Exemple d`une démarche d`investigation:

Démarches d’Investigation
en troisième
Groupe de formateurs 2007-08 de l’académie de Paris
F. Amauger - G. Bosca - G. Denis - F. Langlinay - P. Pelletier - E. Pilard
Le fusible :
Dans la cuisine, Anna et sa maman
constatent, alors qu’Anna venait de
brancher un grille-pain, que les 4
appareils électriques connectés sur
cette même prise de courant ne
fonctionnent plus.
Dialogue :

Anna : Maman, qu’est ce qui se passe ?

Maman : Ce n’est rien, nous avons dû
brancher trop d’appareils en même temps
sur cette multiprise dans la cuisine. La
friteuse, la machine à pain, le mixeur
étaient déjà branchés et fonctionnaient
tous. Le grille-pain a été de trop !!!

Anna : Que doit-on faire pour que
l’électricité revienne maintenant ?

Maman: Allons voir le compteur !
Photographie du boîtier de
protection de l’installation
domestique :
Suite du dialogue :

Anna : Maman, regarde ! Il y a une
étiquette, tout à gauche, avec un dessin
représentant la prise de la cuisine dessus !
Sa maman ouvre alors le petit boîtier
numéro 1 et en sort ceci :
Suite du dialogue:

Anna : Qu’est ce que c’est ? A quoi ça sert?
Aider Anna en imaginant une expérience qui
permette de comprendre le rôle de cet objet
en essayant de simuler en classe la situation
vécue dans la cuisine.
Matériels à votre disposition :

Une résistance (qui représente le grille-pain)

Un moteur (qui représente le mixeur).

Deux lampes ( qui représentent la machine à
pain et la friteuse).

Un générateur de tension 6V.

Paille de fer torsadé, deux pinces crocodiles et
fils de connexion.
Objectifs pédagogiques :

Connaissance :
L’intensité du courant électrique qui
parcourt un fil conducteur ne doit pas
dépasser une valeur déterminée par un
critère de sécurité.

Capacité :
Exposer le rôle d’un coupe circuit.
Autre situation :
Un élève ouvre une boîte de
conserve métallique
contenant des tomates
pelées pour préparer une
pizza. Il découvre ceci :
Aide : L’élève peut trouver ces
informations :
Les seuls aliments qui peuvent être mis en
conserve dans un bain d'eau bouillante
sont ceux qui sont naturellement acides
comme les fruits, certains légumes du
type cornichon ou d'autres auxquels on
a ajouté de l'acide .
Appliquant la méthode d'Appert, l'Anglais
Peter Durand fit breveter en 1810 les
boîtes en fer-blanc.
Autre situation :
Une aide possible :
Film EDF hydrocentrale
Activités possibles :
Film 1
Film 2
Autre situation :
l’éclairage du Vélib’

Film :
Qu’observe-t-on ?
 La lampe brille au début puis
clignote.
 Éventuellement : on ne voit
pas de dynamo de vélo.
Pourquoi ?
Hypothèses :
 C’est grâce à une pile.
C’est grâce à la roue qui tourne.
C’est dû au contact que la roue établit en
tournant.
C’est grâce à un appareil qui transmet la
force du mouvement à la DEL.
La roue produit de l’électricité en tournant.
Il y a une dynamo.
Vérification expérimentale
On constatera qu’à grande vitesse
la DEL ne « semble »plus clignoter.
 L’alternateur ( expliquer la
production d’énergie électrique par
l’alternateur de bicyclette par la
transformation d’ énergie mécanique)
Diagramme traduisant les
conversions énergétiques
incluant les énergies
perdues.
Énergie
mécanique
Pertes par
frottement
Énergie mécanique
transmise au
moyeu-dynamo
Pertes par
frottement
Énergie
électrique
Quelques compléments :
La génératrice du Vélib’est en fait logée dans
le moyeu de la roue avant, l’ensemble
constituant un moyeu-dynamo.
L’avantage est la faible résistance au
roulement ainsi qu’une meilleure protection
(intempéries, chocs ...)
Caractéristiques de la « dynamo » :
6V-3W
LED blanche 3,5 V – 350 mA à l'AV
LED rouge 1,85 V – 20 mA à l'AR
 La persistance rétinienne explique l’absence de
perception du clignotement à vitesse normale.
 A l’arrêt complet, on peut constater que la
DEL brille : le principe consiste à utiliser une
très faible quantité du courant fourni par la
dynamo pour charger un condensateur. Lorsque
le vélo est à l’arrêt, le condensateur restitue
l’énergie à une DEL.