Matériaux conducteurs et isolants en CE2 : leçon, exercices et évaluation

L'électricité voyage dans un circuit

L'électricité peut faire briller une ampoule, sonner une sonnette ou avancer un petit jouet. Pour cela, elle a besoin d'un circuit électrique. Un circuit est un chemin fermé. La pile donne l'énergie. Les fils relient les éléments. L'ampoule reçoit le courant et brille. Si le chemin est coupé, l'ampoule reste éteinte. Imagine une route pour les voitures. Si un pont manque, les voitures ne peuvent pas continuer. Le courant électrique fonctionne un peu comme cela. Il doit pouvoir parcourir tout le chemin. Tu peux fabriquer un circuit simple avec une pile, une ampoule, une douille et des fils. Utilise seulement une pile adaptée au matériel de la classe. Ne branche jamais un objet sur une prise du mur. Les prises et les fils de la maison sont dangereux. En classe, tu manipules le matériel donné par l'adulte. Nino part en exploration : il veut savoir quels objets peuvent compléter le chemin du courant.

Deux mots à connaître

Qu'est-ce qu'un matériau conducteur ?

Un matériau conducteur permet au courant électrique de passer. Dans un test avec une pile, des fils et une ampoule, l'ampoule brille si le matériau complète bien le circuit. Beaucoup de métaux sont conducteurs. Par exemple, le cuivre des fils électriques conduit le courant. L'aluminium d'une feuille d'aluminium peut aussi conduire le courant. Une clé en métal, une pièce de monnaie ou un trombone peuvent être testés avec le matériel de la classe. Attention : tu ne testes pas un objet branché. Tu places seulement l'objet entre deux pinces reliées à une pile. Les fils électriques ont souvent une partie métallique cachée à l'intérieur. Cette partie transporte le courant. Les métaux sont pratiques pour fabriquer certaines parties des objets électriques. Une lampe possède par exemple des contacts métalliques. Le métal permet alors au courant d'arriver jusqu'à l'ampoule.

Qu'est-ce qu'un matériau isolant ?

Un matériau isolant empêche le courant électrique de passer dans le circuit que tu utilises. Avec le même montage, l'ampoule ne brille pas. Le plastique est souvent isolant. Le bois sec est souvent isolant. Le caoutchouc, le carton et le verre sont aussi utilisés comme isolants. La gaine en plastique autour d'un fil est importante. Elle recouvre le métal et évite de toucher la partie qui conduit le courant. Le manche d'un tournevis peut être en plastique. La tige est en métal, mais le manche aide à tenir l'outil sans toucher le métal. Un objet peut donc être fabriqué avec plusieurs matériaux. Il faut regarder quelle partie tu testes. Une cuillère en métal est conductrice. Une cuillère en plastique est isolante. Une règle en plastique est isolante. Un bâton de glace en bois sec est généralement isolant dans un petit circuit de classe.

Des matériaux à comparer

Teste un matériau pas à pas

• Prépare un circuit simple avec une pile, une ampoule, une douille et deux fils.
• Vérifie d'abord que l'ampoule brille quand les deux fils se touchent.
• Écarte ensuite les deux extrémités des fils.
• Place le matériau à tester entre les deux extrémités.
• Fais toucher les pinces au matériau, sans toucher tes doigts.
• Observe l'ampoule.
• Si elle brille, note : « conducteur ». Si elle reste éteinte, note : « isolant ».
• Teste un seul objet à la fois et garde toujours la même pile et la même ampoule.

La règle du test

Pourquoi un objet peut-il tromper ?

Le nom d'un objet ne suffit pas toujours. Il faut observer sa matière. Un stylo possède souvent un corps en plastique et une petite pointe en métal. Si tu testes le plastique, l'ampoule ne brille pas. Si tu testes une partie métallique qui touche bien les deux pinces, l'ampoule peut briller. Une casserole peut avoir un corps en métal et une poignée en plastique. Le métal sert à chauffer les aliments. Le plastique de la poignée aide à la tenir. Un câble est aussi fait de plusieurs matières. À l'intérieur, il y a du métal conducteur. À l'extérieur, il y a du plastique isolant. Quand tu classes un objet, écris donc la partie observée : « le trombone en métal » ou « la règle en plastique ». Cela aide à être précis, comme un vrai explorateur.

Le tuyau de Nino

Attention piège !

Utilise tes découvertes dans la vie quotidienne

Les objets électriques sont fabriqués avec des conducteurs et des isolants. Ils ont besoin des deux. Le métal conduit le courant vers l'endroit utile. Le plastique ou le caoutchouc recouvre souvent les parties que l'on tient. Regarde une guirlande électrique éteinte avec un adulte. Tu peux voir le fil recouvert de plastique. À l'intérieur, un métal conduit le courant. Regarde aussi une lampe de poche non allumée. Ses piles touchent des parties métalliques. Le boîtier peut être en plastique. Dans tes expériences, parle avec précision. Tu peux dire : « La feuille d'aluminium est conductrice, car l'ampoule brille dans un circuit fermé. » Tu peux aussi dire : « La règle en plastique est isolante, car l'ampoule ne brille pas alors que le montage fonctionne. » Nino est content : tu sais maintenant observer, tester et expliquer.