06 Deroule des séances sur l énergie électrique

Académie
Date
Créteil
2010-2011
Niveau
Durée
Troisième
Trois séances d’une heure
Activités relatives à :
L’énergie électrique
Partie du programme :
B – Energie électrique et circuits électriques en « alternatif »
B.2 – Puissance et énergie électrique
La mesure de l’énergie électrique
Prérequis : En 4è, on a vu les grandeurs « tension » et « intensité », leurs unités et l’utilisation du
multimètre. En 3ème, on a vu la tension variable et alternative ainsi que la fréquence et la tension
efficace. Les 3 séances précédentes ont permis de traiter de la puissance électrique.
Objectifs des séances :
Connaissances :
L’énergie électrique E transférée pendant une durée t à un appareil de puissance nominale P est
donnée par la relation E = P.t (séance 5 activité n°4 suite)
Le joule est l’unité d’énergie du Système International (SI) (séance 5)
Capacités :
Calculer, utiliser une formule (séance 6)
Thème de convergence : énergie.
Type d’activité :
Activité n°4 : Activité de réflexion ; début de démarche d’investigation : proposition d’hypothèses et de
protocoles expérimentaux, mises en commun
Activité n°4 (suite) : Démarche d’investigation (phase expérimentale puis validation / invalidation
d’hypothèses)
Activité documentaire à propos de la facture d’électricité (non proposée ici)
Remarques sur la mise en œuvre :
La séance 4 commence par une évaluation en cours de chapitre qui permet de s’assurer (ou
non) que les élèves connaissent la relation P = U.I et qu’ils savent utiliser cette formule pour des cas
basiques de la vie quotidienne (prise de courant, fusible, installation électrique domestique…) ; le
second temps de cette séance permet de préparer la séance 5 qui sera nettement plus expérimentale :
il s’agit donc de faire comprendre le problème aux élèves et de les faire parvenir à proposer des
hypothèses (ainsi que des protocoles expérimentaux). La mise en commun des hypothèses est noté
par chaque élève, sur sa feuille. Les indications sur les bouilloires sont données à titre d’exemple ; ce
sont les élèves qui viennent les lire sur le socle de chacune des 2 bouilloires.
Durant la séance 5 (activité n°4 (suite)) on reprend les différentes hypothèses ; certaines seront
écartées (« la puissance influe sur la tension électrique »). Il est important de faire comprendre aux
élèves qu’il ne faut faire varier qu’un paramètre, l’où la nécessité de prendre toujours la même quantité
d’eau, à la même température. Les expériences sont réalisées au bureau par des élèves volontaires. La
relation entre E, P et t ne doit pas faire l’objet d’une vérification expérimentale mais l’expérience permet
de l’amener « grosso modo » ou du moins d’en faire ressentir la signification physique. En abordant le
compteur électrique dans cette même séance on peut tout de suite faire noter qu’il apparaît une
nouvelle unité (plus pratique au quotidien) ; le kWh apparaît bien comme étant le produit de kW (unité
de puissance) avec des h (unité de temps). Le lien entre Joule et kWh se fait aisément.
La séance 6 porte sur l’utilisation concrète de la formule E = P.t ainsi que sur l’étude d’une
facture d’électricité.
La dernière séance (séance 7) est constituée d’une évaluation à deux niveaux ; les élèves
choisissent le niveau 1 (plus facile) ou le niveau 2. Ils savent (par habitude) que le niveau 1 apportent
moins de points au total mais les questions sont plus simples sur le fond comme sur la forme. Le niveau
2 est vivement conseillé pour les élèves qui souhaitent aller en seconde générale. Les sujets sont assez
proches ; cela permet une correction plus aisée. Les 3 items évalués sont les mêmes pour les 2
niveaux.
Items du socle commun, en lien avec le LPC, pouvant être évalués :
À partir des documents élèves ramassés, on pourra par exemple garder la mémoire de
l’évaluation des items suivants :
[3.1.1] Extraire et décoder l’information
[3. 1. 2] Utiliser un instrument de mesure, suivre un protocole, effectuer une mesure
[3. 1. 3] Proposer une expérience, émettre une hypothèse, déduire, valider ou invalider l’hypothèse
Autres items travaillés :
[1. 2. 3] Ecrire (…) en respectant l’orthographe et la grammaire
[3. 3. 4] L’énergie :
[6. 2. 3] Respecter des comportements favorables à sa santé et sa sécurité
[6. 2. 5] Connaître les principes d’une consommation responsable