Plan de cours
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École de technologie supérieure Département de génie de la production automatisée Responsable(s) de cours : Rachid Aissaoui PLAN DE COURS Automne 2014 GPA220 : Analyse des circuits électriques (3 crédits) Préalables Unités d'agrément Aucun préalable requis Total d'unités d'agrément : 64,8 Qualités de l'ingénieur Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 Q8 Q9 Q10 Q11 Q12 Qn Qualité visée dans ce cours Qn Qualité visée dans un autre cours Compétence enseignée Compétence évaluée Compétence enseignée et évaluée Descriptif du cours Acquérir des notions élémentaires sur l'analyse des circuits électriques en se basant sur des problèmes concrets. Définitions et lois de base. Circuits résistifs. Amplificateur opérationnel. Inductance et capacité. Circuits en courant alternatif. Réponses transitoires et en fréquence des circuits. Séances de laboratoire axées sur l'utilisation de logiciels d'analyse de circuits et l'application des théories. Page 1 de 7 Objectifs du cours Mieux comprendre les principes des grandeurs utilisées en électricité (tension, courant, puissance,…) et les lois physiques reliant ces grandeurs (loi d'Ohm, lois de Kirchoff); Comprendre le fonctionnement des composantes utilisées dans les circuits électriques (résistance, condensateur, bobine,...); Maîtriser les méthodes d'analyse des circuits (branches, nœuds, mailles); Assimiler les théorèmes de base d’analyse des circuits (proportionnalité, superposition, Thévenin, Norton); Introduire aux techniques de conception et de simulation de circuits électriques à l’aide du progiciel de CAO électrique PSPICE; Stratégies pédagogiques 39 heures de cours 36 heures de laboratoire 9 heures de travail personnel par semaine Trois heures de cours magistral par semaine. De nombreuses applications seront étudiées en classe pour permettre aux étudiants de bien assimiler la théorie et les techniques présentées au cours. Trois heures de laboratoire par semaine pour appliquer la théorie étudiée. Utilisation d’appareils électroniques L’étudiant doit se procurer un ensemble de composantes électroniques spécifiquement choisies pour les laboratoires du cours GPA220. Celui­ci est disponible à la COOP. Coordonnées de l’enseignant Groupe Nom Activité Courriel Local Disponibilité 01 Vincent Duchaine Activité de cours [email protected] A­3633 Cours Date 1 Contenus traités dans le cours Heures Notions fondamentales et lois des circuits électriques Variables électriques Convention passive des signes Source de courant, source de tension Résistance, loi d’Ohm Lois de Kirchhoff 3 Conservation de la puissance Page 2 de 7 Simplification des circuits 2 Instruments de mesure Conception assistée par ordinateur Simplification de résistances Diviseur de tension Diviseur de courant Transformation de sources 3 Technique d’analyse des circuits électriques 3 Circuit planaire / non planaire Terminologie des circuits planaires Approche systématique Méthode des nœuds avec sources indépendantes et dépendantes Méthode des mailles avec source indépendantes et dépendantes Cas spéciaux 3 Propriétés et théorèmes de base des circuits linéaires 4 Théorème de Thévenin / Norton avec sources indépendantes et dépendantes Transfert maximal de puissance Théorème de superposition 3 Amplificateur opérationnel (partie 1) 5 Historique Les bornes et le symbole de l’ampli­op 3 Tensions et courants dans un ampli­op Fonction de transfert et équations Ampli­op idéal Amplificateur opérationnel (partie 2) 6 7 Circuits standards avec ampli­op EXAMEN INTRA 3 3 Inductance et condensateur 8 Inductance Condensateur Combinaisons série­parallèle 3 Page 3 de 7 Systèmes de premier ordre (partie 1) 9 Définition 3 Réponse naturelle vs réponse à l’échelon Réponse naturelle d’un circuit RL Systèmes de premier ordre (partie 2) 10 Réponse naturelle d’un circuit RC Réponse à l’échelon d’un circuit RL Réponse à l’échelon d’un circuit RC 3 Systèmes de deuxième ordre 11 Réponse naturelle d’un circuit RLC parallèle Réponse à l’échelon d’un circuit RLC parallèle Réponse naturelle d’un circuit RLC série Réponse à l’échelon d’un circuit RLC série Régime permanent sinusoïdal 12 13 Révision des nombres complexes Source sinusoïdale Les phaseurs 3 Impédance complexe Analyse de circuits en régime permanent sinusoïdal Révision Total 3 39 Page 4 de 7 Laboratoires et travaux pratiques Date 1 2 Description Lab 1 Mesure électrique TP 1 Exercice en classe 3 Quiz 1 + Lab 2 Diviseur de tension et de courant 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Heures 3 3 1. Lab 3 Théorème de Thévenin et conception 3 d'interface TP2 Exercice en classe 3 Lab 4 Introduction à l'amplificateur 3 opérationnel Quiz 2 + Lab 5 Introduction au générateur de 3 fonctions et à l'oscilloscope, retour sur l'intra TP3 Exercice en classe 3 Lab 6 Formes d'ondes exponentielles 3 Quiz 3 + TP4 Exercice en classe 3 Lab 7 Analyse de la réponse à un échelon 3 TP4 Exercices en classe (+ Révision) 3 Total 36 Utilisation d'outils d'ingénierie Oscilloscope, générateur de fonctions, circuits passifs et actifs Évaluation Activité Description Manipulations au laboratoire. L’évaluation se base sur le rapport remis une semaine après Laboratoire l’expérimentation et la présence de l’étudiant. La présence est obligatoire. Examen individuel théorique de 15 minutes. Il s’agit de questions Quiz simples sur la matière vue au cours d’avant. Examen individuel théorique de 3 h Intra couvrant la matière des cours 1 à 6 Examen individuel théorique de 3h couvrant la matière de toute la Final session. Une moyenne de 50 % aux deux examens combinés est nécessaire pour réussir le cours. % 25 10 30 35 Page 5 de 7 Politique de retard des travaux À moins d’une situation de force majeure (Maladie, décès, etc…) validée par un billet signé par la personne compétente indiquée (e.g. : Médecin), aucun retard ne sera toléré. Absence à un examen • Pour les départements à l'exception du SEG : Dans les cinq (5) jours ouvrables suivant la tenue de son examen, l'étudiant devra justifier son absence d’un examen durant le trimestre auprès de la coordonnatrice – Affaires départementales qui en référera au directeur du département. Pour un examen final, l'étudiant devra justifier son absence auprès du Bureau du registraire. Toute absence non justifiée par un motif majeur (maladie certifiée par un billet de médecin, décès d'un parent immédiat ou autre) à un examen entraînera l'attribution de la note zéro (0). • Pour SEG : Dans les cinq (5) jours ouvrables suivant la tenue de son examen, l'étudiant devra justifier son absence auprès de son enseignant. Pour un examen final, l'étudiant devra justifier son absence auprès du Bureau du registraire. Toute absence non justifiée par un motif majeur (maladie certifiée par un billet de médecin, décès d'un parent immédiat ou autre) à un examen entraînera l’attribution de la note zéro (0). Plagiat et fraude Les clauses du « Chapitre 10 : Plagiat et fraude » du « Règlement des études de 1er cycle » s’appliquent dans ce cours ainsi que dans tous les cours du département. Afin de se sensibiliser au respect de la propriété intellectuelle, tous les étudiants doivent consulter la page Citer, pas plagier ! http://www.etsmtl.ca/A­propos/Direction/Politiques­reglements/regl_etudes_1er_cycle.pdf Documentation obligatoire NILSSON, J. W. et S.A. RIEDEL. Introductory Circuits for Electrical and Computer Engineering, Prentice Hall, 2002. AISSAOUI, R., Cahier d’instruction pour les laboratoires : Analyse des circuits électriques, révisé décembre 2002. Ouvrages de références IRWIN, J.D. (2002). Basic Engineering Circuit Analysis, 7e éd., John Wiley. DORF, R.C. et J.A. SVOBODA (2001). Introduction to Electric Circuits, 5e éd., John Wiley. JOHNSON, D.E., J.R. JOHNSON, J.L. HILBURN et P.D. SCOTT (1997). Electric Circuit Analysis, 3e éd., Prentice Hall. THOMAS, R.E. et A.J. ROSA (2004). The Analysis and Design of Linear Circuits – Laplace Early, 4e éd., John Wiley. Page 6 de 7 Adresse internet du site de cours et autres liens utiles Page 7 de 7
