Laboratoire · Cycle 4 (5e, 4e, 3e) et seconde — physique-chimie
Laboratoire électrique en ligne
Câbler des circuits, mesurer tension et intensité, comprendre la loi d’Ohm — avec un simulateur de circuits SPICE.
Accessible dans l’espace élève après création d’un compte parent gratuit (10 à 15 ans).
Le laboratoire électrique de Galilora reproduit une paillasse de collège : pile ou alimentation de laboratoire, ampoules, LED, résistances fixes et variables, interrupteur, fusible, diode, condensateur, et les appareils de mesure — voltmètre, ampèremètre, multimètre, oscilloscope. Les composants se placent sur la table et se relient par des câbles ; dès que le circuit est fermé, la simulation calcule les grandeurs électriques et allume (ou grille) ce qui doit l’être.
Les calculs sont confiés à un simulateur de circuits de la famille SPICE (la méthode de référence en électronique), écrit en JavaScript et exécuté dans le navigateur : les tensions et les intensités affichées suivent les lois de l’électricité (loi d’Ohm, lois des nœuds et des mailles) avec des composants idéalisés — assez fidèles pour vérifier la loi d’Ohm, comparer série et dérivation ou observer l’effet d’une résistance variable, sans aucun risque pour le matériel.
Six circuits d’exemple, classés par niveau scolaire, servent de point de départ : allumer une ampoule (5e), interrupteur ON/OFF (5e), deux lampes en série (4e), deux lampes en dérivation (4e), loi d’Ohm (3e / 2nde), mesure de tension et d’intensité (3e / 2nde).
Concepts scientifiques abordés
- Circuit fermé / ouvert, rôle de l’interrupteur
- Circuits en série et en dérivation
- Tension (V), intensité (A), résistance (Ω) et loi d’Ohm U = R × I
- Branchement d’un voltmètre (en dérivation) et d’un ampèremètre (en série)
- Composants : diode, LED, condensateur, fusible, résistance variable
- Courant continu et générateur alternatif, visualisation à l’oscilloscope
Ce que permet le laboratoire
- Table de câblage avec composants à glisser et câbles à tirer entre bornes
- Simulation SPICE (bibliothèque JavaScript spicey, dans un Web Worker) à chaque modification du circuit
- Appareils de mesure : voltmètre, ampèremètre, multimètre, oscilloscope
- Signalement des erreurs de montage (court-circuit, boucle ouverte)
- Exemples classés par niveau scolaire, chargeables en un clic
- Projets sauvegardés dans l’espace de l’enfant
Intérêt pédagogique
- Résultats conformes aux lois du circuit (simulateur SPICE, composants idéalisés), utilisables pour préparer ou prolonger une séance de TP
- Erreurs de câblage visibles et sans danger : on peut griller une ampoule virtuelle pour comprendre
- Progression alignée sur les programmes de physique-chimie du cycle 4
Exemples prêts à charger
Allumer une ampoule5e
Relier une pile et une lampe pour former une boucle électrique fermée.
Interrupteur ON/OFF5e
Commander l’allumage et l’extinction d’une lampe.
Deux lampes en série4e
Deux lampes l’une à la suite de l’autre dans une seule boucle.
Deux lampes en dérivation4e
Deux lampes alimentées indépendamment sur deux branches.
Loi d’Ohm3e / 2nde
Vérifier la proportionnalité entre tension et intensité aux bornes d’une résistance.
Mesure de tension et d’intensité3e / 2nde
Mesurer simultanément U (en dérivation) et I (en série) sur une lampe.
En images
