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École de technologie supérieure

Responsable(s) de cours :

Christine Tremblay

PLAN DE COURS

Hiver 2022
ELE104 : Principes fondamentaux des circuits électriques (3 crédits)

Modalités de la session d’hiver 2022

Pour assurer la tenue de la session d’hiver 2022, les modalités suivantes seront appliquées :

Les activités d’enseignement de la session d’hiver 2022 comprendront des activités en présence et à distance, lesquelles seront ajustées en fonction de l’évolution de la situation socio-sanitaire.

Pour les cours (ou séances de cours) donnés à distance, l’étudiant ou l'étudiante doit avoir accès à un ordinateur, un micro, une caméra et un accès à internet, idéalement de 10Mb/s ou plus. Il ou elle doit ouvrir sa caméra et/ou son micro lorsque requis, notamment pour des fins d’identification ou d’évaluation.

Les cours (ou séances de cours) donnés à distance pourraient être enregistrés afin de les rendre disponibles aux personnes inscrites au cours.

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

Les examens (intra, finaux) se feront en présence, si la situation socio-sanitaire le permet.

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 2022, 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, si requis, qu'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 toute ou pour une partie de la session d’hiver 2022. Ainsi, si les examens (intra, finaux) 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.

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 à la session d'hiver 2022, vous acceptez les modalités particulières de la session d’hiver 2022.

Nous vous rappelons que vous avez jusqu’au 18 janvier 2022 pour vous désinscrire de vos cours et être remboursé.

Pour les nouveaux étudiants inscrits au programme de baccalauréat uniquement, vous avez jusqu’au 1er février 2022 pour vous désinscrire de vos cours et être remboursé.

Préalables
Aucun préalable requis

Unités d'agrément
Total d'unités d'agrément : 58,8

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 les notions fondamentales de génie électrique en métrologie, circuits électriques et électroniques et sécurité électrique.

Mesures et erreurs. Mécanismes de fonctionnement, modes d’utilisation et limitations des appareils de mesures et des équipements de laboratoire (oscilloscope, voltmètre, ampèremètre, source de tension et de courant et blocs d’alimentation).

Composants passifs (R, L, C) et leurs relations tension-courant, puissance et énergie. Lois d’Ohm et de Kirchhoff. Méthodes des mailles et des nœuds. Circuits en régime continu.

Étude des circuits simples dans le domaine temporel. Étude des circuits en régime sinusoïdal permanent, phaseurs et impédances complexes. Introduction à la fonction de transfert.

Séances de laboratoire et de travaux dirigés. Utilisation de logiciels d’analyse et de simulation de circuits.

Objectifs du cours

À la fin de ce cours, l'étudiant(e) devra être en mesure de :

connaître les différentes sources d’alimentation électrique;
comprendre le fonctionnement des circuits électriques de base;
résoudre les circuits simples en régime continu et en régime sinusoïdal;
effectuer des montages avec des composants électroniques actifs tels les diodes, les transistors et les amplificateurs opérationnels.

Stratégies pédagogiques

Un (1) cours par semaine où l'emphase est mise sur le traitement des problèmes pour engendrer un esprit analytique chez l’étudiant(e).

Six (6) séances de laboratoire aux deux (2) semaines qui permettront à l'étudiant(e) d’appliquer les théories avancées en classe et d’être à l’aise avec les montages de circuits électriques. Une emphase bien particulière est mise sur l’utilisation des instruments de mesure et la familiarisation avec les différents composants électroniques.

Des séances de travaux dirigés qui viseront la résolution d’exercices proposés à l’étudiant(e) afin de permettre une meilleure compréhension et une mise en application des notions étudiées dans le cours. Le nombre et l'horaire de ces séances seront déterminés par l'enseignant en accord avec les étudiants.

Expérience en informatique

L’apprentissage du logiciel de simulation de circuits LTSpice^TM fait partie des objectifs du cours. Des simulations des circuits à réaliser en laboratoire seront effectuées à l’aide du logiciel.

Utilisation d’appareils électroniques

Générateurs de fonctions, oscilloscopes et les multimètres.

Horaire

Groupe	Jour	Heure	Activité
01	Mardi	13:30 - 17:00	Activité de cours
	Vendredi	13:30 - 17:30	TP/Laboratoire aux 2 semaines

Coordonnées de l’enseignant

Groupe	Nom	Activité	Courriel	Local	Disponibilité
01	Naïm Batani	Activité de cours	Naim.Batani@etsmtl.ca
01	Yassine Kali	TP/Laboratoire aux 2 semaines	yassine.kali@etsmtl.ca

Cours

Date	Contenus traités dans le cours	Heures
	Les sources de tension Sources continues, sources sinusoïdales et sources périodiques Fréquence, amplitude, pulsation Mesures et erreurs, règles de sécurité en laboratoire	3 heures
	Les circuits résistifs Loi d’Ohm et lois de Kirchhoff Résistances en série et résistances en parallèle Diviseurs de tension et diviseurs de courant Calcul de puissance et d'énergie	6 heures
	Les circuits capacitifs et inductifs Condensateurs et bobines Comportement en régime continu, sinusoïdal, périodique et transitoire	3 heures
	Les circuits en régime continu Techniques d’analyse des circuits : méthode des mailles, méthode des branches et méthode des nœuds	6 heures
	Les circuits à courant alternatif Notions de base : impédance, admittance, susceptance, onde sinusoïdale, valeur moyenne, valeur efficace, facteur de puissance Vecteurs de phase, nombres complexes Technique d’analyse de circuits série et parallèle à courant alternatif Fonction de transfert	9 heures
	La diode Notions de base sur les semi-conducteurs Caractéristiques électriques Polarisation directe et inverse Circuits à diodes : redresseur à simple et double alternance, circuits logiques Diodes spéciales : diode Zener, diode électroluminescente, diode laser, photodiode	3 heures
	Le transistor bipolaire à jonction Notions de base, polarisation, droite de charge Circuits à transistors : montage à émetteur commun, à collecteur commun et à base commune, polarisation par diviseur de tension	3 heures
	L’amplificateur opérationnel Notions de base, circuit intégré Circuits : amplificateur inverseur et non inverseur, sommateur, différentiateur, intégrateur	3 heures
	Total	36 heures
	Examen mi-session	3 heures

Laboratoires et travaux pratiques

Date	Description	Heures
	Circuits à courant continu Introduction aux sources d’alimentation et aux appareils de mesure Circuits résistifs, diviseurs de tension et diviseurs de courant Comportement des condensateurs et des bobines en régime continu	4 heures
	Circuits à courant alternatif Introduction à l’oscilloscope et aux générateurs de signaux Mesure de déphasage pour différents circuits (RL, RC et RLC) La résonance	4 heures
	Les transformateurs Comportement en courant et tension à basse fréquence Comportement à haute fréquence, réponse à des entrées non sinusoïdales	4 heures
	La diode Caractéristiques de la diode Circuit redresseur à simple alternance Circuit redresseur à double alternance Condensateur de filtrage	4 heures
	Le transistor Caractéristique du transistor NPN Polarisation des transistors Montage amplificateur à émetteur commun	4 heures
	L’amplificateur opérationnel Caractéristiques Montage inverseur et montage non inverseur Circuit sommateur	4 heures
	Total	24

Utilisation d'outils d'ingénierie

L’étudiant utilisera les logiciels et outils de calcul servant à la résolution de problèmes mathématiques complexes en ingénierie et à la visualisation des solutions (LTSpice, Matlab, Maple, Mathematica, Excel, calculatrice graphique, etc.).

Évaluation

Activité	Description	%	Date de remise
	Tests périodiques	10 %
	Examen intra	30 %	Mardi 22 février 2022 de 13:30 à 16:30
	Examen final	35 %
	Laboratoires	25 %

Dates des examens intra

Groupe(s)	Date
1	22 février 2022

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

Aucun travail remis en retard ne sera accepté.

La présence aux séances de laboratoire est obligatoire.

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

BOYLESTAD, Analyse de circuits, Édition du Renouveau pédagogique, 1985.

BOYLESTAD, Introductory Circuit Analysis, 12^th Edition, Prentice-Hall, 2010.

Manuel de laboratoire ELE104, ÉTS, version révisée Automne 2012.

Ouvrages de références

FLOYD, Électronique, Composants et systèmes d'application, 5^e édition, Éditions Reynald Goulet inc., 2000.

NILSSON et RIEDEL, Electric Circuits, 8^th Edition, Prentice-Hall, 2011.

BOYLESTAD et NASHELSKY, Electronic Devices and Circuit Theory, Canadian Edition, 2001.

DORF et SVOBODA, Introduction to Electric Circuits, 7^th Edition, Wiley, 2006.

FLOYD, Principles of Electric Circuits, 8^th Edition, Prentice-Hall, 2007.

MALVINO, Principes d’électronique, Dunod, 2008.

Adresse internet du site de cours et autres liens utiles

Site du cours : https://ena.etsmtl.ca/