• Connaître le principe d’une pile électrique.

• Décrire comment fonctionne une pile électrique.
• Décrire comment on peut fabriquer une pile à l’aide d’un citron, d’un morceau de zinc et d’un morceau de cuivre.

• Savoir faire preuve de patience et suivre les consignes (contrôle inhibiteur).
• Développer le sens de l’observation.
• Préparer aux sciences physiques : l’électricité.
• Développer la dextérité manuelle.
• Favoriser le travail d’équipe.

• Expérimenter à tour de rôle ou en équipe.

• Aplatir les attaches à tuyau en cuivre.
• Dénuder les extrémités des fils électriques sur environ 2 cm.
• Sortir le matériel et le mettre sur la table.

Démonstration :

Déroulement :

Montrer l’élément déclencheur : la diode et la source d’alimentation (2 piles de 1,5 V).

1. Faire s’allumer les DEL en mettant le commutateur du boitier à piles à la position ALLUMÉ (ON). Expliquer le principe de la circulation de l’électricité dans un circuit (voir section : Pour l’animateur).
2. Retirer l’une des piles du boîtier à piles.
   
   Inviter les enfants à former des équipes de 2.
   
   Demander à chaque équipe de :
   
   
3. Rouler un citron sur la table de travail en le pressant pour le ramollir.
4. Enfoncer un clou recouvert de zinc sur un côté du citron.
5. Enfoncer une attache à tuyau en cuivre dans les citrons à environ 4 cm du clou (le clou et l’attache en cuivre ne doivent pas se toucher à l’intérieur du citron). Au besoin, aider les enfants à enfoncer les attaches à tuyau dans les citrons.
6. Fixer un fil électrique à l’extrémité du clou en s’assurant du bon contact à l’aide de ruban adhésif.
7. Connecter en série les citrons des différentes équipes : relier le fil fixé au clou (borne négative ou anode) d’un citron à l’attache en cuivre (borne positive ou cathode) du citron d’une équipe voisine (voir l’illustration en annexe pour réaliser votre circuit).
8. Lorsque 3 citrons ou plus sont connectés en série, le circuit est complet.
9. Faire allumer les DEL en utilisant le circuit de citrons en remplacement de la pile retirée du boîtier : toucher le borne positive libre du boîtier avec un fil provenant de la cathode (plaque de cuivre) du circuit de citron et toucher la borne négative libre du boîtier avec le fil provenant de l’anode (clou galvanisé) du circuit de citrons.

Si les diodes ne s’allument pas, il est possible qu’il y ait une perte de courant dans le circuit ; vérifier alors le bon contact entre tous les éléments, insérer un citron supplémentaire dans le circuit en série.

• Si les DEL obtenues ne comportent pas leur source d’alimentation (boitier avec piles), utiliser comme source 2 piles AA de 1,5 V connectées en série (mettre en contact et fixer avec du ruban adhésif la borne positive (cathode) d’une pile avec la borne négative (anode) de l’autre).
• Utiliser un petit multimètre pour mesurer le voltage produit par les citrons.
• À l’aide d’un stylo feutre, tracer sur les citrons, un gros - près des clous en zinc et un gros + près des attaches en cuivre pour indiquer la polarité des bornes.
• Couper les citrons en 2 pour fabriquer 2 piles avec 1 seul citron.
• Utiliser des pommes, des oranges ou des pamplemousses au lieu des citrons pour fabriquer les piles.

• La matière est composée d’atomes dans lesquels des électrons circulent autour d’un noyau constitué de protons et de neutrons. Dans les métaux qui conduisent l’électricité, des électrons dits « libres » sont faiblement liés au noyau et peuvent se déplacer d’un atome à l’autre. Ce sont ces mouvements d’électrons qui créent l’électricité.
• Une pile électrique est un appareil qui convertit l’énergie chimique en énergie électrique grâce à une réaction chimique entre deux substances, l’une ayant la capacité de céder facilement des électrons et l’autre d’en recueillir. Il se produit alors un déficit d’électrons à la borne positive de la pile (cathode), et un surplus d’électrons à la borne négative (anode). Lorsque la pile est connectée à un circuit, les électrons chargés négativement se déplacent de l’anode (-) vers la cathode (+), là où il y a un déficit d’électrons et une charge positive.
• Un citron peut être utilisé pour fabriquer une pile parce que l’acide citrique qu’il contient conduit l’électricité et permet aux électrons de circuler entre l’anode (-) en zinc et la cathode (+) en cuivre. Cette pile produit normalement entre 0,75 et 0,8 V (volt), mais comme il y a souvent des pertes dans le circuit, le voltage produit se situe souvent autour de 0,5 à 0,6 V. Il faut donc 3 citrons en série pour obtenir un voltage d’un peu plus de 1,5 V. L’intensité du courant (ampérage) produit par les citrons est très faible. Les DEL ne s’allument donc qu’avec une faible intensité en utilisant 3 citrons et une pile de 1,5 V.

• La matière est composée d’atomes dans lesquels des électrons circulent autour d’un noyau constitué de protons et de neutrons. Dans les métaux qui conduisent l’électricité, des électrons dits « libres » sont faiblement liés au noyau et peuvent se déplacer d’un atome à l’autre. Ce sont ces mouvements d’électrons qui créent l’électricité.
• Une pile électrique est un appareil qui convertit l’énergie chimique en énergie électrique grâce à une réaction chimique entre deux substances, l’une ayant la capacité de céder facilement des électrons et l’autre d’en recueillir. Il se produit alors un déficit d’électrons à la borne positive de la pile (cathode), et un surplus d’électrons à la borne négative (anode). Lorsque la pile est connectée à un circuit, les électrons chargés négativement se déplacent de l’anode (-) vers la cathode (+), là où il y a un déficit d’électrons et une charge positive.
• Un citron peut être utilisé pour fabriquer une pile parce que l’acide citrique qu’il contient conduit l’électricité et permet aux électrons de circuler entre l’anode (-) en zinc et la cathode (+) en cuivre. Cette pile produit normalement entre 0,75 et 0,8 V (volt), mais comme il y a souvent des pertes dans le circuit, le voltage produit se situe souvent autour de 0,5 à 0,6 V. Il faut donc 3 citrons en série pour obtenir un voltage d’un peu plus de 1,5 V. L’intensité du courant (ampérage) produit par les citrons est très faible. Les DEL ne s’allument donc qu’avec une faible intensité en utilisant 3 citrons et une pile de 1,5 V.