Guide de l`enseignant Exposition

Le Centre de Découverte
des Sciences de la Terre (CDST)
Conseil Général de Martinique
Guide de l’enseignant
Exposition : Qu’y a-t-il derrière la prise ?
Conçue et réalisée par la Cité des Sciences et de l’Industrie
Au CDST de juillet à décembre 2014

CDST – Habitation Périnelle – 97250 Saint-Pierre - Martinique
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I) Présentation générale de l’exposition
L’exposition « Qu’y a-t’il derrière la prise ? » propose de comprendre et de découvrir
l’électricité par le biais de manipulations. Elle s’articule autour de trois thèmes, à découvrir
dans l’ordre de son choix.
I) Comment ça marche ?
1) La pile
2) Le moteur et le générateur
3) L’ampoule
II) L’électricité au quotidien
III) Apprivoiser le courant électrique
Cette exposition interactive est particulièrement adaptée aux enfants et répond à leurs
questions par des jeux, des manipulations et des expériences concrètes.

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II) Parcours de l’exposition
I) Comment ça marche ?
Comment est fabriqué le courant ? Pourquoi l’ampoule s’allume-t-elle ?
Ce thème propose une approche technique et technologique pour comprendre le
fonctionnement du matériel électrique : la pile, le moteur électrique, le générateur et
l’ampoule
1) La pile
Une pile géante incite à la découverte de ses différents éléments (conducteurs, électrolyte).
À l’intérieur, leur combinaison repose toujours sur le même principe. Le choix d’une pile
dépend non de sa taille mais de la tension qu’elle fournit. Mais l’addition de plusieurs piles
permet d’augmenter cette tension. La pile humaine montre comment une réaction chimique
peut être à l’origine de la production de courant électrique.
>Table « Des piles en pile »
Pour faire fonctionner un circuit électrique comprenant une locomotive, une ampoule et une
sonnette, l'enfant a la possibilité d'associer plusieurs piles afin que leur tension s'ajoute. Il
découvre ainsi la règle d'association des piles en série.
>Table « Qu’y a-t-il à l’intérieur d’une pile ? »
Pour créer une tension électrique, les enfants doivent connecter les fiches à deux électrodes
conductrices, une en cuivre et une en zinc, et les plonger dans un milieu appelé électrolyte.
Les piles sont fabriquées sur ce principe.
>Table « Quelle pile choisir ? »
Pour faire fonctionner un petit manège, l'enfant doit choisir entre trois piles différentes. Il
découvre ainsi la tension en tant que caractéristique d'une pile. S'il inverse les fils, il
constate que le courant a un sens en observant la rotation du manège.
>Table « La pile humaine »

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2) Le moteur et le générateur
Un moteur géant suscite l’envie de découvrir sa composition et son fonctionnement dont un
des principes est la mise en rotation d’un aimant créée par le champ magnétique de
plusieurs bobines. Le déplacement d’une bobine dans un aimant fabrique de l’électricité.
>Table « Le principe du moteur »
L'enfant fait fonctionner un moteur simplifié aux éléments bien apparents. Il constate que le
moteur tourne d'autant plus vite que les aimants (stator) sont proches de la bobine
>Table « La génératrice (ou générateur) fabrique de l’électricité »
A l'aide d'une manivelle, l'enfant fait tourner une bobine dans l'entrefer d'un gros aimant. Il
observe qu'une tension et un courant sont ainsi produits, d'autant plus importants que la
manivelle est tournée rapidement.
>Table « Faire tourner un aimant avec du courant »
L'enfant met un aimant en rotation en faisant passer successivement du courant électrique
dans trois bobines disposées autour de l'aimant. Il découvre ainsi un autre type de moteur
électrique.
>Table « L’aimant dans la bobine »
La rotation de l'aimant dans la bobine met en évidence l'induction électromagnétique : un
levier permet de modifier la position d'un aimant autour d'une bobine tournante ou d'une
bobine autour d'un aimant tournant. L'enfant constate ainsi que c'est l'interaction entre les
deux éléments qui crée le courant électrique.
>Objet géant « Un moteur »
Un trou de souris permet aux enfants de distinguer les principaux composants du moteur et
mieux comprendre ainsi comment il fonctionne.
3) L’ampoule
Les enfants sont face à une ampoule géante. Ils peuvent distinguer les principaux éléments
qui la constituent (culot, filament…) et observer les liaisons électriques entre ces éléments
La luminosité du filament dépend en partie de l’intensité du courant. Si le filament est cassé,
le circuit est interrompu. La puissance électrique dépend de la puissance mécanique pour la
produire.

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>Table « Laquelle de ces ampoules ne fonctionne pas ? »
L'enfant est invité à trouver l'ampoule dont le filament est cassé. Il peut vérifier que le
courant ne passe pas lorsque le circuit est interrompu.
>Table « Le filament de l’ampoule »
En agissant sur un bouton, l’enfant fait varier l’intensité dans un circuit comportant un
filament, qui devient plus ou moins lumineux alors qu’un thermomètre indique une
température plus ou moins élevée. Cet élément met en évidence le phénomène
d’incandescence associé à une température élevée.
>Table « Plus on allume de lampes, plus il faut d’énergies »
Grâce à une manivelle, l'enfant actionne une génératrice qui peut alimenter une ou plusieurs
lampes. Il constate ainsi qu'il faut déployer une force d'autant plus grande que l'on veut
allumer un plus grand nombre de lampes
>Objet géant « Une ampoule »