Trois séances d’une heure Activités relatives à :

Académie Créteil

Date 2010-2011 Niveau

Troisième

Durée

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 3

, 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.

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