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Cours
Responsable(s) Vincent Duchaine

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École de technologie supérieure
Département de génie de la production automatisée
Responsable(s) de cours : Vincent Duchaine


PLAN DE COURS

Hiver 2018
GPA220 : Analyse des circuits électriques (3 crédits)



Préalables
Aucun préalable requis
Unités d'agrément
Total d'unités d'agrément : 64,8 33,3 % 33,3 % 33,3 %




Qualités de l'ingénieur

Qn
Qualité visée dans ce cours  
Qn
  Qualité visée dans un autre cours  
  Indicateur enseigné
  Indicateur évalué
  Indicateur enseigné et évalué



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.



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. Celui-ci est disponible à la COOP.

 




Horaire
Groupe Jour Heure Activité
01 Mardi 13:30 - 17:00 Activité de cours
Vendredi 13:30 - 16:30 Laboratoire



Coordonnées de l’enseignant
Groupe Nom Activité Courriel Local Disponibilité
01 Rachid Aissaoui Activité de cours Rachid.Aissaoui@etsmtl.ca A-3643



Cours

Date

Contenus traités dans le cours

Heures

 

 

1

 

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
  • Conservation de la puissance

3

 

 

2

 

Simplification des circuits

  • Instruments de mesure
  • Conception assistée par ordinateur
  • Simplification de résistances
  • Diviseur de tension
  • Diviseur de courant
  • Transformation de sources

3

 

 

 

3

 

Technique d’analyse des circuits électriques

  • 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

 

4

 

Propriétés et théorèmes de base des circuits linéaires

  • Théorème de Thévenin / Norton avec sources indépendantes et dépendantes
  • Transfert maximal de puissance
  • Théorème de superposition

3

 

 

5

 

Amplificateur opérationnel (partie 1)

  • Historique
  • Les bornes et le symbole de l’ampli-op
  • Tensions et courants dans un ampli-op
  • Fonction de transfert et équations
  • Ampli-op idéal

3

6

 

Amplificateur opérationnel (partie 2)

  • Circuits standards avec ampli-op

 

 

3

7

EXAMEN INTRA

3

 

8

 

Inductance et condensateur

  • Inductance
  • Condensateur
  • Combinaisons série-parallèle

3

 

9

 

 

Systèmes de premier ordre (partie 1)

  • Définition
  • Réponse naturelle vs réponse à l’échelon
  • Réponse naturelle d’un circuit RL

3

 

10

 

Systèmes de premier  ordre (partie 2)

  • Réponse naturelle d’un circuit RC
  • Réponse à l’échelon d’un circuit RL
  • Réponse à l’échelon d’un circuit RC

3

 

 

11

 

Systèmes de deuxième ordre

  • 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

 

 

 

12

 

Régime permanent sinusoïdal

  • Révision des nombres complexes
  • Source sinusoïdale
  • Les phaseurs
  • Impédance complexe
  • Analyse de circuits en régime permanent sinusoïdal

3

13

Révision

3

 

Total

39




Laboratoires et travaux pratiques

Période

Description

Heures

1

Lab 1 Mesure électrique

3

2

TP 1 Exercice en classe

3

3

Quiz 1 + Lab 2 Diviseur de tension et de courant

3

4

Lab 3 Théorème de Thévenin et conception d'interface

3

5

TP2 Exercice en classe

3

6

Lab 4 Introduction à l'amplificateur opérationnel

3

7

Quiz 2 + Lab 5 Introduction au générateur de fonctions et à l'oscilloscope, retour sur l'intra

3

8

TP3 Exercice en classe

3

9

Lab 6 Formes d'ondes exponentielles

3

10

Quiz 3 + TP4 Exercice en classe

3

11

Lab 7 Analyse de la réponse à un échelon

3

12

TP4 Exercices en classe (+ Révision)

3

 

Total

36




Utilisation d'outils d'ingénierie
  • Oscilloscope, générateur de fonctions, circuits passifs et actifs



Évaluation

Activité

Description

%

Laboratoire

Manipulations au laboratoire. L’évaluation se base sur le rapport remis une semaine après l’expérimentation et la présence de l’étudiant. La présence est obligatoire.

25

Quiz

Examen individuel théorique de 15 minutes. Il s’agit de questions simples sur la matière vue au cours d’avant.

10

Intra

Examen individuel théorique de 3 h couvrant la matière des cours 1 à 6

30

Final

Examen individuel théorique de 3h couvrant la matière de toute la session. Une moyenne de 50 % aux deux examens combinés est nécessaire pour réussir le cours.

35




Dates des examens intra
Groupe(s) Date
1 20 février 2018



Date de l'examen final
Votre examen final aura lieu pendant la période des examens finaux, veuillez consulter l'horaire à l'adresse suivante : http://etsmtl.ca/Etudiants-actuels/Baccalaureat/Examens-finaux


Politique de retard des travaux
Tout travail (devoir pratique, rapport de laboratoire, rapport de projet, etc.) remis en retard sans motif valable, c’est-à-dire autre que ceux mentionnés dans le Règlement des études (1er cycle, article 7.2.7 b / cycles supérieurs, article 6.5.4 b) se verra attribuer la note zéro, à moins que d’autres dispositions ne soient communiquées par écrit par l’enseignant dans les consignes de chaque travail à remettre ou dans le plan de cours pour l’ensemble des travaux.

Dispositions additionnelles

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 « Règlement sur les infractions de nature académique de l’ÉTS » s’appliquent dans ce cours ainsi que dans tous les cours du département. Les étudiants doivent consulter le Règlement sur les infractions de nature académique (https://www.etsmtl.ca/A-propos/Direction/Politiques-reglements/Infractions_nature_academique.pdf ) pour identifier les actes considérés comme étant des infractions de nature académique ainsi que prendre connaissance des sanctions prévues à cet effet.  À l’ÉTS, le respect de la propriété intellectuelle est une valeur essentielle et les étudiants sont invités à consulter la page Citer, pas plagier ! (https://www.etsmtl.ca/Etudiants-actuels/Baccalaureat/Citer-pas-plagier).



Documentation obligatoire
  • NILSSON, J. W. et S.A. RIEDEL. Introductory Circuits for Electrical and Computer Engineering, Prentice Hall, 2002.
  • Dodo Amadou Mamane Moustapha. Modélisation et simulation des circuits électriques avec Simscape. H-2017.

 




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.



Adresse internet du site de cours et autres liens utiles

https://ena.etsmtl.ca/course/view.php?id=7124

 




Autres informations

Ne s'applique pas.