analyse

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EXEMPLE 3 : L’ALTERNATEUR :
Comment produit-il une tension variable dans le temps ?
 Que dit le BO ?
Connaissances
Capacités
Attitudes
Une tension, variable dans le
temps, peut être obtenue par
déplacement d’un aimant au
voisinage d’une bobine
Illustrer expérimentalement l’influence
du mouvement relatif d’un aimant et
d’une bobine pour produire une tension.
 Compétences visées
Connaissances
Capacités
Attitudes
Enoncer que l’on peut produire
une tension variable dans le
temps à l’aide :
- D’un aimant et d’une
bobine.
- D’un déplacement de l’un
par rapport à l’autre.
(socle commun : évaluation
indispensable)
Elaborer un protocole expérimental
pour illustrer l’influence du mouvement
relatif d’un aimant et d’une bobine.
Mettre en œuvre un protocole
expérimental.
Rédiger une conclusion.
Capacités expérimentales :
Utiliser un oscilloscope ou un voltmètre
Les objectifs peuvent être :
Identifier un aimant, une bobine, du fer doux.
 A partir de l’observation d’un mécanisme comprendre son principe.
 Emettre des hypothèses
 Elaborer et communiquer un protocole
 Contrôler le niveau de maîtrise de l’utilisation de l’oscilloscope ou du voltmètre.

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Forme :
Une démarche d’investigation partielle
PARTICIPATION AU SOCLE COMMUN :
 Pilier 1 : Maîtrise de la langue
o (voir capacités)
o Vocabulaire :
Bobine, aimant, alternateur, fer doux, mouvement relatif, galet d’entraînement
 Pilier 3B – Culture scientifique et technologique :
Capacités :
o Pratiquer une démarche scientifique.
o Savoir observer, questionner, formuler une hypothèse et la valider,
argumenter et modéliser de façon élémentaire.
o Participer à la conception d’un protocole et le mettre en œuvre.
o Exprimer et exploiter les résultats d’une recherche.
Attitude :
o Développer le sens de l’observation.
o Développer l’intérêt pour les progrès scientifique et techniques.
ANALYSE
Les élèves ont connaissance que le point commun à toutes les centrales électriques est
l’alternateur.
L’énergie reçue par l’alternateur est convertie en énergie électrique.
 Situation déclenchante :
Comment, muni des constituants d’un alternateur peut-on produire une tension électrique ?
Questionnement :
- La disposition relative des constituants est-elle importante ?
- L’aimant doit il absolument tourner ?
- L’aimant peut il être fixe et la bobine en mouvement ?
- La taille de la bobine a-t-elle une importance ?
- Quel est le rôle du fer doux ?
- Tous les constituants sont ils indispensables ?
Propositions d’élèves : ( idées attendues )
Au vu de la situation de départ, il est peu probable que les élèves pensent au mouvement de
translation.

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« Il faut faire tourner un aimant à coté de fer doux et le récupérer dans un fil de cuivre. »
« Il faut faire tourner un aimant et une bobine de fil en même temps »
« Il faut faire tourner un aimant à coté d’une bobine fixe. »
« Il faut faire tourner une bobine à coté d’un aimant fixe. »
Mise en évidence de la tension produite :
Utilisation d’une lampe pour l’observation
Utilisation d’un voltmètre
Utilisation de l’oscilloscope
 Déroulement de la séance :
1- Discussion professeur-élèves :
Comment l’alternateur fait-il pour produire une tension ?
Pour répondre le professeur peut utiliser :
- Le schéma légendé d’un alternateur (voir annexe)
- Un alternateur de bicyclette démonté pour lequel il demande à la classe d’identifier
chaque constituant.
2- Travail en groupe :
Après avoir fait remarquer qu’il possède ces constituants au labo, le professeur
demande aux élèves (par groupe ou binôme) d’élaborer un protocole afin de montrer que ce
matériel est suffisant pour produire une tension.
3- Discussion - mise en commun :
Les différentes propositions sont mises en commun (utilisation de la micro caméra +
vidéo projecteur par exemple). Après critiques de celles-ci, certaines sont testées au bureau
par les groupes les ayant proposées.
Matériel à prévoir : aimant- bobine- fer doux- système d’entraînement par rotation ou plateau
tournant – aimant attaché à un ressort.
 Institutionnalisation – Trace écrite :
- Un alternateur est constitué d’un aimant fixe et d’une bobine mobile ou inversement.
- C’est la mise en mouvement de l’un par rapport à l’autre qui produit une tension électrique
aux bornes de la bobine.
- On obtient une tension variable dans le temps qui est tantôt positive et tantôt négative.

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Annexe