3e Mesure d une tension en alternatif by tZ865u

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									 3ème                                             B – Énergie électrique et circuits électriques en « alternatif »


Mesure d’une tension : Qu’indique un voltmètre en « alternatif » ?

                            Questionner, identifier un problème
 Capacités                  Elaborer un protocole
 travaillées par            Mesurer des tensions (capacités expérimentales)
 tous les élèves :          Interpréter des résultats




                                                            Groupe formateurs collège - Académie de Toulouse         1 h 30


                             Fiche élève : « ça ne bouge pas ! »
 Marc a décidé de mesurer la valeur de la tension alternative d’un générateur délivrant des tensions
   alternatives. Il a donc branché un voltmètre en position alternatif aux bornes de ce générateur
 [mode d’emploi utilisé : il a placé le sélecteur dans la zone V alternatif ( V ) et a utilisé les bornes V
              et COM du voltmètre)]. Mais le résultat ne correspond pas à sa prévision.




Je ne comprends pas, la
valeur reste constante.               Cette valeur doit                   Moi, je pense que non !
Pourtant, elle devrait                être la valeur                      Cette valeur lue sur le
changer, c’est une                    maximale de la                      voltmètre et la valeur
tension alternative.                  tension                             maximale de la tension
                                      alternative !                       alternative sont peut-être
                                                                          proportionnelles.




                     Marc                Pierre
                                                                       Steeve




 Ton travail :
 a) Quel est le problème rencontré par Marc ?
 b) Expliquer les mesures à faire pour apporter quelques réponses à Marc.
 (Ne pas oublier de lister le matériel nécessaire)



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Déroulement :

Lors des séances précédentes, les élèves ont travaillé sur des graphiques et des oscillogrammes pour en
extraire des informations pour reconnaître une tension alternative. Ils ont utilisé le voltmètre (en
continu) et l’oscilloscope.
         Activité élève                        organisation                    Capacités travaillées
Appropriation fiche élève           Individuel                           Lire
Appropriation fiche élève           Par groupe de 2                      Questionner et identifier un
et élaboration avec la                                                   problème (17)
classe
Appropriation fiche élève            Echanges avec la classe –           Questionner et identifier un
                                    Formulation du problème              problème (17)
Cet échange est nécessaire à ce moment là de la séance de manière à éviter que certains élèves partent
sur une autre voie ( Marc a mal branché l’appareil, le générateur ne fonctionne pas…….)
L’objectif du professeur est de travailler la capacité « Questionner et identifier un problème »
Elaboration du protocole            Travail en binôme (feuille           Elaborer un protocole (20)
                                    jaune)
Elaboration du protocole            Travail par groupe de 4 (2           Elaborer un protocole (20)
                                    binômes)
Cette élaboration en deux temps par binôme, puis par groupe de 2 binômes favorise l’échange et permet
de limiter le nombre de propositions.
Durant cette phase de recherche et d’élaboration du protocole, au fur et à mesure, le professeur peut
apporter quelques éléments « déclencheurs » : « Relire les informations apportées par Steve et Pierre »,
« Comment mesurer Umax ? », « Comment montrer expérimentalement que deux grandeurs sont
proportionnelles ? ».
Mise en commun                      Echanges avec la classe              Critiquer un protocole (24)
Toutes les propositions (liste du matériel et protocole) sont inscrites au tableau puis discussions sur
chaque cas.
Travail sur le voltmètre et son branchement, la proportionnalité
Elaboration du protocole             Travail avec la classe              Participer à la conception d’un
commun suivi par les                                                     d’un protocole (19)
binômes
Réinvestissement des fiches méthodes (autonomie) :
Le voltmètre
L’oscilloscope
Réalisation des mesures             Travail en autonomie                 Suivre un protocole (7)
                                    (binôme)                             Mesurer des tensions (40)
                                                                         (capacités expérimentales)
Interprétation                      Travail en autonomie                 Interpréter des résultats
                                                                         (21)
                                                                         Avoir conscience qu'une mesure
                                                                         est entachée d'erreurs (30)
Institutionnalisation               Professeur (feuille blanche)
Remarque : La totalité de ce travail représente une heure et 30 minutes. Pour une séance d’une
heure, le professeur arrête la séance après la critique des protocoles et l’élaboration d’un protocole
commun. Il sera mis en œuvre à la prochaine séance.




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       Activités de l’élève :
       - Lire
       - Questionner, identifier un problème (17)
       - Elaborer un protocole (20)
       - Critiquer un protocole (24)
       - Participer à la conception d’un protocole (19)
       - Suivre un protocole (7)
       - Mesurer des tensions (capacités expérimentales) (40)
       - Interpréter des résultats (21)
       - Avoir conscience qu’une mesure est entachée d'erreurs (30)



       Grille communiquée aux élèves à la fin de la séance :


                                                                  Auto-évaluation        Ces         Exercices
                                                                                    compétences
                                                                                    sont dans le §
                   Connaissances à acquérir :                             
Connaître le terme de valeur efficace d’une tension sinusoïdale
(indiquée par un voltmètre utilisé en alternatif) (34)

Connaître la proportionnalité pour une tension alternative
entre la valeur efficace et la valeur maximale (34)
                    Capacités à maîtriser :
Mesurer la valeur d’une tension alternative sinusoïdale (40)
Mesurer sur un oscillogramme la valeur maximale d’une tension
alternative (40)
Identifier un problème (17)
Elaborer un protocole (20)
Interpréter des résultats (situation de proportionnalité) (21)
                   Attitudes à adopter :
Travailler en équipe (48)
Respecter les règles de sécurité électriques (15)




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                                      EVALUATION DE SCIENCES
                                            PHYSIQUES

     NOM : _ _ _ _ _ _ _ _

     Prénom : _ _ _ _ _ _
     Classe : _ _ _ __

Co    Ca   ML R

                     Un élève relie simultanément un voltmètre utilisé en alternatif et un oscilloscope aux bornes d’un
                     générateur de tensions alternatives.

                      1. Le branchement du voltmètre :(40)
                      A l’aide du schéma ci-contre,
      1               a) Colorier la zone des calibres dans laquelle il faut
                      placer le sélecteur .
      1               b) Noter les symboles des bornes du voltmètre à
                      relier au générateur.

                      2. Des deux appareils de mesures , préciser celui
                      qui permet de mesurer la valeur efficace d’une
2          1          tension alternative et celui qui permet de mesurer
                      la valeur maximale . Rédiger clairement la réponse.

                      3. Il effectue les mesures concernant la question 2
                      et les rassemble dans le tableau suivant :


                      Tension mesurée à l’oscilloscope          2,5 V          5 V        6 V       7,5 V   12 V

                      Tension lue sur le voltmètre              1,77 V         3,53 V     4,24 V    5,3 V   8,5 V

      2              a) Construire le graphe représentant la tension électrique mesurée à l’oscilloscope en fonction
                     de la tension électrique lue sur le voltmètre (10)
      1    1         b) En déduire la relation entre ces deux grandeurs. Argumenter (23) la réponse à
                     l’aide du graphe en faisant des phrases bien construites.

                      Connaissances (34)         Maîtrise langue (32) :              Raisonnement (35) :




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