C’est en voulant diversifier les composants qu’utilisent les collégiens en électricité que m’est venue cette simple idée. C’est très facile à fabriquer et vraiment pas cher. L’attrait des élèves pendant les expériences m’a aussi convaincu de sa pertinence.
Le montage est très simple et la température augmente vraiment rapidement.
Sur la vidéo, on voit parfois la température baisser car je n’oriente pas le thermomètre à infrarouge correctement.
À quoi ça sert ?
- À expliquer le principe d’une résistance chauffante (sèche-cheveux, grille-pain,…).
- À réaliser un petit circuit pour les élèves avec un attrait différent d’une lumière qui éclaire !
- À découvrir l’effet joule.
- À travailler sur la puissance et l’énergie.
- À apprendre à utiliser un appareil de mesure. L’ampèremètre et/ou le voltmètre.
- À découvrir la loi d’Ohm.
- …
Matériels nécessaires
- Le fil métallique provenant des sèches-cheveux ou des grilles pains défectueux, …, un peu de récupération pour recycler nos appareils !
- Une tige en bois (diamètre 6 mm) que l’on trouve dans tous les magasins de bricolage. Ne pas choisir des tiges métalliques, bien sûr !
- 2 boulons (diamètre 3 mm et longueur 20 mm) que l’on trouve aussi dans les magasins de bricolage.
- Support en PLA à imprimer avec une machine 3D afin d’éviter que le fil ne repose sur la table ou le cahier. Le trou pour la vis est réalisé avec une petite perceuse. On peut aussi le prévoir sur le fichier STL.
Réglages et précautions
- La longueur de la tige en bois est de 15 cm environ. Ne pas la faire trop petite pour avoir assez de longueur de fil. Plus il sera petit, plus il va chauffer et il y aura un risque de brûlure.
- Entortiller le fil autour du bout de bois. Attention à bien régler la longueur du fil chauffant ! J’ai tâtonné pour qu’avec 12V (tension maximum des générateurs au collège) le fil chauffe assez fort mais, bien sûr, sans brûler la peau. Je ne donne pas de longueur précise car tout dépend du type de fil que vous allez récupérer. Les boucles ne doivent pas se toucher.
- Pour bien bloquer la vis avec l’écrou utiliser des bloque-écrous.
- Les vis servent à placer les pinces crocodiles et à coincer le fil chauffant de l’autre côté pour exercer un contact électrique :
Combien ça coute ?
Environ 1 euro. Pourquoi s’en priver, donc ! 😉
Exploitations possibles avec les élèves
Contexte pédagogique :
- J’utilise cet objet en classe de 4e.
- Les élèves ont déjà utilisé l’ampèremètre dans des séances précédentes. Les lois associées ont été étudiées.
- La notion de courant et sa représentation sont connues depuis la 5e.
- le retour à l’électricité permet de parler à nouveau de schéma électrique, de courant, …
Après avoir débattu avec les élèves sur les différents types de radiateur.
Celui électrique est évoqué et la présence d’une résistance aussi :
D’autres exemples : l’appareil à raclette, le grille pain, le fer à repasser, la machine à laver le linge , …
Ensuite les élèves suivent la fiche activité suivante :
Après l’écriture de la démarche, la présentation du voltmètre est réalisée, son utilisation, les lois aussi.
Enfin la démarche de l’activité est alors possible et réalisée.
Voici les mesures d’un groupe d’élèves avec le petit radiateur :
Si on calcule le rapport U/I, les résultats oscillent entre 10,8 et 11. C’est plutôt correct, non ?
La suite est classique pour découvrir la loi d’Ohm.