Plan de leçon | Plan de leçon Tradisional | Électricité : Résistances en parallèle

Objectifs

Durée: (10 - 15 minutes)

Cette phase a pour but de présenter clairement aux élèves les objectifs d'apprentissage, afin qu'ils sachent exactement ce qui est attendu pour maîtriser le sujet à l'issue du cours. Cela permet de concentrer leur attention sur les notions et compétences essentielles, posant ainsi les bases pour une compréhension approfondie et la résolution de problèmes pratiques.

Objectifs Utama:

1. Comprendre le principe des résistances en parallèle et la méthode de calcul de leur résistance équivalente.

2. Apprendre à utiliser la formule de la résistance équivalente et savoir l’appliquer pour résoudre des exercices.

3. Développer la capacité à résoudre des problèmes concrets impliquant des résistances raccordées en parallèle.

Introduction

Durée: (10 - 15 minutes)

L'objectif ici est d'introduire le sujet des résistances en parallèle en le mettant en perspective avec des situations quotidiennes, afin que les élèves puissent rapidement saisir l'intérêt pratique du contenu. En fournissant un contexte clair et engageant, on cherche à capter leur attention et à les motiver pour la suite du cours.

Le saviez-vous ?

Saviez-vous que les circuits parallèles sont couramment employés dans les appareils électroménagers ? Par exemple, dans une maison, les luminaires et les interrupteurs sont généralement raccordés en parallèle. Ainsi, si une ampoule grille, les autres continuent de fonctionner normalement. Ce type de configuration permet également une répartition équilibrée de la charge électrique, réduisant les risques de surcharge et améliorant la sécurité.

Contextualisation

Pour démarrer la leçon sur les résistances en parallèle, expliquez aux élèves que l'électricité est omniprésente dans notre quotidien. Des appareils que nous utilisons chaque jour aux réseaux électriques complexes qui alimentent nos villes, l'électricité joue un rôle fondamental. Un des éléments clés de ces circuits est constitué par les résistances, qui régulent le flux du courant électrique. Lorsqu'elles sont reliées en parallèle, elles offrent plusieurs chemins au courant, ce qui est crucial pour assurer un fonctionnement sûr et efficace de nombreux dispositifs.

Concepts

Durée: (50 - 60 minutes)

Cette phase vise à approfondir la compréhension des concepts relatifs aux résistances en parallèle et l'application concrète de la formule de résistance équivalente. En abordant des cas pratiques et en résolvant des exercices, l'objectif est que les élèves acquièrent de solides compétences tant théoriques que pratiques pour être autonomes face aux problèmes de circuits parallèles.

Sujets pertinents

1. Définition des résistances en parallèle : Expliquez ce qu'est une résistance en parallèle et en quoi elle diffère d'une résistance en série. Mettez l'accent sur le principe selon lequel, dans un circuit parallèle, les bornes des résistances sont connectées aux mêmes points, offrant ainsi plusieurs trajets au courant.

2. Formule de la résistance équivalente en parallèle : Présentez la formule 1/Req = 1/R1 + 1/R2 + ... + 1/Rn. Décrivez comment cette formule se déduit et comparez-la à celle utilisée pour les circuits en série.

3. Exemples concrets : Proposez des cas pratiques en résolvant des exercices étape par étape. Commencez par deux résistances en parallèle et augmentez progressivement le nombre de résistances pour montrer l’application de la formule dans divers scénarios.

4. Applications et utilité : Expliquez l'importance des résistances en parallèle dans les circuits réels, notamment pour la distribution du courant dans les appareils et pour garantir la sécurité des installations électriques domestiques.

5. Erreurs fréquentes et conseils pratiques : Identifiez les erreurs courantes, telles que l'oubli d'inverser la somme des inverses pour obtenir la résistance équivalente, et proposez des astuces pour éviter ces pièges.

Pour renforcer l'apprentissage

1. Calculez la résistance équivalente de deux résistances de 6Ω et 12Ω raccordées en parallèle. Détaillez toutes les étapes du calcul.

2. Trois résistances de 10Ω, 20Ω et 30Ω sont connectées en parallèle. Déterminez la résistance équivalente du circuit.

3. Dans un circuit parallèle comportant quatre résistances de 5Ω, 10Ω, 15Ω et 20Ω, calculez la résistance équivalente et expliquez l'importance de chaque étape du calcul.

Retour

Durée: (20 - 25 minutes)

Cette phase vise à vérifier que les élèves ont bien intégré les notions abordées et à corriger d'éventuelles incompréhensions. Une discussion détaillée des réponses favorise la réflexion sur le processus de résolution et encourage une pensée critique ainsi qu'une mise en pratique des concepts étudiés.

Diskusi Concepts

1. Question 1 : Calculez la résistance équivalente de deux résistances de 6Ω et 12Ω raccordées en parallèle. Détaillez toutes les étapes. 2. Rappelez que pour des résistances en parallèle, on utilise la formule : 1/Req = 1/R1 + 1/R2. 3. Substituez les valeurs : 1/Req = 1/6 + 1/12. 4. Mettez les fractions sur un dénominateur commun : 1/6 = 2/12, d'où 1/Req = 2/12 + 1/12. 5. Additionnez les fractions : 1/Req = 3/12. 6. Inversez le résultat pour obtenir Req : Req = 12/3 = 4Ω. 7. Discutez de la signification physique de ce résultat, en insistant sur le fait que la résistance équivalente est toujours inférieure aux résistances individuelles lorsque celles-ci sont câblées en parallèle. 8. Question 2 : Trois résistances de 10Ω, 20Ω et 30Ω sont en parallèle. Déterminez la résistance équivalente du circuit. 9. Présentez la formule : 1/Req = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3. 10. Remplacez avec les valeurs : 1/Req = 1/10 + 1/20 + 1/30. 11. Cherchez un dénominateur commun, ici le plus petit commun multiple de 10, 20 et 30 est 60. 12. Convertissez : 1/10 = 6/60, 1/20 = 3/60, 1/30 = 2/60. 13. Additionnez les fractions : 1/Req = 6/60 + 3/60 + 2/60 = 11/60. 14. Inversez pour obtenir Req : Req = 60/11 ≈ 5,45Ω. 15. Expliquez comment la combinaison de différentes résistances influe sur la valeur totale. 16. Question 3 : Dans un circuit parallèle, quatre résistances ont pour valeurs : 5Ω, 10Ω, 15Ω et 20Ω. Calculez la résistance équivalente et expliquez l'intérêt de chaque étape. 17. Enoncez la formule : 1/Req = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + 1/R4. 18. Substituez les valeurs : 1/Req = 1/5 + 1/10 + 1/15 + 1/20. 19. Trouvez un dénominateur commun ; ici, le PPCM de 5, 10, 15 et 20 est 60. 20. Effectuez la conversion : 1/5 = 12/60, 1/10 = 6/60, 1/15 = 4/60, 1/20 = 3/60. 21. Additionnez les fractions : 1/Req = 12/60 + 6/60 + 4/60 + 3/60 = 25/60. 22. Inversez pour trouver Req : Req = 60/25 = 2,4Ω. 23. Discutez de l'application concrète de ce type de calcul dans la compréhension de circuits réels.

Engager les étudiants

1. Pourquoi la résistance équivalente dans un circuit en parallèle est-elle toujours inférieure à la plus petite des résistances individuelles ? 2. En quoi la répartition du courant dans un circuit en parallèle contribue-t-elle à l'efficacité énergétique des appareils ? 3. Quelles sont les conséquences concrètes d’un branchement en parallèle dans une installation domestique ? 4. Quelles erreurs courantes faut-il éviter lors du calcul de la résistance équivalente ? 5. Comment le concept des résistances en parallèle peut-il être appliqué dans des projets d'ingénierie électrique ou électronique ?

Conclusion

Durée: (10 - 15 minutes)

L'objectif de cette phase est de récapituler les points clés abordés lors de la leçon et de consolider le lien entre la théorie et la pratique. Ce moment de synthèse permet aux élèves de revoir les notions essentielles et de se préparer à les appliquer dans de futurs contextes.

Résumé

['Définition des résistances en parallèle et distinction avec les résistances en série.', 'Présentation de la formule de la résistance équivalente dans un circuit parallèle : 1/Req = 1/R1 + 1/R2 + ... + 1/Rn.', 'Exemples pratiques de calcul avec différentes valeurs de résistances.', 'Applications concrètes des résistances en parallèle dans les appareils électroniques et les installations électriques domestiques.', 'Rappel des erreurs fréquentes lors du calcul et conseils pour les éviter.']

Connexion

Le cours a permis de lier théorie et pratique en illustrant le concept à travers des exemples concrets et des exercices progressifs. Cela a aidé les élèves à comprendre comment appliquer la formule dans divers scénarios et à saisir l'importance des connexions parallèles dans des circuits réels.

Pertinence du thème

Étudier les résistances en parallèle est essentiel pour comprendre le fonctionnement des circuits électriques du quotidien. Par exemple, dans un système d'éclairage domestique, le fait de brancher les luminaires en parallèle permet de s'assurer qu'une panne isolée n'affecte pas l'ensemble du circuit. Cela contribue également à une meilleure répartition du courant, renforçant sécurité et efficience énergétique.