Ce billet reprend les informations que j’ai pu trouver dans les programmes officiels français sur l’enseignement de l’électricité. Il s’agit essentiellement d’une note personnelle pour référence future, mais ça peut servir à d’autres et donc je le publie. 
Les phrases sont reprises à l’identique des programmes officiels, avec un tout petit peu de remise en forme.
Ces notes ne sont pas exhaustives. Il n’y a pas d’enseignement spécifique sur l’électricité avant la 5e, même si quelques notions peuvent tout de même être abordées dans les plus petites classes. Pour cette édition, je n’ai pas cherché ce qui pourrait se cacher dans les enseignements autres que celui de physique-chimie, ou ce qui se fait dans les filières autres que la filière générale.
- Cycle 4 (classes de 5e, 4e et 3e )
- Seconde générale et technologique
- Spécialité de première générale
- Spécialité de terminale générale
Cycle 4 (classes de 5e, 4e et 3e )
Notions :
-
Élaborer et mettre en œuvre un protocole expérimental simple visant à réaliser un circuit électrique répondant à un cahier des charges simple ou à vérifier une loi de l’électricité.
-
Exploiter les lois de l’électricité.
- Dipôles en série, dipôles en dérivation.
- L’intensité du courant électrique est la même en tout point d’un circuit qui ne compte que des dipôles en série.
- Loi d’additivité des tensions (circuit à une seule maille).
- Loi d’additivité des intensités (circuit à deux mailles).
- Relation tension-courant : loi d’Ohm.
-
Mettre en relation les lois de l’électricité et les règles de sécurité dans ce domaine.
-
Conduire un calcul de consommation d’énergie électrique relatif à une situation de la vie courante.
- Puissance électrique P= U.I.
-
Relation liant l’énergie, la puissance électrique et la durée.
Seconde générale et technologique
Loi des nœuds et loi des mailles
Notions :
- Loi des nœuds.
- Loi des mailles.
Capacités exigibles et activités expérimentales :
- Exploiter la loi des mailles et la loi des nœuds dans un circuit électrique comportant au plus deux mailles.
- Mesurer une tension et une intensité.
Caractéristique des dipôles
Notions :
- Caractéristique tension-courant d’un dipôle.
- Résistance et systèmes à comportement de type ohmique.
- Loi d’Ohm.
Capacités exigibles et activités expérimentales :
- Exploiter la caractéristique d’un dipôle électrique : point de fonctionnement, modélisation par une relation U = f(I) ou I = g(U).
- Utiliser la loi d’Ohm.
- Représenter et exploiter la caractéristique d’un dipôle.
- Capacités numériques : représenter un nuage de points associé à la caractéristique d’un dipôle et modéliser la caractéristique de ce dipôle à l’aide d’un langage de programmation.
- Capacité mathématique : identifier une situation de proportionnalité.
Capteurs électriques
Notions :
- Capteurs électriques.
Capacités exigibles et activités expérimentales :
- Citer des exemples de capteurs présents dans les objets de la vie quotidienne.
- Mesurer une grandeur physique à l’aide d’un capteur électrique résistif.
- Produire et utiliser une courbe d’étalonnage reliant la résistance d’un système avec une grandeur d’intérêt (température, pression, intensité lumineuse, etc.).
- Utiliser un dispositif avec microcontrôleur et capteur.
Spécialité de première générale
Électrocinétique
Notions :
- Porteur de charge électrique.
- Lien entre intensité d’un courant continu et débit de charges.
- Modèle d’une source réelle de tension continue comme association en série d’une source idéale de tension continue et d’une résistance.
Capacités exigibles et activités expérimentales :
- Relier intensité d’un courant continu et débit de charges.
- Expliquer quelques conséquences pratiques de la présence d’une résistance dans le modèle d’une source réelle de tension continue.
- Déterminer la caractéristique d’une source réelle de tension et l’utiliser pour proposer une modélisation par une source idéale associée à une résistance.
Aspects énergétiques
Notions :
- Puissance et énergie.
- Bilan de puissance dans un circuit.
- Effet Joule. Cas des dipôles ohmiques.
- Rendement d’un convertisseur.
Capacités exigibles et activités expérimentales :
- Citer quelques ordres de grandeur de puissances fournies ou consommées par des dispositifs courants.
- Définir le rendement d’un convertisseur.
- Évaluer le rendement d’un dispositif.
Spécialité de terminale générale
Général
Notion :
- Intensité d’un courant électrique en régime variable.
Capacités exigibles et activités expérimentales support de la formation :
- Relier l’intensité d’un courant électrique au débit de charges.
Condensateurs
Notions :
- Comportement capacitif.
- Modèle du condensateur.
- Relation entre charge et tension
- capacité d’un condensateur.
Capacités exigibles et activités expérimentales support de la formation :
- Identifier des situations variées où il y a accumulation de charges de signes opposés sur des surfaces en regard.
- Citer des ordres de grandeur de valeurs de capacités usuelles.
- Identifier et tester le comportement capacitif d’un dipôle.
- Illustrer qualitativement, par exemple à l’aide d’un microcontrôleur, d’un multimètre ou d’une carte d’acquisition, l’effet de la géométrie d’un condensateur sur la valeur de sa capacité.
Circuit RC série
Notions :
- Modèle du circuit RC série : charge d’un condensateur par une source idéale de tension, décharge d’un condensateur, temps caractéristique.
- Capteurs capacitifs.
Capacités exigibles et activités expérimentales support de la formation :
- Établir et résoudre l’équation différentielle vérifiée par la tension aux bornes d’un condensateur dans le cas de sa charge par une source idéale de tension et dans le cas de sa décharge.
- Expliquer le principe de fonctionnement de quelques capteurs capacitifs.
- Étudier la réponse d’un dispositif modélisé par un dipôle RC.
- Déterminer le temps caractéristique d’un dipôle RC à l’aide d’un microcontrôleur, d’une carte d’acquisition ou d’un oscilloscope.
- Capacité mathématique : Résoudre une équation différentielle linéaire du premier ordre à coefficients constants avec un second membre constant.
