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Afficher les qualités de l'ingénieur

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

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
Au terme de ce cours, l’étudiante ou 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).

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/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, 7^e éd., John Wiley.
DORF, R.C. et J.A. SVOBODA (2001). Introduction to Electric Circuits, 5^e éd., John Wiley.
JOHNSON, D.E., J.R. JOHNSON, J.L. HILBURN et P.D. SCOTT (1997). Electric Circuit Analysis, 3^e éd., Prentice Hall.
THOMAS, R.E. et A.J. ROSA (2004). The Analysis and Design of Linear Circuits – Laplace Early, 4^e 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.