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Les élèves sortant de 3ème ont des niveaux différents, tous n'ont pas eu l'occasion de manipuler les ampèremètres ou voltmètres. Il s'agit ici, à travers un montage à ampoules, de savoir câbler correctement un ampèremètre numérique et de comprendre que l'affichage d'un résultat numérique n'est pas garant d'une précision absolue. Les paragraphes abordés sont les suivants : 1. Objectif 2. Courant électrique et éclat d'une lampe 3. Mesure de l'intensité d'un courant constant : l'ampèremètre. 4. Montage : utilisation de l'ampèremètre 5. Précision d'un ampèremètre numérique 6. La loi des nœuds en courant constant 7. Exercices récapitulatifs.
Après avoir correctement câblé et compris la loi à laquelle obéissent les courants constants, nous abordons les tensions avec des voltmètres numériques. Un rappel sur le calcul de la précision est effectué. La loi d'addition des tensions constantes est établie. 1. Objectif 2. Procédures de sécurité (protection des biens et des personnes). 3. Mesure d'une tension. 4. Loi d'addition des tensions constantes (loi des mailles) 5. Exercice d'application : calcul de tension constante 6. Qualité des générateurs de tension. Test de piles électriques. 7. Exercices récapitulatifs.
Maintenant que courant et tension sont deux grandeurs mesurables par les élèves, on va établir la loi d'Ohm pour une résistance. Les élèves devront, pour la première fois, utiliser un logiciel de traitement de données pour "modéliser" sous forme de courbe, puis de loi, un composant dont les variables électriques sont entrées au clavier (logiciel Regressi ici, mais ça peut se faire avec le logiciel Excel également). 1. Objectifs. 2. La loi d'Ohm. 3. L'ohmmètre 4. Lampes à incandescence 5. Exercices récapitulatifs Annexe : notice Regressi adaptée à cette séance
Les élèves apprennent ici l'utilité des résistances, l'intérêt de leur association. Les élèves vont découvrir les diodes et les diodes électroluminescente (DEL), sortes d'ampoules qui ne comporte ni filament (ampoules à incandescence) ni de gaz (tubes fluorescents). Le montage potentiométrique est analysé. Un détecteur lumineux de polarité de pile doit être imaginé par les élèves. 1. Objectifs 2. Introduction aux résistances 3. La série E12 4. Association série et parallèle 5. Alimentation d'une DEL 6. Et avec des ampoules de 3,5 et de 6 V ? 7. Exercices récapitulatifs
Maintenant que la résistance est bien connue, on peut aborder la thermistance : résistance qui varie avec la température. Il s'agit ici d'une séance axée sur les capteurs et sur la conversion température > résistance > tension. Un nouveau composant est abordé : le comparateur de tension que l'on va utiliser comme alarme incendie (détecteur de surchauffe). 1. Objectifs. 2. Introduction aux capteurs 3. Etude de la variation de résistance en fonction de la variation de température 4. Conversion résistance > tension 5. Application : détecteur d'incendie
Cette séance constitue la passerelle entre la séance précédente et la séance suivante (numérisation d'une tension). Elle est plutôt ludique pour les élèves qui doivent aller sur internet télécharger l'application num.zip(287 ko) sur le site de Jean-François Noblet et découvrir les différentes façons de compter et de représenter les nombres au cours de l'histoire. Le principe du calcul par boulier est abordé. Cette séance débouche sur le calcul binaire. 1. Objectifs. 2. La numération : historique et applications 3. Informatique
Cette séance constitue la clé de voûte de ces dernières séances : il s'agit de comprendre le principe de numérisation d'une tension (le module d'acquisition et de numérisation Orphy est utilisé ici). Des fichiers Crocodile Clips permettent de comprendre la façon de numériser une tension (avec affichage 7 segments d'abord puis avec affichage par code binaire naturel). L'accent est mis sur la compréhension de la quantification. Les fichiers Crocodile Clips sont fournis aux élèves. L'aspect décodage est livré brut (ce n'est pas des boîtes noires qui font tout "toute seules") il n'est pas expliqué ici mais peut faire l'objet d'une séance supplémentaire sur les portes logiques. 1. Objectifs. 2. Numérisation d'une tension 3. Acquisition de tension 4. La conversion analogique > numérique 5. Fréquence d'échantillonnage et résolution 6. La conversion numérique > analogique
wavnum.exe (JM Millet), CTN_Orphy GTS2 (version générique C. Pravda) simulation d'un CAN sous Excel (P. Martin) fichiers Crocodile Clips (C. Haouy)
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