Le circuit électrique simple en CE2 : leçon, exercices et évaluation
Compétence visée : Réaliser des objets techniques mettant en œuvre un circuit électrique simple
L'essentiel avec Nino
- Pour allumer une ampoule, le courant doit faire un tour complet.
- La pile donne l’énergie et le fil aide le courant à passer.
- Nino vérifie toujours les deux contacts de l’ampoule.
Une lumière à fabriquer
Tu as déjà appuyé sur un interrupteur pour allumer la lumière de ta chambre. Mais sais-tu ce qui permet à la lampe de briller ? Il faut un circuit électrique. Un circuit est un chemin que le courant électrique peut suivre. Dans un circuit très simple, tu peux utiliser une pile, une ampoule et un fil électrique. La pile fournit de l’énergie. Le courant électrique part de la pile. Il passe dans le fil et dans l’ampoule. Alors l’ampoule s’allume. Pour que cela marche, le chemin doit revenir jusqu’à la pile. Le courant doit pouvoir faire une boucle complète. Nino le renard appelle cela « faire le tour sans tomber dans un trou ». Si le chemin est coupé, l’ampoule reste éteinte.
Les mots à connaître
Un circuit électrique simple est une boucle faite avec une pile, une ampoule et des fils. Le courant électrique est ce qui transporte l’énergie de la pile vers l’ampoule. Un contact est un endroit où deux parties se touchent bien pour laisser passer le courant.
Observe les pièces du circuit
| Objet | Son rôle | Ce que tu regardes |
|---|---|---|
| La pile | Elle donne l’énergie au circuit. | Elle possède deux bornes, une borne + et une borne −. |
| L’ampoule | Elle transforme l’énergie en lumière. | Elle a un petit plot dessous et une partie métallique sur le côté. |
| Le fil électrique | Il relie les objets du circuit. | Ses extrémités doivent toucher les parties métalliques. |
| L’interrupteur | Il ouvre ou ferme le chemin du courant. | Il peut être ouvert ou fermé. |
Regarde l’ampoule de près
Une petite ampoule possède deux endroits importants. Sous l’ampoule, tu vois un petit bouton métallique. On l’appelle le plot. Sur le côté, près du pas de vis, il y a aussi une partie métallique. Le courant doit entrer par un de ces endroits et sortir par l’autre. Si le fil touche seulement le verre, cela ne marche pas. Le verre ne laisse pas passer le courant. Si le fil touche le métal, le contact peut être bon. Dans certaines activités, tu places l’ampoule dans un support. Le support maintient l’ampoule et aide à relier les fils. Vérifie toujours que l’ampoule est bien vissée ou bien posée dans son support.
Construis ta première boucle
- Prends une pile, une petite ampoule et un fil électrique dénudé aux deux extrémités.
- Pose le plot de l’ampoule sur une borne de la pile.
- Place une extrémité du fil contre l’autre borne de la pile.
- Fais toucher l’autre extrémité du fil à la partie métallique sur le côté de l’ampoule.
- Garde les contacts bien serrés, sans toucher le verre avec le fil.
- Observe : si la boucle est complète, l’ampoule brille.
Le tuyau de Nino
Imagine que le courant est un petit renard qui veut rentrer chez lui. Il part de la pile, passe dans l’ampoule et doit revenir à la pile. S’il trouve un espace vide, il ne peut plus avancer.
Circuit fermé ou circuit ouvert ?
Quand le courant peut faire tout le tour, le circuit est fermé. Dans ce cas, l’ampoule peut s’allumer si la pile et l’ampoule fonctionnent. Quand le chemin est interrompu, le circuit est ouvert. Dans ce cas, l’ampoule ne s’allume pas. Un interrupteur sert justement à ouvrir ou à fermer le circuit. Quand tu allumes une lampe de poche, tu fermes le circuit. Quand tu l’éteins, tu ouvres le circuit. Un fil décroché ouvre aussi le circuit. Une pile usée peut empêcher l’ampoule de briller, même si le circuit est bien fermé. Il faut donc observer chaque élément avant de dire que le montage est mauvais.
Attention piège !
Ne relie jamais directement les deux bornes d’une pile avec un fil. Le fil peut chauffer et la pile peut se vider vite. Passe toujours par une ampoule ou par le matériel indiqué par ton professeur.
Cherche pourquoi l’ampoule reste éteinte
Ton ampoule ne brille pas ? Ne t’inquiète pas. Cherche calmement. Commence par regarder les contacts. Le fil touche-t-il bien le métal de la pile ? Touche-t-il bien le métal de l’ampoule ? Ensuite, vérifie que le plot de l’ampoule touche l’autre borne de la pile. Un seul contact manquant suffit pour couper le circuit. Regarde aussi si le fil est abîmé ou si son bout est encore recouvert de plastique. Le plastique ne laisse pas passer le courant. Puis essaie une autre pile ou une autre ampoule, avec l’aide de l’adulte. Tu peux comparer ton montage avec celui d’un camarade. Nino observe chaque endroit, un par un. Il ne change pas tout en même temps. Ainsi, il trouve plus facilement ce qui bloque.
Les vérifications de Nino
- La pile est-elle dans le bon sens dans son support ?
- Les deux bornes de la pile sont-elles reliées au circuit ?
- Le fil touche-t-il des parties métalliques ?
- Le plot et le côté métallique de l’ampoule sont-ils tous les deux reliés ?
- L’interrupteur est-il fermé, si ton montage en possède un ?
- La pile et l’ampoule fonctionnent-elles encore ?
Dessine un circuit pour le comprendre
Tu peux représenter ton montage avec un dessin simple. Dessine une pile. Dessine une ampoule. Puis trace un trait pour chaque fil. Les traits doivent former une boucle sans trou. Tu peux ajouter un interrupteur sur un des fils. S’il est fermé, les deux parties se touchent. S’il est ouvert, elles sont séparées. Ton dessin n’a pas besoin d’être parfait. Il doit montrer clairement ce qui est relié. Par exemple, pour éclairer une petite cabane en carton, tu peux dessiner une pile à gauche, une ampoule au milieu et des fils qui font le tour. Avant de construire, ton schéma t’aide à prévoir les contacts.
La règle à retenir
Dans un montage avec une pile, une ampoule et des fils en bon état, l’ampoule s’allume seulement si ses deux parties métalliques sont reliées aux deux bornes de la pile par un chemin fermé.
Utilise le matériel avec soin
Utilise seulement des piles et le matériel de la classe. Demande l’aide d’un adulte pour préparer le matériel. Ne branche jamais ton montage sur une prise du mur. Une prise de la maison n’est pas faite pour tes expériences. Ne démonte pas une pile. Ne porte pas les fils à ta bouche. Après l’activité, détache les fils doucement et range les objets dans leur boîte. Une pile, une ampoule et des fils bien rangés pourront servir à construire un autre objet. Tu pourrais imaginer une carte d’anniversaire qui s’éclaire, un feu rouge pour tes voitures miniatures ou une petite maison en carton avec une lampe.
Exemples résolus
Une ampoule posée sur une pile
Énoncé. Lina pose le plot de son ampoule sur la borne + de la pile. Elle relie la borne − au côté métallique de l’ampoule avec un fil. Que se passe-t-il ?
- Le plot de l’ampoule touche une borne de la pile.
- Le côté métallique touche l’autre borne grâce au fil.
- Le courant peut faire une boucle complète.
Résultat : L’ampoule s’allume si la pile et l’ampoule fonctionnent.
Le fil touche le verre
Énoncé. Noé pose le plot de l’ampoule sur une borne de la pile. Il met le fil sur le verre de l’ampoule. L’ampoule ne s’allume pas. Que doit-il faire ?
- Le verre ne laisse pas passer le courant.
- Le côté métallique de l’ampoule doit être relié à l’autre borne de la pile.
- Noé déplace le fil pour qu’il touche le métal sur le côté.
Résultat : L’ampoule peut alors s’allumer, car les deux contacts sont reliés.
Un interrupteur ouvert
Énoncé. Dans le circuit de Sami, tous les fils sont bien reliés. Mais l’interrupteur est ouvert. Pourquoi la lampe est-elle éteinte ?
- Un interrupteur ouvert laisse un espace dans le circuit.
- Le courant ne peut pas traverser cet espace.
- Sami ferme l’interrupteur.
Résultat : Quand l’interrupteur est fermé, le circuit est complet et l’ampoule peut s’allumer.
Le tuyau de Nino : deux contacts
Cherche toujours les deux parties métalliques de l’ampoule : le plot dessous et le métal sur le côté.
Le tuyau de Nino : la boucle
Avec ton doigt, suis le chemin depuis une borne de la pile. Si tu reviens à l’autre borne sans trou, la boucle est fermée.
Le tuyau de Nino : un changement à la fois
Si cela ne marche pas, change un seul contact, puis regarde. Tu sauras mieux ce qui empêchait la lumière.
Mes exercices
Les objets du circuit ⭐
★☆☆Associe chaque objet à son rôle.
- La pile
- Le fil électrique
- L’ampoule
Voir le corrigé
- Elle donne l’énergie au circuit. La pile permet au courant de circuler dans le montage.
- Il relie les objets du circuit. Le fil crée un chemin pour le courant.
- Elle produit de la lumière. Elle s’allume quand le circuit est fermé.
La boucle du courant ⭐
★☆☆Écris vrai ou faux.
- Dans un circuit fermé, le courant peut faire le tour.
- Le fil doit toucher le verre de l’ampoule.
- Une pile possède deux bornes.
Voir le corrigé
- Vrai. Le chemin est complet.
- Faux. Le fil doit toucher une partie métallique.
- Vrai. Ce sont la borne + et la borne −.
Les mots importants ⭐
★☆☆Complète chaque phrase avec pile, ampoule, fil ou fermé.
- La ______ donne l’énergie.
- Le ______ relie les objets.
- Quand le circuit est ______, l’ampoule peut s’allumer.
Voir le corrigé
- La pile donne l’énergie. Elle alimente le circuit.
- Le fil relie les objets. Il aide le courant à circuler.
- Quand le circuit est fermé, l’ampoule peut s’allumer. Le courant peut alors faire une boucle.
Le bon contact ⭐⭐
★★☆Choisis l’endroit que le fil doit toucher.
- Pour relier l’ampoule, le fil doit toucher : a. le verre b. la partie métallique c. la lumière
- Sous l’ampoule, le petit bouton métallique s’appelle : a. le plot b. le verre c. la boucle
Voir le corrigé
- b. la partie métallique. Le métal permet le passage du courant.
- a. le plot. Le plot est un contact de l’ampoule.
Dessine la boucle ⭐⭐
★★☆Dans le cadre, dessine une pile, une ampoule et deux fils. Trace une boucle fermée qui peut allumer l’ampoule.
- Ton schéma doit montrer les deux bornes de la pile reliées aux deux contacts de l’ampoule.
Voir le corrigé
- Réponse attendue : un dessin avec une pile, une ampoule et des fils formant une boucle complète, sans espace. Les deux contacts de l’ampoule doivent être reliés.
Cherche la panne ⭐⭐
★★☆Explique pourquoi chaque ampoule ne s’allume pas.
Le fil est posé sur le verre de l’ampoule.
Un fil est décroché de la pile.
Voir le corrigé
- L’ampoule ne s’allume pas parce que le fil touche le verre et non une partie métallique. Le courant ne passe pas par le verre.
- L’ampoule ne s’allume pas parce que le circuit est ouvert et que le courant ne peut pas faire le tour. Un contact manque.
Construis dans l’ordre ⭐⭐⭐
★★★Remets les actions dans l’ordre pour allumer l’ampoule.
- Actions à ranger : relier le fil au côté métallique ; poser le plot sur une borne ; relier l’autre bout du fil à l’autre borne.
Voir le corrigé
- 1. Poser le plot sur une borne. 2. Relier l’autre bout du fil à l’autre borne. 3. Relier le fil au côté métallique. À la fin, les deux contacts de l’ampoule sont reliés.
Ouvert ou fermé ? ⭐⭐⭐
★★★Complète le tableau et justifie tes réponses.
- Circuit A : les deux fils sont reliés, mais l’interrupteur est ouvert.
- Circuit B : les fils relient la pile aux deux contacts de l’ampoule et l’interrupteur est fermé.
Voir le corrigé
- Circuit A est ouvert. L’ampoule est éteinte parce que l’interrupteur laisse un espace dans le circuit. Le courant ne peut pas traverser l’espace.
- Circuit B est fermé. L’ampoule peut s’allumer parce que le courant peut faire une boucle complète. Les contacts sont reliés.
Évaluation
Lis chaque question. Réponds soigneusement et dessine quand cela est demandé.
- Écris les trois objets nécessaires pour construire un circuit électrique simple./ 3
- Explique ce qu’est un circuit fermé./ 3
- Cite les deux parties de l’ampoule qui doivent être reliées./ 3
- Une élève pose un fil sur le verre de l’ampoule. L’ampoule est-elle bien reliée ? Explique./ 3
- Dessine dans le cadre une pile, une ampoule et des fils qui forment un circuit fermé./ 4
- Un interrupteur est ouvert. L’ampoule peut-elle s’allumer ? Explique./ 2
- Écris une règle de sécurité avec une pile et des fils./ 2
Voir le corrigé de l'évaluation
- Une pile, une ampoule et un fil électrique. (3 pts)
- Un circuit fermé est un chemin complet qui permet au courant de faire le tour et à l’ampoule de s’allumer. (3 pts)
- Le plot sous l’ampoule et la partie métallique sur le côté. (3 pts)
- Non, l’ampoule n’est pas bien reliée parce que le fil doit toucher une partie métallique et non le verre. (3 pts)
- Réponse attendue : un schéma montrant une boucle complète entre les deux bornes de la pile et les deux contacts de l’ampoule. (4 pts)
- Non, l’ampoule ne peut pas s’allumer parce que l’interrupteur ouvert coupe le circuit. (2 pts)
- Je ne relie pas directement les deux bornes de la pile avec un fil. (2 pts)
Erreurs fréquentes
| Erreur à éviter | Pourquoi | Le bon réflexe |
|---|---|---|
| Le fil touche le verre de l’ampoule. | Le verre ne permet pas au courant de passer. | Place le fil contre la partie métallique de l’ampoule. |
| Un seul endroit de l’ampoule est relié à la pile. | Le courant ne peut pas faire le tour complet. | Relie le plot et le côté métallique aux deux bornes de la pile. |
| Les deux bornes de la pile sont reliées seulement par un fil. | Le fil peut chauffer et la pile se vide rapidement. | Passe par l’ampoule ou par le matériel demandé. |
Guide pour les parents
Installez-vous près de l’enfant avec une pile, une petite ampoule et des fils adaptés. Laissez-le chercher avant de lui montrer.
- Demandez : « Où le courant peut-il passer ? » plutôt que de donner tout de suite la réponse.
- Invitez votre enfant à suivre la boucle avec son doigt et à vérifier les deux contacts de l’ampoule.
- Utilisez seulement des piles et du matériel scolaire. Gardez les prises du mur hors de l’activité.
Temps conseillé : ~15 min.
Questions fréquentes
Pourquoi une ampoule a-t-elle deux parties métalliques ?
Le courant doit entrer par une partie et sortir par l’autre. Les deux parties doivent être reliées au circuit.
Pourquoi mon ampoule reste-t-elle éteinte ?
Vérifie les contacts, le sens de la pile dans son support, l’interrupteur et l’état de la pile.
Puis-je utiliser une prise du mur ?
Non. Utilise seulement une pile et le matériel donné pour l’activité.
Un circuit ouvert peut-il allumer l’ampoule ?
Non. Dans un circuit ouvert, il y a un espace et le courant ne peut pas faire le tour.
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