COURANT ELECTRIQUE : SENS DU COURANT, INTENSITE DU COURANT ET TENSION DU COURANT ELECTRIQUE

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Fonctionnement d’un multimètre

L’AFFICHEUR NUMERIQUE

L’afficheur indique le résultat des mesures effectuées par le multimètre. Lorsqu’il est allumé, il indique un nombre qui correspond à la valeur mesurée ; les unités dépendent de la fonction choisie sélectionnée : ce sont le volt ou le millivolt pour les mesures de tension, l’ampère ou le milliampère pour les mesures de courant et l’ohm ou le kilo-ohm pour les mesures de résistance. Ces unités sont acceptées et font partie du système international de mesure (SI).

LE SELECTEUR

Le sélecteur sert à choisir la fonction (voltmètre, ampèremètre ou ohmmètre) pour effectuer la mesure. Le choix de la fonction détermine la section à l’intérieur de laquelle le sélecteur devra se trouver.
Il y a cinq sections distinctes autour du cadran : Ω, DCV, ACV, DCA (0 – 200 mA), DCA (10 A) et deux fonctions spécialisées identifiées par des symboles. Nous indiquons ci-dessous à quelle fonction correspondent les cinq premières sections.
• Sélectionnez une position dans la section « Ω », pour mesurer la valeur d’une résistance d’un résistor.
• Sélectionnez une position dans la section « DCV », pour mesurer une tension continue.
• Sélectionnez une position dans la section « ACV », pour mesurer une tension alternative.
• Pour mesurer un courant continu dont l’intensité est inférieure à 200 mA (0,200 A), sélectionnez une position dans la section identifiée en noir par « DCA ».
• Pour mesurer un courant continu dont la valeur est comprise entre 200 mA et 10 A, sélectionnez une position dans la section identifiée en rouge par « DCA – 10 A ».

LES PRISES

Le multimètre comporte trois prises identifiées, de haut en bas, «10 A », « V-Ω-mA » et «COM ». Les prises servent à relier le multimètre au circuit ou à l’élément à mesurer. Pour brancher le multimètre au circuit, nous trouverons deux sondes, c’est à dire deux fils spéciaux qui sont munis, à une extrémité, d’une fiche de type banane se connectant directement au multimètre et, à l’autre extrémité, d’une tige métallique mince devant être appliquée sur un point du circuit.
Le multimètre, comme tout autre composant électrique, doit être branché en deux points du circuit. C’est pourquoi nous avons deux sondes. Pour toutes les mesures, on branche une sonde, habituellement la noire, dans la prise «COM » du multimètre. Le choix de la seconde prise dépend de la section sélectionnée sur l’appareil : si nous travaillons dans la section « DCA – 10 A », pour effectuer la mesure d’un courant compris entre 200 mA et 10 A, nous devons brancher la deuxième sonde (le fil rouge) dans la prise identifiée «10 A » ; pour toutes les autres mesures, branchez la deuxième sonde dans la prise centrale, identifiée « V-Ω-mA ». Ainsi, le circuit est relié soit avec les prises « V-Ω-mA » et «COM » ou bien avec les prises «10 A » et «COM ». Il faut éviter la combinaison «10 A » et « V-Ω-mA », car elle risquerait
d’endommager l’appareil.

COURANT ELECTRIQUE : SENS DU COURANT, INTENSITE DU COURANT ET TENSION DU COURANT ELECTRIQUE :

Sens du courant

Le courant électrique sort de la borne positive vers la borne négative du générateur.
Figure 2: Sens conventionnel du courant électrique

Intensité du courant électrique

DEFINITION, SYMBOLE ET UNITE

L’intensité du courant électrique est le nombre d’électrons qui circulent par seconde en un point du circuit électrique. On note I l’intensité du courant électrique. L’unité légale de l’intensité du courant est l’ampère A.

APPAREIL DE MESURE

Pour mesurer l’intensité du courant on utilise un ampèremètre.
Un ampèremètre présente deux bornes : l’une marquée (+) et généralement rouge est la borne positive ; l’autre marquée (–) ou COM, généralement noire est la borne négative.
Figure 3: Représentation symbolique d’un ampèremètre
Un ampèremètre doit être branché en série dans le circuit.
Figure 4: Ampèremètre brancher en série dans le circuit

Tension du courant électrique

DEFINITION, SYMBOLE ET UNITE :

Il existe une tension électrique entre deux points A et B d’un circuit électrique, si ces deux points ne sont pas dans le même état électrique. On dit qu’il existe une différence de potentiel entre ces deux points.
La tension électrique entre les deux points A et B d’un circuit électrique se note : U AB.
Figure 5: Représentation de la tension UAB
En général la tension électrique est symbolisée par U. L’unité légale de la tension électrique est le volt V.

APPAREIL DE MESURE

L’appareil qui permet de mesurer la tension du courant électrique est le voltmètre. Un voltmètre possède deux bornes différentes : l’une marquée (+) généralement rouge est la borne positive ; l’autre marquée (-) ou COM, généralement noire est la borne négative.
Figure 6: Représentation symbolique d’un
Pour mesurer la tension électrique UAB entre deux points A et B d’un circuit, il suffit de relier, directement, la borne positive du voltmètre au point A et la borne négative du voltmètre au point B. Dans circuit le voltmètre est monté en dérivation.
Figure 7: Mesure de la tension UAB aux bornes de la lampe

CONDUCTEUR OHMIQUE :

Le résistor

Les résistors font partie des dipôles. On les retrouve dans les circuits électriques et électroniques des appareils tels la radio, le téléviseur etc. Ils sont symbolisés par un rectangle accompagné d’une lettre R :
Symbole
Figure 8: Représentation et symbole d’un résistor

Influence du résistor dans un circuit

Expérience, Résultats et Interprétation

On réalise les deux montages suivants :
Figure 9: Montage sans résistor à gauche et Montage avec résistor à droite
• Dans le premier montage, la lampe brille fortement tandis que dans le deuxième montage, la lampe brille faiblement.
• Le montage du résistor en série avec la lampe dans le circuit a fait diminuer l’intensité du courant qui traverse la lampe. Ce qui entraîne la faible brillance de celle-ci. Le résistor a donc « absorbé » du courant.

Conclusion

Un résistor permet de modifier l’intensité du courant électrique dans un circuit.
Remarques
• Un résistor n’est pas polarisé : ses bornes peuvent être inversées dans le montage sans que la valeur de l’intensité du courant ne soit changée.
• Il existe un résistor réglable qui permet de faire varier l’intensité du courant dans le circuit. On l’appelle rhéostat (symbole Rh):
Figure 10:Représentation d’un rhéostat
Utilisation du code des couleurs
Les valeurs des résistances utilisées en électronique sont indiquées à l’aide du code des couleurs.
Figure 11:Résistor a code couleur
La lecture des chiffres correspondant aux anneaux se fait de la manière suivante : =1 2 ×103 Ω
Remarque
Les initiales des couleurs peuvent êtres mémorisées facilement avec la phrase simple : « Ne Mangez Rien Ou Jeûnez, Voilà Bien Votre Grande Bêtise !

L’EVOLUTION DE L’ENSEIGNEMENT DES SCIENCES

L’ENSEIGNEMENT CLASSIQUE OU ENSEIGNEMENT SANS EXPERIENCE

Au XVIIIe siècle on commence à comprendre l’importance de la transmission des techniques utilisées dans les expériences de sciences pour pouvoir conserver la pratique et la connaissance liées à ces techniques. Par contre, c’est seulement au sein des corporations qu’il y a cette transmission des connaissances scientifiques. Vers la fin du XIXe siècle, Marie Pape Carpentier (Klein 2007), pédagogue féminine pour l’éducation de la petite enfance, « la leçon des choses » est introduite.
Il s’agit de « partir des choses, de s’appuyer sur la perception et l’intuition guidée » et elle a pour but d’habituer l’enfant à « observer, comparer, juger, à raisonner le témoignage de ses sens ». Son but principal est l’esprit d’observation des élèves. Au début des années 1920, la façon d’enseigner prend un caractère expérimental. C’est la naissance de l’enseignement par l’action ou constructivisme selon Piaget (Bourgeois 2006). Il reste seulement un point théorique car l’expérimentation est jugée trop difficile à mettre en œuvre.

L’ENSEIGNEMENT AVEC EXPERIENCE

À la fin des années 1960, un certain malaise commence à grandir au sein de la communauté scientifique : l’enseignement des sciences à l’école secondaire ne parvient pas à réaliser tout ce qu’on attend de l’enseignement. Les enseignants sont très alarmés et les raisons sont multiples : ils ont constaté que les élèves ne s’intéressent pas les matières scientifiques. Par exemples, en France, l’enseignement de la physique étant même supprimé dans les classes terminales A ; à Madagascar, pendant l’inscription au baccalauréat, les élèves des classes terminales A ont le choix s’ils veulent faire l’épreuve de physique ou non.
En ce moment, la préoccupation pour l’avenir de l’enseignement des sciences est telle que les enseignants commencent à envisager une réforme.

L’EXPERIENCE ET EXPERIMENTATION EN CLASSE

L’expérience désigne ce qui nous arrive, ce qui s’impose à nous selon les hasards de l’existence. Un scientifique va plus loin, car il recourt délibérément à l’expérience. L’expérience scientifique se distingue de l’expérience empirique en ce qu’elle exige en protocole.
L’expérimentation consiste à modifier les conditions de la manifestation d’un phénomène qu’on veut étudier. Quand on expérimente, on met en place des expériences, on crée artificiellement des conditions d’observation afin d’isoler un phénomène et confirmer ou infirmer une hypothèse théorique. En science, une expérience est un engagement dans une situation de mise à l’épreuve d’une hypothèse.
Dans la classe on peut distinguer quatre approches de l’expérience :
1. Faire des expériences devant les élèves : pour montrer concrètement quelque chose.
2. Faire des expériences aux élèves : ils manipulent eux-mêmes, ils suivent un protocole.
3. Mener une investigation expérimentale : un problème scientifique à résoudre a été formulé, l’expérience proposée par l’enseignant apparaît comme le moyen de trouver la solution.
4. Faire vivre une démarche expérimentale : l’enseignant ne mène pas la démarche, il la déclenche, l’accompagne, fournit le matériel demandé et les élèves réfléchissent, échangent, conçoivent, manipulent.
Dans notre étude, nous utilisons deux types d’expérimentations dans lesquels les élèves ont un rôle différent :
• Démonstrations menées par les enseignants pendant le cours. Les expériences sont seulement vues par les élèves. Dans ce cas les élèves ont un rôle passif.
• Travaux Pratiques, où les élèves ont un rôle actif dans l’expérience.
Démonstration en classe
Les démonstrations en classe sont des courtes expériences, effectuées par l’enseignant pendant le cours. Les élèves sont passifs pendant l’exécution. Nous utilisons cette méthode, pour les expériences directes ou quand l’exécution est trop compliquée ou trop dangereuse. Le rôle de la démonstration en classe est d’éveiller la curiosité des élèves et de leur montrer que «la théorie et l’expérience sont indissociablement liées » (Abragam 1986, p.21).
Les Travaux Pratiques (TP)
L’enseignement des sciences physiques, comme l’indiquent les principes généraux de l’enseignement de la physique et de la chimie au collège et au lycée (B.O.E.N., 1992) repose sur la conduite d’expériences : « au travers de la démarche expérimentale, il [l’enseignement de la physique] doit former les esprits à la rigueur, à la méthode scientifique, à la critique, à l’honnêteté intellectuelle » et, ainsi, « il doit montrer que cette représentation cohérente (de l’univers) est enracinée dans l’expérience : les activités expérimentales ont une place essentielle ».

Table des matières

INTRODUCTION
PARTIE I : ETUDE BIBLIOGRAPHIE ET PARTIE THEORIQUE
I. MULTIMÈTRE
I.1. Description d’un multimètre
I.2. Fonctionnement d’un multimètre
I.2.1. L’afficheur numérique
I.2.2. Le sélecteur
I.2.3. Les prises
II. COURANT ELECTRIQUE : SENS DU COURANT, INTENSITE DU COURANT ET TENSION DU COURANT ELECTRIQUE
II.1. Sens du courant
II.2. Intensité du courant électrique
II.2.1. Définition, symbole et unité
II.2.2. Appareil de mesure
II.3. Tension du courant électrique
II.3.1. Définition, symbole et unité
II.3.2. Appareil de mesure
III. CONDUCTEUR OHMIQUE
III.1. Le résistor
III.2. Influence du résistor dans un circuit
IV. L’EVOLUTION DE L’ENSEIGNEMENT DES SCIENCES
IV.1. l’enseignement classique ou enseignement sans experience
IV.2. L’enseignement avec experience
IV.2.1. L’expérience et expérimentation en classe
V. LES DIFFERENTS MODES didactiques DE PRATIQUES EXPERIMENTALES
V.1. Le mode de familiarisation pratique
V.2. Le mode d’investigation empirique
V.3. Le Mode d’élaboration théorique
VI. EVALUATIONS
VI.1. Définitions
VI. 2. Les différents types d’évaluation
VI.2.1. L’évaluation diagnostique
VI.2.2. L’évaluation formative
VI.2.3. L’évaluation sommative
PARTIE II : RESULTAT DES ETUDES SUR TERRAIN
I. METHODOLOGIE
II. RESULTAT ET INTERPRETATION DES QUESTIONNAIRES
II.1. Résultats
II.2. Interprétations
III. TRAVAUX PRATIQUES
III.1 DEROULEMENT DE TRAVAUX PRATIQUES
III.1.1 Exploitation des questions dans les travaux pratiques
III.2. Travaux pratiques 1
III.3. Travaux pratiques 2
III.3.1. Interprétation des résultats des travaux pratiques 2
IV. EVALUATIONS DES TRAVAUX PRATIQUES (VOIR ANNEXE 3)
IV.1. Résultats et interprétations pour l’évaluation 1 pour les deux classes.
IV.1.1. Résultat obtenus pour les différentes questions posées à l’évaluation 1
IV.1.2. Interprétation
IV.2. Résultats et interprétations pour l’évaluation 2 pour les deux classes
IV.2.1. Résultats obtenus aux différentes questions posées
IV.2.2. Interprétation
IV.3. Notes des élèves pendant l’évaluation
IV.3.1. Notes des élèves pendant l’évaluation 1
IV.3.2. Notes des élèves pendant l’évaluation 2
PARTIE III : SUGGESTIONS ET PROPOSITION DES FICHES DES TRAVAUX PRATIQUES
I. SUGGESTIONS
I.1. Programme scolaire
I.2. Travaux pratiques
I.3. Infrastructure et matériels
I.3.1. Infrastructure
I.3.2. Matériels et produits
I .4. Enseignants
II. PROPOSITIONS DE FICHES TRAVAUX PRATIQUES
II.1. Travaux pratiques1
II.2. Travaux pratiques 2
II.3. Travaux pratiques 3
II.4. Travaux pratiques 4
II.5. Travaux pratiques 5
II.6. Travaux pratiques 6
II.7. Travaux pratiques 7
II.8. Travaux pratiques 8
II.9. Travaux pratiques 9
II.10. Travaux pratiques 10
II.11. Travaux pratiques 11
II.12. Travaux pratiques 12
CONCLUSION GENERALE
BIBLIOGRAPHIES 
ANNEXES
ANNEXE 1 : QUESTIONNAIRE POUR LES ENSEIGNANTS DE LA CLASSE DE TROISIEME CONSERNANT LE CONDUCTEUR OHMIQUE
ANNEXE 2 : PROTOCOLE DE TRAVAUX PRATIQUES
ANNEXE 3 : SUJET D’EVALUATION N° 1 CONCERNANT LA LOI D’OHM.

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