EE 105 – Sciences et technologie de l’électricité

Instructeurs
Prof. Camille-Sophie Brès
Dr. Sandro Carrara

Langue
Français

Description
Ce cours est une introduction à l’électrotechnique et a pour but de présenter les principes de base de l’électricité.
Notre mission est de préparer les étudiants aux challenges de l’ingénierie interdisciplinaire en maitrisant les bases du génie électrique qui permettent de comprendre, modéliser et analyser les circuits électriques. Entre autre, nous verrons le contexte physique des composants électriques de base, les méthodes mathématiques de modélisation linéaire, les techniques de bases de l’analyse linéaire de circuits et l’introduction au régime sinusoïdal.
Pour arriver à ces fins, ce cours comporte deux/trois heures par semaine de leçons ex cathedra illustrées de nombreux exemples, et alternativement de trois/deux heures de travaux pratiques  ou de séance d’exercices.

Ressources
M. Rufer, Y. Perriard ‘Electrotechnique – base de l’électricité’, PPUR

Organisation

Semaine 1

  • Logistique du cours, introduction, langage de l’électrotechnique.
    Concepts de base : charges, courant et tension électrique
  • Chapitres et lecture:§1, §2, §3.1, § 3.2.1 – 3.2.16 §3.3.1 – 3.3.2
  • TP 1: Oscilloscope, équipements de base

Semaine 2

  • Concepts de base : résistivité et conductivité, loi d’Ohm, travail et puissance, source de tension et de courant, composants de base
  • Chapitres et lecture: §3.3.5 – 3.3.7 §3.3.8 – 3.3.11, §4
  • Exercices série 1

Semaine 3

  • Calcul de circuits en régime continu : les lois de Kirchhoff, éléments en séries, en parallèle, combinés série-parallèle
  • Chapitres et lecture:§3.3.12 – 3.3.13 §5.1 – 5.4
  • TP 2: Loi d’Ohm et de Kirchhoff

Semaine 4

  • Calcul de circuits en régime continu : méthode de résolution et mise en equation
  • Chapitres et lecture: §5.5 – 5.6
  • Exercices série 2

Semaine 5

  • Calcul de circuits en régime continu : principes de Thévenin et de Norton, principe de superposition
  • Chapitres et lecture: §5.7 – 5.8
  • TP 3: Superposition

Semaine 6

  • Capacité, condensateur idéal plat, propriétés des matériaux diélectriques, analyse des condensateurs
  • Chapitres et lecture: §3.5
  • Exercices série 3

Semaine 7

  • Nombres complexes et révision pour midterm
  • Exercices série de revision

Semaine 8

  • Midterm

Semaine 9

  • Inductance, bobine d’inductance, propriétés des matériaux magnétiques, analyse des bobines
  • Chapitres et lecture: §3.4
  • TP 4: condensateur/inductance en transitoire

Semaine 10

  • Circuits en régime sinusoïdal monophasé : régime permanent sinusoïdal, grandeurs sinusoïdales, calcul complexe associé, impédances et admittances
  • Chapitres et lecture: §6.1 – 6.4
  • Exercices série 4

Semaine 11

  • Circuits en régime sinusoïdal monophasé : loi d’Ohm et de Kirchhoff diviseur tension/courant, théorème de Thévenin et Norton
  • Chapitres et lecture :§6.5 – 6.6, §7.1 – 7.2
  • Exercices série 5

Semaine 12

  • TP 5: condensateur en régime sinusoidal

Semaine 13

  • Circuits en régime sinusoïdal monophasé : principe de superposition, filtres
  • Chapitres et lecture: §7.3 – 7.4,
  • TP 6: filtres

Semaine 14

  • Puissance en régime sinusoidal monophasé et révision pour examen final
  • Chapitres et lecture: §8.1 – 8.4
  • Exercices série de revision

Acquis de formation

A la fin de ce cours l’étudiant doit être capable de:

  • Appliquer les principales lois de l’électricité
  • Expliquer les concepts de capacité, résistance et inductance
  • Analyser et mettre en équation les circuits linéaires
  • Décrire les différents composants d’un circuit électrique linéaire
  • Reconnaitre les éléments par leur représentation graphique
  • Utiliser les différents concepts de l’électricité appliqués à des examples concrets