Comment fonctionne le monde - La main à la pâte

Situation déclenchante et exemples d’activités
Les élèves étudient un alternateur de vélo.
Il s'agit donc de trouver un moyen de faire tourner (un axe, une turbine, ...) pour produire de l'électricité :
L'essentiel de l'énergie électrique met en jeu des alternateurs dont le mouvement est obtenu par celui de
l'air (éoliennes), de l'eau (barrages) ou par de la vapeur d'eau sous pression lors de sa détente.
1) force de l'eau : barrages
Les élèves étudient la consommation énergétique électrique moyenne des français sur une journée et sur un
an. Comment palier aux pics de consommation ? L'utilisation des centrales hydrauliques
2) vent : éolienne
On s'intéresse ici au cas de l'éolienne.
Une éolienne transforme l'énergie mécanique fournie par le vent faisant tourner les pales en électricité.
Comme toutes les centrales électriques, elle repose sur le principe d'induction : un aimant qui se déplace
devant une bobine génère un courant électrique. Dans le cas de l'éolienne, l'aimant est mis en mouvement
par le vent.
Comment faire tourner un bouchon sur lui-même le plus vite possible grâce au vent ?
Les élèves émettent des hypothèses et expérimentent. Premiers constats : certains bouchons ne tournent
pas ou ne tournent pas régulièrement. D'autres tournent bien. Pourquoi ? On se propose d'améliorer les
montages et on choisit de travailler sur les pâles. On essaie des formes de pâles différentes, des pâles de
différentes tailles ; on fait varier le nombre de pâles.
Les élèves comparent force de l'eau et force du vent : les hydroliennes ou éoliennes marines, avantages et
inconvénients.
3) vapeur d'eau
Mais comment obtenir cette vapeur d'eau ? Il faut chauffer.
Notions essentielles :
L'alternateur est la partie commune à toutes les centrales électriques.
L'énergie mécanique reçue par l'alternateur est convertie en énergie électrique.
3.2.3. Obtenir de l'énergie thermique
3.2.3.1. Quand l'énergie solaire se transforme en énergie thermique : les centrales solaires
Situation déclenchante et exemples d’activités
1) Comment faire pour chauffer de l'eau en utilisant le Soleil ?
Le soleil est une source de chaleur, il permet de chauffer de l’eau. Pour que l’eau soit la plus chaude
possible, plusieurs paramètres (conditions) semblent avoir de l’importance : la quantité d’eau, le nombre de
miroirs utilisés, la taille, la couleur, le matériau et le bouchage du contenant utilisé, la distance par rapport à
la source de chaleur … Les élèves testent les paramètres apparus ou qui vont apparaître au fur et à mesure.
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