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École de technologie supérieure

Responsable(s) de cours : Vincent Duchaine


PLAN DE COURS

Hiver 2021
GPA220 : Analyse des circuits électriques (3 crédits)


Modalités de la session d’hiver 2021


Pour assurer la tenue de la session d’hiver 2021, les modalités suivantes seront appliquées :


La plupart des cours de la session d'hiver seront donnés à distance. Les autres seront donnés en présence si la situation socio-sanitaire le permet. Cette information est disponible sur l’horaire de la session d’hiver diffusé sur le site de l’ÉTS ainsi que sur Cheminot.

L’étudiant inscrit à un cours à distance doit avoir accès à un ordinateur, un micro, une caméra et un accès à internet, idéalement de 10Mb/s ou plus. L’étudiant doit ouvrir sa caméra et/ou son micro lorsque requis, notamment pour des fins d’identification ou d’évaluation.


Les cours à distance pourraient être enregistrés, à la discrétion de l’ÉTS, afin de les rendre disponibles aux étudiants inscrits aux cours.


La notation des cours sera la notation régulière prévue aux règlements des études de l'ÉTS.


Les examens intra se feront normalement à distance. Les examens finaux se feront normalement en présence si la situation socio-sanitaire le permet.


Pour les examens (intra, finaux) qui devaient se faire à distance, leur surveillance se fera à l’aide de la caméra et du micro de l’ordinateur et pourrait être enregistrée. Ceci est nécessaire pour se conformer aux exigences du Bureau canadien d’agrément des programmes de génie (BCAPG) afin d’assurer la validité des évaluations.

Le contexte actuel oblige bien sûr l’ÉTS à suivre de près l’évolution de la pandémie de COVID-19, laquelle pourrait entraîner, avant ou après le début de la session d’hiver 2021, un resserrement des directives et recommandations gouvernementales. Nous vous assurons que l’ÉTS se conformera aux règles en vigueur afin de préserver la santé publique et que, si requis, elle pourrait aller jusqu’à interdire l’accès physique au campus universitaire et ordonner que toutes les activités d’enseignement et d’évaluation soient exclusivement données à distance pour tout ou partie de la session d’hiver 2021.

Des exigences additionnelles pourraient être spécifiées par l’ÉTS ou votre département, suivant les particularités propres à votre programme.

En vous inscrivant ou en demeurant inscrit, vous acceptez les modalités particulières de la session d’hiver 2021.


Nous vous rappelons que vous avez jusqu’au 17 janvier 2021 pour vous désinscrire de vos cours et être remboursé.


Pour les nouveaux étudiants inscrits au programme de baccalauréat uniquement, vous avez jusqu’au 31 janvier 2021 pour vous désinscrire de vos cours et être remboursé.




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

Au terme de ce cours, l'étudiant aura acquis 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 Mercredi 13:30 - 17:00 Activité de cours
Jeudi 08:30 - 11:30 Laboratoire



Coordonnées de l’enseignant
Groupe Nom Activité Courriel Local Disponibilité
01 Vincent Duchaine Activité de cours Vincent.Duchaine@etsmtl.ca A-3594
01 Ahmed Joubair Laboratoire cc-Ahmed.Joubair@etsmtl.ca A-3736



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

17 février 2021

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

** Documentation permise pour intra et final : 1 feuille manuscrite  8.5 / 11. Calculatrice TI permise. Durée 3h.




Dates des examens intra
Groupe(s) Date
1 17 février 2021



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
Dans les cinq (5) jours ouvrables suivants, 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 ou du SEG. Pour un examen final, l’étudiant devra justifier son absence auprès du Bureau du registraire. Dans tous les cas, l’étudiant doit effectuer sa demande en complétant le formulaire prévu à cet effet qui se trouve dans son portail Mon ÉTS/Formulaires. Toute absence non justifiée par un motif majeur (maladie certifiée par un billet de médecin, décès d’un parent immédiat, Activité compétitive d’un étudiant appartenant à un club scientifique ou un club sportif d’élite de l’ÉTS ou au programme « Alliance sport étude » 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/docs/ETS/Gouvernance/Secretariat-general/Cadre-reglementaire/Documents/Infractions-nature-academique ) 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.