Plan de leçon | Plan de leçon Tradisional | Électricité : Résistances en série

Objectifs

Durée: (10 - 15 minutes)

Cette étape a pour objectif de présenter de manière claire ce que les élèves vont apprendre au cours de la séance, en définissant des attentes précises et des objectifs concrets. En connaissant ces objectifs, ils pourront concentrer leur attention sur l'essentiel et approfondir leur compréhension des résistances en série, ce qui facilitera la résolution de problèmes pratiques et l'application des connaissances dans des situations du quotidien.

Objectifs Utama:

1. Comprendre le concept des résistances en série et comment leurs valeurs s'additionnent.

2. Savoir résoudre des problèmes concrets en appliquant la formule de la résistance équivalente dans un circuit en série.

3. Identifier des situations réelles dans lesquelles la configuration en série est utilisée.

Introduction

Durée: (10 - 15 minutes)

🎬 Objectif : Cette phase permet de situer l'importance d'étudier les résistances en série en les reliant à des exemples concrets et à la vie de tous les jours. En s'appuyant sur des curiosités et des illustrations familières, les élèves seront davantage motivés à explorer et comprendre le sujet.

Le saviez-vous ?

🌟 Le saviez-vous : La première résistance a été inventée il y a plus de 200 ans pour contrôler le courant dans de simples circuits électriques. Aujourd'hui, les résistances en série se retrouvent dans une multitude d'applications, comme les appareils de mesure ou les systèmes de contrôle de l'éclairage. Par exemple, dans une guirlande de Noël, si une ampoule grille, l'ensemble du circuit est interrompu, illustrant parfaitement le fonctionnement des résistances en série.

Contextualisation

🌐 Contexte : Pour démarrer la leçon, rappelez aux élèves que l'électricité est omniprésente dans notre quotidien, alimentant tout, des appareils électroniques à l'éclairage de nos domiciles. Expliquez qu'au cœur de nombreux circuits électroniques se trouvent des résistances, qui servent à limiter le courant. Disposer ces résistances en série est l'une des méthodes de base pour organiser un circuit, et bien comprendre ce concept est indispensable pour appréhender des circuits plus élaborés.

Concepts

Durée: (45 - 55 minutes)

🔍 Objectif : Cette partie de la séance vise à approfondir les connaissances des élèves sur les résistances en série en alliant théorie et pratique. En traitant les notions clés, en résolvant des problèmes guidés et en illustrant le propos par des exemples concrets, les élèves seront capables d’appliquer ces concepts dans des situations réelles et développeront leur esprit de résolution.

Sujets pertinents

1. 📝 Concept des résistances en série : Expliquez que les résistances en série se placent l'une après l'autre dans un circuit. Soulignez que le courant reste constant à travers chaque résistance, tandis que la tension se répartit entre elles.

2. 📝 Formule de la résistance équivalente : Présentez la formule de la résistance équivalente (R_eq) dans un circuit en série, qui se calcule en additionnant toutes les résistances : R_eq = R1 + R2 + R3 + ... + Rn. Insistez sur l’importance de cette formule pour résoudre des problèmes concrets.

3. 📝 Exemples pratiques : Proposez des exemples détaillés de circuits comportant des résistances en série. Résolvez quelques exercices au tableau en expliquant étape par étape comment calculer la résistance équivalente et le courant circulant dans chaque composant.

4. 📝 Applications quotidiennes : Discutez des utilisations concrètes des résistances en série, par exemple dans l’éclairage de Noël, les appareils de mesure ou les dispositifs de contrôle de l'éclairage. Reliez ces exemples au quotidien des élèves.

5. 📝 Résolution de problèmes : Accompagnez les élèves dans la résolution de divers problèmes impliquant des résistances en série. Proposez des exercices de difficulté variable et encouragez-les à noter chaque étape de leur démarche.

Pour renforcer l'apprentissage

1. 1. Calculez la résistance équivalente d'un circuit comportant trois résistances en série de 4 Ω, 6 Ω et 10 Ω.

2. 2. Déterminez le courant circulant dans un circuit en série, sachant que la résistance équivalente est de 20 Ω et que la tension appliquée est de 10 V.

3. 3. Expliquez quel effet produit l’ajout d’une résistance supplémentaire de 5 Ω dans un circuit en série ayant déjà une résistance équivalente de 15 Ω.

Retour

Durée: (20 - 25 minutes)

🔍 Objectif : Cette phase finale vise à revoir et consolider les acquis de la leçon, en s'assurant que chaque élève a bien intégré les concepts liés aux résistances en série ainsi que la méthode de calcul de la résistance équivalente. À travers des discussions détaillées et des questions ouvertes, l’objectif est de lever les doutes et de renforcer une compréhension solide du sujet.

Diskusi Concepts

1. 📊 Discussion de la Question 1 : Pour calculer la résistance équivalente (R_eq) d'un circuit comprenant trois résistances en série (4 Ω, 6 Ω et 10 Ω), il suffit d'additionner les résistances individuelles. On obtient ainsi R_eq = 4 Ω + 6 Ω + 10 Ω = 20 Ω. Explication : Dans un circuit en série, chaque résistance ajoute directement à la résistance totale, car le courant traversant chaque composant est identique, tandis que la tension se divise entre elles. 2. 📊 Discussion de la Question 2 : Pour déterminer le courant (I) dans un circuit en série où la résistance équivalente est de 20 Ω et la tension appliquée est de 10 V, on utilise la loi d'Ohm : V = I × R. En réarrangeant la formule, on obtient I = V / R, soit I = 10 V / 20 Ω = 0,5 A. Explication : La loi d'Ohm établit que le courant est proportionnel à la tension et inversement proportionnel à la résistance totale. 3. 📊 Discussion de la Question 3 : Ajouter une résistance de 5 Ω à un circuit dont la résistance équivalente est déjà de 15 Ω aboutit à une nouvelle résistance totale de R_eq = 15 Ω + 5 Ω = 20 Ω. Explication : Dans un circuit en série, chaque résistance additionne sa propre valeur, ce qui conduit à une augmentation de la résistance globale et, par conséquent, à une réduction du courant pour une tension donnée.

Engager les étudiants

1. 🤔 Question 1 : Comment évolue la résistance totale d'un circuit en série si l'une des résistances tombe en panne et crée un circuit ouvert ? Expliquez l’impact sur le courant. 2. 🤔 Question 2 : Dans un circuit comportant deux résistances en série de 10 Ω et 15 Ω, avec une tension de 25 V appliquée, calculez la chute de tension sur chacune des résistances. 3. 🤔 Question 3 : Dans quelles situations pratiques peut-on rencontrer des résistances en série ? Donnez des exemples concrets et expliquez l’intérêt de cette configuration. 4. 🤔 Question 4 : Si vous deviez concevoir un circuit d'éclairage pour un sapin de Noël, comment utiliseriez-vous le principe des résistances en série pour garantir un éclairage uniforme ?

Conclusion

Durée: (10 - 15 minutes)

L’objectif de cette étape est de récapituler et renforcer les connaissances acquises, en s'assurant que les élèves maîtrisent bien les principes des résistances en série et savent appliquer la notion de résistance équivalente. En faisant le lien entre théorie et pratique, cette révision vise à consolider une compréhension durable du sujet.

Résumé

['Compréhension du concept des résistances en série et de leur cumul.', 'Utilisation de la formule R_eq = R1 + R2 + R3 + ... + Rn pour calculer la résistance totale.', 'Mise en pratique par des exemples de calcul de la résistance équivalente et du courant dans un circuit en série.', 'Analyse des applications concrètes des résistances en série dans le quotidien.', 'Exercices de résolution de problèmes pratiques impliquant des résistances en série.']

Connexion

Au fil de la leçon, la théorie relative aux résistances en série a été mise en lien avec des situations concrètes à travers des exemples détaillés et la résolution de problèmes pratiques. Ces mises en situation ont permis aux élèves de visualiser comment la théorie se traduit dans la vie quotidienne, notamment dans le domaine de l’éclairage de Noël ou des appareils de mesure.

Pertinence du thème

L'étude des résistances en série est essentielle pour comprendre le fonctionnement des circuits électriques présents partout dans notre environnement, que ce soit dans l’éclairage domestique ou dans les dispositifs électroniques. Approfondir ces concepts permet aux élèves de développer des compétences utiles pour diagnostiquer et concevoir des circuits efficaces.