Have you ever wondered about the difference between batteries and electricity from wall outlets, or how to make a circuit?
You’ll learn about electrons and electrical current, batteries, circuits, and more on this page!
Circuit Science Projects
Build a Circuit
How to make a circuit? A circuit is a path that electricity flows along. It starts at a power source, like a battery, and flows through a wire to a light bulb or other object and back to other side of the power source. You can build your own circuit and see how it works with this project!
What You Need:
- Small light bulb (or a flashlight bulb)
- 2 batteries (with the correct voltage for your light bulb)
- 2 alligator clip wires or aluminum foil*
- Paper clips
- Electrical tape (Scotch®tape also works)
- Bulb holder (optional)
- Battery holders (optional**)
*To use foil instead of wires, coupez 2 bandes de 6″ de long et 3″ de large chacune. Pliez chacune d’entre elles de manière serrée le long du bord long pour obtenir une bande fine.)
**Pour utiliser des trombones à la place des supports de piles, scotchez une extrémité d’un trombone à chaque extrémité de votre pile en utilisant de fines bandes de ruban adhésif. Connectez ensuite vos fils aux trombones.
Partie 1 – Faire un circuit :
- Connectez une extrémité de chaque fil aux vis de la base du support d’ampoule. (Si tu utilises du papier d’aluminium, demande à un adulte de t’aider à dévisser chaque vis suffisamment pour y glisser une bande de papier d’aluminium.)
- Connecte l’extrémité libre d’un fil à l’extrémité négative ( » – « ) d’une pile. Se passe-t-il quelque chose ?
- Connectez l’extrémité libre de l’autre fil à l’extrémité positive ( » + « ) de la pile. Que se passe-t-il maintenant ?
Partie 2 – Ajouter de la puissance
- Déconnectez la batterie de votre circuit. Placez une pile de façon à ce que l’extrémité » + » soit dirigée vers le haut, puis placez l’autre pile à côté de façon à ce que l’extrémité plate » – » soit dirigée vers le haut. Mettez du ruban adhésif au milieu des piles pour les maintenir ensemble.
- Mettez un trombone en travers des piles de façon à ce qu’il relie l’extrémité » + » de l’une à l’extrémité » – » de l’autre. Fixez le trombone en place avec un morceau de ruban adhésif étroit (ne pas coller sur les extrémités métalliques des piles).
- Retournez les piles et collez une extrémité d’un trombone sur chacune des piles. Vous pouvez maintenant connecter un fil à chaque trombone. (Le bas du bloc-piles ne doit avoir qu’un seul trombone – ne lui connectez pas de fil.)
- Connectez les extrémités libres des fils à l’ampoule.
(Remarque : au lieu des étapes 1 à 3, vous pouvez utiliser deux piles dans des porte-piles et les connecter ensemble avec un fil.)
Ce qui s’est passé :
Dans la première partie, vous avez appris à faire un circuit avec une pile pour allumer une ampoule.
Les piles fournissent de l’électricité. Lorsqu’elles sont connectées correctement, elles peuvent » alimenter » des choses, comme une lampe de poche, un réveil, une radio… et même un robot !
Pourquoi l’ampoule ne s’est-elle pas allumée lorsque tu l’as connectée à une extrémité de la pile avec un fil ?
L’électricité d’une pile doit sortir par une extrémité (l’extrémité négative ou » – « ) et revenir par l’extrémité positive ( » + « ) pour fonctionner.
Ce que tu as construit avec la pile, le fil et l’ampoule à l’étape 3 s’appelle un circuit ouvert.
Pour que l’électricité commence à circuler, il faut un circuit fermé. L’électricité est causée par de minuscules particules ayant une charge négative, appelées électrons.
Quand un circuit est complet, ou fermé, les électrons peuvent circuler d’une extrémité de la pile tout autour, à travers les fils, jusqu’à l’autre extrémité de la pile. Sur son chemin, elle va transporter des électrons vers les objets électriques qui lui sont connectés – comme l’ampoule électrique – et les faire fonctionner !
Dans la deuxième partie, tu as ajouté une autre pile. Cela aurait dû faire brûler l’ampoule plus fort, car deux piles ensemble peuvent fournir plus d’électricité qu’une seule !
Le trombone en travers de la partie inférieure du bloc de piles a permis à l’électricité de circuler entre les piles, rendant le flux d’électrons plus fort.
Voyez-vous comment les circuits fermés et ouverts fonctionnent pour permettre ou empêcher l’électricité de circuler ?
Insolant ou conducteur ?
Les matériaux que l’électricité peut traverser sont appelés conducteurs. Les matériaux qui empêchent l’électricité de circuler sont appelés des isolants.
Vous pouvez découvrir quelles choses autour de votre maison sont des conducteurs et lesquelles sont des isolants en utilisant le circuit que vous avez fait dans le dernier projet pour les tester !
Ce dont vous avez besoin :
- Circuit avec ampoule & 2 piles
- Fil supplémentaire avec pince crocodile (ou fil d’aluminium*)
- Objets à tester (en métal, verre, papier, bois et plastique)
- Fiche de travail (facultative)
Ce que vous faites :
- Débranchez l’un des fils du bloc-piles. Connectez une extrémité du nouveau fil à la batterie. Vous devriez avoir deux fils avec des extrémités libres (entre l’ampoule et le bloc-piles).
- Vous avez fait un circuit ouvert et l’ampoule ne devrait pas s’allumer. Ensuite, vous allez tester des objets pour voir s’ils sont des conducteurs ou des isolants. Si l’objet est un conducteur, l’ampoule s’allumera. Si c’est un isolant, elle ne s’allumera pas. Pour chaque objet, devinez si vous pensez que chaque objet va compléter le circuit et allumer l’ampoule ou non.
- Connectez les extrémités des fils libres à un objet et voyez ce qui se passe. Certains objets que tu pourrais tester sont un trombone, une paire de ciseaux (essaie les lames et les poignées séparément), un verre, un plat en plastique, un bloc de bois, ton jouet préféré ou tout autre objet auquel tu peux penser.
Ce qui s’est passé :
Avant de tester chaque objet, devine s’il fera s’allumer l’ampoule ou non. Si c’est le cas, l’objet auquel tu touches les fils est un conducteur.
L’ampoule s’allume parce que le conducteur complète, ou ferme, le circuit et l’électricité peut circuler de la pile à l’ampoule et revenir à la pile ! Si elle ne s’allume pas, l’objet est un isolant et il arrête le flux d’électricité, tout comme le fait un circuit ouvert.
Lorsque vous avez mis en place le circuit à l’étape 1, c’était un circuit ouvert. Les électrons ne pouvaient pas circuler tout autour parce que deux des fils ne se touchaient pas. Les électrons étaient interrompus.
Lorsque tu as placé un objet en métal entre les deux fils, le métal a fermé ou complété le circuit – les électrons pouvaient circuler à travers l’objet métallique pour aller d’un fil à l’autre ! Les objets qui complétaient le circuit permettaient à l’ampoule de s’allumer. Ces objets sont des conducteurs. Ils conduisent l’électricité.
La plupart des autres matériaux, comme le plastique, le bois et le verre sont des isolants. Un isolant dans un circuit ouvert ne complète pas le circuit, car les électrons ne peuvent pas circuler à travers lui ! L’ampoule ne s’est pas allumée lorsque tu as mis un isolant entre les fils.
Si tu utilises des fils ou des pinces crocodiles, regarde-les bien. À l’intérieur, ils sont faits de métal, mais ils ont du plastique autour de l’extérieur. Le métal est un bon conducteur. Le plastique est un bon isolant. Le plastique enroulé autour du fil aide à garder les électrons qui circulent le long du fil métallique en les empêchant de se transférer vers un autre objet à l’extérieur des fils.
La leçon de science sur les circuits
Qu’est-ce que l’électricité ?
Tout ce qui t’entoure est composé de minuscules particules appelées atomes.
Les atomes ont en eux des particules encore plus petites appelées électrons. Les électrons ont toujours une charge négative.
Lorsque les électrons se déplacent, ils produisent de l’électricité !
L’électricité est le mouvement ou le flux d’électrons d’un atome à un autre. Ne vous inquiétez pas si cela vous semble compliqué. Ça l’est !
Les électrons sont appelés des particules subatomiques, ce qui signifie que ce qu’ils font se passe à l’intérieur des atomes, donc c’est une science assez compliquée.
Tu te souviens d’avoir appris des choses sur les aimants ? Ils ont des charges positives et négatives et les charges opposées (+ » et « -« ) s’attirent les unes les autres. Eh bien, c’est la même chose pour les charges électriques. Les électrons chargés négativement essaient de correspondre aux charges positives d’autres objets.
Comment les électrons se déplacent-ils d’un atome à l’autre ?
Ils flottent autour de leurs atomes jusqu’à ce qu’ils reçoivent suffisamment d’énergie électrique pour être poussés.
L’énergie qui les fait se déplacer provient d’une source d’énergie, comme une batterie ou une prise électrique.
Ceci fonctionne en quelque sorte de la même manière que l’eau coule dans un tuyau lorsque vous ouvrez le robinet.
Lorsque vous actionnez un interrupteur ou que vous branchez un appareil, les électrons circulent dans les fils et ressortent sous forme d’électricité, que nous appelons parfois » courant « .
Vous savez sans doute que certains appareils électroniques utilisent des piles et que d’autres peuvent être branchés sur une prise murale.
Quelle est la différence ? L’électricité qui provient des prises de votre maison est très puissante – elle fait circuler beaucoup d’électrons avec beaucoup d’énergie.
C’est ce qu’on appelle le courant alternatif, ou CA. Les électrons du CA vont et viennent très rapidement (aussi vite que la lumière peut se déplacer) dans des fils sur des centaines de kilomètres, depuis les grandes centrales électriques jusqu’aux prises intégrées aux murs des maisons et des immeubles.
Parce que le courant alternatif est si puissant, il peut aussi être très dangereux. Vous ne devez jamais toucher une ligne électrique ou mettre vos doigts ou des objets autres que des fiches électriques dans les prises. Vous pouvez recevoir un gros choc qui pourrait vous blesser à cause des forts courants qui circulent dans les fils et les prises.
Les batteries fournissent une forme d’électricité beaucoup moins puissante appelée courant continu, ou CC. Dans le courant continu, les électrons ne se déplacent que dans une seule direction – de l’extrémité négative (-), ou borne, à la borne positive (+), en passant par la batterie et en ressortant à nouveau par l’extrémité » – « .
Le courant qui circule dans les fils reliés aux batteries est beaucoup plus sûr que le courant alternatif.
Il est également très utile pour alimenter de petits objets, comme les téléphones portables, les radios, les horloges, les jouets, etc.
Tout sur les circuits
Un circuit est un chemin sur lequel circule l’électricité. Si le chemin est interrompu, on parle de circuit ouvert et les électrons ne peuvent pas circuler tout autour. Si le circuit est complet, c’est un circuit fermé et les électrons peuvent circuler tout autour d’une extrémité d’une source d’énergie (comme une batterie), à travers un fil, jusqu’à l’autre extrémité de la source d’énergie. Dans un circuit de batterie, les extrémités positive et négative d’une batterie doivent être reliées par un circuit afin de partager des électrons avec une ampoule ou un autre objet connecté au circuit.
Un interrupteur est quelque chose qui vous permet d’ouvrir et de fermer un circuit. Si vous allumez un interrupteur dans votre maison, vous fermez, ou complétez, le circuit. À l’intérieur du mur, l’interrupteur complète un circuit et l’électricité circule vers la lumière. Lorsque vous éteignez l’interrupteur, le circuit est déconnecté (c’est maintenant un circuit ouvert), les électrons cessent de circuler et la lumière s’éteint.
Les électrons chargés négativement dont nous avons parlé plus haut ne peuvent pas « sauter » pour correspondre aux charges positives – ils ne peuvent que se déplacer d’un atome à l’autre. C’est pourquoi les circuits doivent être complets pour fonctionner.
La vie sans électricité
L’électricité s’est-elle déjà éteinte là où vous vivez ?
Parfois, le vent fort et les tempêtes peuvent faire tomber les lignes électriques (de grands poteaux qui tiennent des fils épais dans lesquels circule l’électricité), brisant ainsi le flux d’électricité.
Lorsque cela se produit, les électrons cessent de circuler et ne peuvent pas se rendre là où ils se dirigeaient. Lorsque l’électricité ne circule pas dans votre maison, aucune des lumières ou des prises ne fonctionnera !
S’il fait sombre à l’extérieur, il fera sombre à l’intérieur aussi.
Les ordinateurs, les téléphones, les micro-ondes, les radios et les autres objets qui doivent être branchés pour fonctionner cesseront de fonctionner.
Si vous avez déjà subi une panne d’électricité, pouvez-vous décrire comment c’était ?
Vous faisiez quelque chose qui a été interrompu ?
Vous avez dû utiliser des bougies pour voir ?
Si vous n’avez jamais connu de panne de courant, essayez de penser à toutes les choses que vous faites chaque jour et qui nécessitent de l’électricité.
Comment votre journée changerait-elle si vous n’aviez pas d’électricité ? Y a-t-il des choses que vous pourriez utiliser qui sont alimentées par des piles à la place ?
- Voyez cette leçon de science pour en savoir plus sur l’énergie et les différents types d’électricité.
Mots de science
Électrons – minuscules particules à l’intérieur des atomes qui ont toujours une charge négative. Ce sont eux qui provoquent l’électricité.
Courant- électrons qui circulent pour produire de l’électricité.
Circuit ouvert- un chemin brisé sur lequel les électrons ne peuvent pas circuler.
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