension d’utilisation à 220
volts est scientifiquement regrettable
Le paragraphe présentant les dangers de l’électricité ne comporte pas vraiment d’erreur et explique
bien quelle attitude avoir pour éviter tout risque d’électrocution.
Question 4 :
En quoi les documents B et D sont-ils complémentaires pour présenter des dangers de l’électricité ?
En confrontant les documents B et D il est possible de mieux comprendre pourquoi « il ne faut pas se
mettre en travers du chemin de l’électricité ».
En effet, le dernier paragraphe du document B explique le principe du court-circuit, il ne reste plus
qu’à faire le lien entre le rôle du corps humain et le fil qui provoque un court-circuit. Un des
documents évoque donc la façon d’éviter les risques (document D), l’autre explicite les conséquences
dangereuses d’un montage en court-circuit (document B).