Premières notions d'électricité

janvier 07, 2016


Depuis quelque temps, des constructions d'un nouveau genre fleurissent sur le sol de la chambre d'Antonin. Le Damoiseau n'a de cesse que de connecter entre eux les éléments technologiques de récup' qui sont à sa disposition depuis quelques mois dans un panier consacré, et son seul regret est qu'ils ne fonctionnent pas pour de vrai... :


Bon, début décembre, j'ai su qu'il était temps pour moi de mettre sur pied notre première séquence d’électricité, et c'est elle que je viens partager avec vous aujourd'hui.

L'acquisition du matériel :



Trouver du matériel pédagogique quand on souhaite commander en tant que particulier n'est pas toujours aisé, n'est-ce pas ? J'ai cependant trouvé chez Aduis un rayon technologie qui proposait tous les composants que je cherchais. Les prix sont très corrects, la livraison hyper rapide, je garde cette adresse sous le coude ! (Mais si vous en avez d'autres du même type, je prends néanmoins !!).

Voici de quoi se compose aujourd'hui notre kit électrique de base :

- Des fils électriques pince crocodiles : j'en ai acheté 10 chez Aduis, mais hélas le ressort des pinces est trop serré, et elles sont difficiles à ouvrir par les enfants. Heureusement, mon mari en a rapporté un petit lot de son travail... Je ne peux pas acheter aux enseignes pro où sa maison se fournit, et c'est dommage, car il est indéniable que la qualité n'est pas comparable !!

- Des générateurs. Entendez : des piles, tout bêtement. 😉 Elles sont plutôt faciles à dégoter dans le commerce, et peu chères (magasin de bricolage, de jouet, grandes surfaces...). 
Le must-have est la grosse pile plate de 4,5 volts : elle est intéressante parce ses deux pôles sont clairement identifiables (ce sont les deux lamelles en métal qui sortent de son corps) et qu'il est facile d'y accrochez des pinces.
Mais la pile ronde d'1,5 volts classique s'avère vite nécessaire également... Avec les enfants, procurez-vous un support afin de l'inclure facilement dans les circuits. Aduis en vend (ICI), mais on peut aussi facilement en récupérer sur des appareils usagés : le nôtre provient d'un petit train électrique bas de gamme acheté 3 euros par mon homme (dans un moment d'égarement) et qui n'a tenu que quelques jours entre les mains des enfants. Chez nous, rien ne se perd ! 😉


- Des ampoules : J'ai acheté 10 ampoules d'1,5 volts chez Aduis, et mon homme a complété ce lot par 2 ampoules de 4, 5 volts (achetées en magasin de bricolage).
Attention : j'y reviendrai mais il est important de distinguer les différents voltages, si vous utilisez deux types d'ampoules. Très simplement, nous avons colorié les verres des ampoules de 4,5 volts au feutre permanent rouge, c'est très beau ! 😉
Enfin, des douilles me paraissent indispensables dans un premier temps (j'ai achetée celles-ci).

- Un petit moteur. Acheté chez Aduis (ICI), le nôtre n'a pas survécu à la phase "découverte libre du matériel par la manipulation" ! 😁
Les enfants ont cassé un de ses pôles, et ce fut fichu ! Mais dans notre petite locomotive bas de gamme, il y avait aussi un petit moteur, que nous avons récupéré. Ouf !
Je me suis aussi procuré une hélice : indispensable, car à quoi sert-il d'avoir un moteur si on n'a rien à faire fonctionner ?? Le mouvement de l'hélice permet de visualiser la conformité du circuit créé.

- (Facultatifs) : des interrupteurs. J'ai un peu hésité à en acheter, car, dans un premier temps, l'enfant peut ouvrir et fermer seul le circuit pour allumer et éteindre l'ampoule ou le moteur. Mais puisque j'étais en train de passer commande, je n'étais pas à 5 euros près... Je ne regrette pas mon achat au vu du succès qu'ils ont rencontré ! Je précise que j'ai choisi des interrupteurs "basculants" qui permettent de mieux visualiser la notion qu'un interrupteur à pression. Mon interrupteur idéal reste néanmoins à construire (nous le ferons !) :


Et maintenant, le moment que vous attendez tous...

Quelques notions de sécurite !


Rassurez-vous, elles sont très restreintes, et cette séquence est réalisable par n'importe quel parent néophyte. Les risques d'électrocution ou d'incendie sont quasiment nuls avec un tel matériel utilisé sous la surveillance d'un adulte. Par contre, le danger d'un court-circuit est bien réel. Il y a donc à la fois un risque de brûlure pour l'utilisateur et un risque d'endommagement des composants.


Hé, reveneeeeeez ! 

En fait, je vous assure, c'est très simple. A ce stade de nos expérimentations, je ne vois que deux règles de base à retenir, que votre enfant va intégrer en quelques secondes chrono (je sais de quoi je parle : je crois que mes enfants en savent plus que moi à ce jour sur ce vaste sujet qu'est l'électricité) :

1. Attention aux branchements. Les pinces croco sont très pratiques et permettent des prises précises. Veillez à ce qu'une pince connectée à un pôle ne soit en contact qu'avec ce pôle et aucun autre élément du composant. C'est un bon exercice pour travailler la motricité fine !

Et j'en profite pour montrer comment on intègre une douille à un circuit, parce qu'il me semble que c'est légèrement contre-intuitif (vous ai-je déjà dit que la science physique et moi avions été fâchées de looongues années ?) :

Voilà, c'est comme ça, en angle droit ! 😉

(Les autres composants ne causeront pas l'ombre d'une hésitation, ni à vous, ni à votre enfant)

2. Attention aux voltages : si votre enfant branche une ampoule d'1,5 volts sur un générateur de 4,5 volts, l'ampoule va griller. L'énergie qu'elle reçoit, c'est trop elle, elle en meurt ! Cela arrivera (d'où l'intérêt d'avoir plusieurs ampoules en stock) et ce n'est dommageable que pour l'ampoule. C'est même une excellente occasion d'expliquer à votre enfant que les composants se divisent en deux catégories : ceux qu'on utilise avec les "petites" piles, et ceux qu'on utilise avec les "grosses". Sauf quand on branche les composants en série, bien sûr, mais nous y reviendrons... 😊

Et maintenant, le moment que vous attendez tous...

Place à la rigolade !



Car je dois vous prévenir : cette proposition a sérieusement fait de l'ombre aux cadeaux découverts, quelques jours plus tôt, sous le sapin. Moi qui ai pour principe de ne jamais offrir de matériel pédagogique... Je commence à douter de mes convictions !! 😄

La séquence ci-après se compose, à la manière Reggio, de plusieurs petits défis. Selon l'appétit de votre enfant, vous pouvez les proposer tous le même jour, ou étalez tout ceci sur plusieurs jours. Ne proposez jamais ce matériel sans surveillance de l'adulte. Si votre enfant "sèche", ne lui fournissez pas la réponse, mais relancez la situation par des questions ouvertes (à laquelle il ne peut répondre ni par oui, ni par non... mais les réponses "en acte" sont autorisées !).

Manipulation libre


Paf : on sort tout. On touche. On questionne : "Mais qu'est-ce que c'est ? A quoi cela sert-il ? Comment ça s'appelle ?" On laisse l'enfant produire ses propres définitions et ses propres hypothèses, on fournit les noms les plus scientifiques et précis possibles des différents éléments.

Défi n°1 : circuit simple



Annoncez à votre enfant que vous allez lui proposer un petit jeu. Rangez tout le matériel et ne ressortez QUE les éléments nécessaire à l'exercice.

Attendez-vous à ce que ça flotte un peu. Votre enfant ne va pas se jeter sur les composants en s'écriant : "Je sais !!". La notion de circuit est simple (pour qui la connait) : il s'agit de construire une boucle fermée. Elle est totalement accessible à l'enfant, mais ne sera solide que si vous le laissez la construire.

J'avoue avoir eu un moment de doute en voyant Antonin s'étonner, s'impatienter, essayer d'accrocher la pince crocodile sur tout et n'importe quoi... N'avais-je pas mis la barre trop haut ??

Il l'a fait. Il l'a fait ! Sous les yeux attentifs de sa sœur qui allait exiger de réitérer l'expérience "touuuuute seule !" deux minutes plus tard. 😉


Bien sûr, j'ai "aidé", c'est-à-dire que j'ai étayé : j'ai rappelé l'objectif quand Antonin essayait de "mordre" la table (ou ses vêtements, ou les cheveux de sa sœur...) dans la pince croco : "Bon, tu veux faire quoi ? Faire fonctionner quoi ? Quel objet peut t'aider ici ?". Ce type de questionnement a suffi pour qu'il produise son premier circuit.


Premier constat (totalement jouissif) : ça maaarche ! L'ampoule s'allume !!!!

Puis on observe de plus près, on décrit : oui, le circuit forme un cercle... TOUT est là. 😊

L'énergie part de la pile, circule dans les fils, et alimente l'ampoule. L'électricité, si elle est invisible, se comporte comme n'importe quel matériau tangible. C'est concret !

Défi n°2 : Circuit simple (bis)


 
Cette invitation est une variante de la première situation. C'est ce qu'on appelle le "réinvestissement" en pédagogie. Si l'enfant a construit un savoir, il doit être capable de le transférer dans un autre contexte. Ici, l'ampoule est donc remplacée par un petit moteur, mais le principe de construction est le même.

Une fois la notion de circuit élaborée par l'enfant, tout risque d'aller très vite. Si vite que pour cette deuxième invitation, j'ai laissé les enfants prélever le nombre de fils dont ils avaient besoin, sans les pré-selectionner pour eux.


Aucun souci. Et ça touuuurne !!!!


Défi n°3 : Introduction de l'interrupteur


Devant l'attrait suscité par les interrupteurs, j'ai décidé de les introduire assez vite. La nouveauté ici est donc de placer un élément supplémentaire dans le circuit - les enfants sauront-ils compter les nombres de fils nécessaires, et respecter le montage "en boucle" des composants ?


La réponse est oui !!
Et quel plaisir d'actionner l'interrupteur... inlassablement...



Défi n°4 : Montage en série



A ce stade de leur investigation, les enfants ont parfaitement compris que les ampoules blanches s'utilisent avec la pile ronde, et les ampoules rouges avec la pile plate. Devant l'invitation ci-dessous, je m'attends à ce qu'ils manifestent de la surprise. Mais Antonin formule la solution avant d'énoncer le problème : "Ah, oui, on peut prendre les "petites" ampoules, parce qu'il y en a plusieurs !". Oui, voilà, l'énergie est "répartie" entre les différentes lampes, elle est divisée d'autant. Ce n'est donc plus 4,5 volt qui parvient à chaque composant, mais 4, 5 divisés par trois. Le Damoiseau n'est pas en mesure de réaliser cette opération, mais il a l'intuition du principe.


Le montage en lui-même ne pose aucun problème. En fait, pour les enfants, plus il y a de composants, plus c'est fun ! Et ils décident même d'ajouter un interrupteur à ma proposition - chouette, cela nécessite un fil de plus !!

"Il est GRANNND, notre circuit !!"

(Si quelqu'un peut m'expliquer, d'ailleurs, pourquoi les lampes montées en série ne s'allument pas toutes avec la même intensité, je veux bien ! Elles le devraient, non ?)
 
Au delà du défi




La boite de matériel est à présent en libre service. Même si la supervision de l'adulte reste nécessaire, les enfants connaissent les règles de sécurité énoncées plus haut, et les appliquent. Leur grand plaisir est de monter un maximum d'ampoules en série avec un maximum d'interrupteurs aussi ! 😄

Pour que les lampes s'allument, il faut donc que TOUS les interrupteurs soient fermés, ce qui suppose de tester un certain nombre de combinaisons avant d'y arriver.

Et quand vraiment ça ne veut pas... Il faut voir Louiselle vérifier chaque connexion en murmurant : "C'est ouvert quelque part, c'est ouvert...." 😄


J'espère de tout cœur que tout ceci vous donnera envie de vous lancez, si tant est que cela vous semble correspondre aux intérêts de votre enfant, car c'est du bonheur garanti sur facture ! 😉

Et revenez nous racontez si vous essayez, hein ? 😉

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