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École de technologie supérieure

Responsable(s) de cours :

Claude Théorêt

PLAN DE COURS

Hiver 2018
TCH030 : Électrotechnique (3 crédits)

Préalables
Aucun préalable requis

Unités d'agrément
Données non disponibles

Qualités de l'ingénieur

Q10

Q11

Q12

Qualité visée dans ce cours

Qualité visée dans un autre cours

Indicateur enseigné

Indicateur évalué

Indicateur enseigné et évalué

Descriptif du cours
Ce cours ne peut être reconnu dans le cadre d’un programme de baccalauréat.

À la fin de ce cours, l'étudiant sera en mesure de manipuler les composants de base de systèmes à courant alternatif monophasés et triphasés dans le but d’expliquer le fonctionnement de ces systèmes.

Manipulation sécuritaire des instruments de mesure en courant alternatif (voltmètre, ampèremètre, wattmètre, etc.). Valeur moyenne, valeur efficace, fréquence et phase. Diagramme de phaseurs, triangle de puissance et facteur de puissance. Fonctionnement des transformateurs, des moteurs à courant alternatif monophasé et triphasé. Manipulation des transformateurs monophasés et triphasés ainsi que des moteurs à courant alternatif.

Objectifs du cours

Être capable de manipuler de manière sécuritaire des instruments de mesure en courant alternatif (voltmètre, ampèremètre, wattmètre,…). Pouvoir déterminer les valeurs moyennes, valeurs efficaces, fréquence et phase. Analyser les concepts associés au courant alternatif dans les circuits résistifs, RC et RL branchés en série et en parallèle. Analyser les concepts associés aux circuits triphasés, aux charges symétriques, aux raccords en étoile et en triangle et à la mesure de la puissance triphasée. Analyser les caractéristiques et les principes de fonctionnement des transformateurs monophasés et triphasés. Démontrer et expliquer le fonctionnement des moteurs et des génératrices c.c. Démontrer et expliquer le fonctionnement des moteurs à induction. Démontrer et expliquer les caractéristiques de fonctionnement des génératrices synchrones triphasées (alternateurs triphasés).

Stratégies pédagogiques

Trois (3) heures de cours magistral par semaine pour apprendre le fonctionnement des automatismes et des automates programmables. De nombreux exemples pratiques et concrets seront présentés en classe pour permettre aux étudiants de manipuler les composants de base de systèmes à courant alternatif monophasés et triphasés dans le but d’expliquer le fonctionnement de ces systèmes.

Deux (2) heures de travail pratique par semaine serviront à la manipulation des composants de systèmes à courant alternatif monophasés et triphasés dans le but d’expliquer le fonctionnement de ces systèmes.

Utilisation d’appareils électroniques

S.O.

Horaire

Groupe	Jour	Heure	Activité
01	Lundi	08:30 - 12:00	Activité de cours
	Mercredi	08:00 - 12:00	Laboratoire (2 sous-groupes)
02	Mercredi	13:00 - 17:00	Laboratoire (2 sous-groupes)
	Vendredi	08:30 - 12:00	Activité de cours

Coordonnées de l’enseignant

Groupe	Nom	Activité	Courriel	Local	Disponibilité
01	Brigitte Pilon	Activité de cours	Brigitte.Pilon@etsmtl.ca	B-2330
01	Marc-André Léonard	Laboratoire (2 sous-groupes)	Marc-Andre.Leonard@etsmtl.ca
01	Brigitte Pilon	Laboratoire (2 sous-groupes)	Brigitte.Pilon@etsmtl.ca	B-2330
02	Brigitte Pilon	Activité de cours	Brigitte.Pilon@etsmtl.ca	B-2330
02	Brigitte Pilon	Laboratoire (2 sous-groupes)	Brigitte.Pilon@etsmtl.ca	B-2330
02	Raphaël Barriault	Laboratoire (2 sous-groupes)	raphael.barriault.1@ens.etsmtl.ca

Cours

ÉLÉMENT	ACTIVITÉ
A	Circuits à courant alternatif Introduction aux concepts associés au courant alternatif, aux signaux c.a., au déphasage et à la puissance instantanée. Mesure et démonstration du déphasage capacitif et inductif. Observation du phénomène de la puissance négative associée à la puissance réactive et inductive. Détermination des puissances active, réactive et apparente fournies à une charge inductive à l’aide de courants et tensions dans un circuit. Amélioration du facteur de puissance d’une charge inductive en ajoutant une capacité au circuit. Utilisation des vecteurs de phase pour résoudre les circuits en c.a. série et parallèle en calculer les tensions.
B	Circuits triphasés Introduction aux concepts associés aux circuits triphasés. Définition des tensions de ligne et de phase dans les circuits c.a. raccordés en étoile et en triangle. Définition de la puissance active dans les circuits triphasés équilibrés. Définition également des puissances réactive et apparente à l’aide des tensions et des courants mesurés. Utilisation de la technique des deux wattmètres pour mesurer la puissance totale fournie à une charge triphasée.
C	Transformateurs monophasés et triphasés Familiarisation avec les caractéristiques des tensions et courants d’un transformateur monophasé. Utilisation du rapport des enroulements d’un transformateur pour prévoir la tension et le courant de l’enroulement du secondaire. Définition de la régulation d’un transformateur. Détermination du pourcentage de régulation de tension d’un transformateur à charge variable (charges capacitive et inductive). Introduction aux concepts de base des transformateurs de distribution. Mesure des tensions et courants de ligne afin d’observer le comportement d’un transformateur de distribution avec différentes charges. Raccordement des transformateurs triphasés en triangle et en étoile. Mesure des tensions des enroulements, afin de vérifier si les enroulements secondaires sont raccordés dans la phase appropriée. Familiarisation avec les caractéristiques des tensions et courants des transformateurs triphasés raccordés dans les configurations triangle-étoile et étoile-triangle. Distinction du déphasage entre les tensions d’entrée et les tensions de sortie mesurées selon la configuration du transformateur.
D	Moteurs et génératrices à courant continu Démonstration des principales caractéristiques de fonctionnement d’un moteur c.c. à excitation séparée. Démonstration de la façon le courant d’excitation altère les caractéristiques d’un moteur c.c. à excitation séparée. Démonstration des principales caractéristiques de fonctionnement des moteurs série, shunt et compound.
E	Moteurs c.a. à induction Démonstration des caractéristiques de fonctionnement d’un moteur triphasé à cage d’écureuil. Démonstration du démarrage d’un moteur synchrone ainsi que certaines caractéristiques d’un moteur synchrone. Démonstration de la façon le courant d’excitation altère les caractéristiques d’un moteur c.c. à excitation séparée. Mesure du couple de décrochage d’un moteur synchrone.
F	Génératrice synchrone triphasée Démonstration de fonctionnement à vide d’un alternateur triphasé. Démonstration des caractéristiques de la régulation de tension d’un alternateur. Synchronisation d’un alternateur triphasé avec un réseau d’alimentation c.a.

Laboratoires et travaux pratiques

Laboratoire. Le TP #1 et TP#2 porteront sur les concepts associés au courant alternatif dans les circuits monophasés et triphasés. Le TP #3 portera sur les caractéristiques et les principes de fonctionnement des transformateurs monophasés et triphasés. Les TP #4, TP #5 et TP #6 porteront sur le fonctionnement des moteurs et des génératrices à courant continu et à courant alternatif.

Utilisation d'outils d'ingénierie

S.O.

Évaluation

Pondération	Groupe 01	Groupe 02
Laboratoires 40 %	Pendant la session
Examen intra semestriel 30 % Durée : 3 heures	19 février	16 février
Examen final 30 % Durée : 3 heures	Pendant la période des examens Toute documentation permise

Laboratoire. Le TP #1 et TP #2 porteront sur les concepts associés au courant alternatif dans les circuits monophasés et triphasés. Le TP #3 portera sur les caractéristiques et les principes de fonctionnement des transformateurs monophasés et triphasés. Les TP #4, TP #5 et TP #6 porteront sur le fonctionnement des moteurs et des génératrices à courant continu et à courant alternatif.

Examens. Les examens sont d’une durée de trois heures avec toute documentation permise. L’utilisation de la calculatrice est permise. L’examen intra couvre la matière des cours 1 à 6 inclusivement. L’examen final porte sur l’ensemble de la matière présentée durant le trimestre.

Dates des examens intra

Groupe(s)	Date
1	19 février 2018
2	16 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

Une pénalité de 20 % par jour de retard sera appliquée à tous les travaux qui ne seront pas remis à temps.

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).

Infractions de nature académique
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

Références obligatoires

THÉORÊT, Claude, Cahier de laboratoire, TCH-030 Électrotechnique, Montréal, Rédaction 2006. (disponible sur le site web)

WILDI, Théodore et SYBILLE, Gilbert, Électrotechnique, Presses de l’université Laval, Québec, 2005, ISBN-2-763781-85-3. (disponible à la COOP)

Ouvrages de références

S.O.

Adresse internet du site de cours et autres liens utiles

S.O.

Autres informations

Courriel « ÉTUDIANTS-PROFESSEURS »

Le service de l’informatique et des télécommunications, en collaboration avec les départements et le Service des enseignements généraux, vous présentent leur service de « courriel étudiants-professeurs ».

Cet outil vise à augmenter la quantité de services offerts aux étudiants et à favoriser un échange accru d’informations entre les étudiants et les professeurs. Chaque étudiant disposera d’une boîte de courriel (15 meg.) et d’une adresse normalisée. Chaque professeur pourra ainsi communiquer avec un étudiant ou avec l’ensemble des étudiants inscrits à son cours.

clientèle cible :

tous les étudiants inscrits à chaque session.

accessibilité :
- à partir d’un fureteur quelconque sur le site WEB de l’ÉTS sous la rubrique : GUICHET INTERACTIF.
- à partir d’un fureteur quelconque à l’adresse suivante : http://webmail.ens.etsmtl.ca
- à partir d’un logiciel client en mode POP3 ou MAPI :

serveur entrant : webmail.ens.etsmtl.ca

serveur sortant : le serveur SMTP de votre fournisseur Internet.

authentification au système de courriel :

À chaque session de travail, le système de courriel vous demandera de vous identifier; une fenêtre (Mot de passe réseau) apparaîtra et vous devrez fournir à la rubrique :

Nom de l’utilisateur : votre code d’accès universel;

Mot de passe : votre NIP (utilisé dans ChemiNot).

Pour connaître vote code d’accès universel? Allez dans ChemiNot, sous l’onglet intitulé : Info.générales. La forme générale de ce code est la suivante : AA99999. Si vous avez oublié votre NIP, allez au Bureau du registraire.

Avec la création de votre boîte de courriel, le système de courriel vous a également créé une adresse électronique dite « normalisée » que vous pouvez diffuser. Elle a la forme suivante : Prénom.nom.99@ens.etsmtl.ca (disponible dans ChemiNot).

Notez que cette adresse normalisée ne contient pas de caractère accentués, ni de caractères spéciaux comme par exemple : l’apostrophe et l’espace (les logiciels de courriel ont horreur de ces caractères).

Bonne utilisation.

Service de l’informatique et des télécommunications