PLAN DE COURS – HIVER 2013 - Cours par sigle

École de technologie supérieureDépartement de génie de la productionautomatiséeResponsable(s)du cours :Crédits : 3Rachid Aissaoui, ing., Ph.D.GPA220ANALYSE DES CIRCUITS ÉLECTRIQUESPréalable(s) : AucunPLAN DE COURS – SESSION AUTOMNE 20131. Coordonnées de l’enseignantGroupe 01: Vincent Duchaine, ing.jr., Ph.D. (Vincent.Duchaine@etsmtl.ca)2. Descriptif officiel du coursAcquérir des notions élémentaires sur l'analyse des circuits électriques en se basant sur desproblèmes concrets.Définitions et lois de base. Circuits résistifs. Amplificateur opérationnel. Inductance etcapacité. Circuits en courant alternatif. Réponses transitoires et en fréquence des circuits.Séances de laboratoire axées sur l'utilisation de logiciels d'analyse de circuits etl'application des théories.3. Objectifs spécifiques 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 deKirchoff);• Comprendre le fonctionnement des composantes utilisées dans les circuitsélectriques (résistance, condensateur, bobine,...);• Maîtriser les méthodes d'analyse des circuits (branches, noeuds, 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 àl’aide du progiciel de CAO électrique PSPICE;4. Stratégies pédagogiques utilisées39 heures de cours36 heures de laboratoire9 heures de travail personnel par semaine• Trois heures de cours magistral par semaine. De nombreuses applications serontétudiées en classe pour permettre aux étudiants de bien assimiler la théorie et lestechniques présentées au cours.• Trois heures de laboratoire par semaine pour appliquer la théorie étudiée.Session automne 2013 GPA220 – ANALYSE DES CIRCUITS ÉLECTRIQUES 1

5. Contenu du coursDate Contenus traités dans le cours HeuresNotions fondamentales et lois des circuits électriques• Variables électriques1 • Convention passive des signes• Source de courant, source de tension3• Résistance, loi d’Ohm• Lois de Kirchhoff• Conservation de la puissanceSimplification des circuits• Instruments de mesure2 • Conception assistée par ordinateur• Simplification de résistances3• Diviseur de tension• Diviseur de courant• Transformation de sourcesTechnique d’analyse des circuits électriques• Circuit planaire / non planaire• Terminologie des circuits planaires3 • Approche systématique• Méthode des nœuds avec sources indépendantes et3dépendantes• Méthode des mailles avec source indépendantes etdépendantes• Cas spéciauxPropriétés et théorèmes de base des circuits linéaires4 • Théorème de Thévenin / Norton avec sourcesindépendantes et dépendantes3• Transfert maximal de puissance• Théorème de superpositionAmplificateur opérationnel (partie 1)• Historique5 • Les bornes et le symbole de l’ampli-op• Tensions et courants dans un ampli-op3• Fonction de transfert et équations• Ampli-op idéal6 Amplificateur opérationnel (partie 2)• Circuits standards avec ampli-op37 EXAMEN INTRA 3Session automne 2013 GPA220 – ANALYSE DES CIRCUITS ÉLECTRIQUES 2

Inductance et condensateur8 • Inductance• Condensateur3• Combinaisons série-parallèleSystèmes de premier ordre (partie 1)9 • Définition• Réponse naturelle vs réponse à l’échelon3• Réponse naturelle d’un circuit RLSystèmes de premier ordre (partie 2)10 • Réponse naturelle d’un circuit RC• Réponse à l’échelon d’un circuit RL3• Réponse à l’échelon d’un circuit RCSystèmes de deuxième ordre• Réponse naturelle d’un circuit RLC parallèle11 • Réponse à l’échelon d’un circuit RLC parallèle• Réponse naturelle d’un circuit RLC série• Réponse à l’échelon d’un circuit RLC sérieRégime permanent sinusoïdal• Révision des nombres complexes12 • Source sinusoïdale• Les phaseurs3• Impédance complexe• Analyse de circuits en régime permanent sinusoïdal13 Révision 3Total 396. Laboratoires ou travaux pratiquesDate Description Heures1 Lab 1 Mesure électrique 22 TP 1 Exercice en classe 23 Quiz 1 + Lab 2 Diviseur de tension et de courant 24 Lab 3 Théorème de Thévenin et conception d'interface 25 TP2 Exercice en classe 26 Lab 4 Introduction à l'amplificateur opérationnel 27 Quiz 2 + Lab 5 Introduction au générateur de fonctions et à2l'oscilloscope, retour sur l'intra8 TP3 Exercice en classe 29 Lab 6 Formes d'ondes exponentielles 210 Quiz 3 + TP4 Exercice en classe 211 Lab 7 Analyse de la réponse à un échelon 212 TP4 Exercices en classe (+ Révision) 2Total 24Session automne 2013 GPA220 – ANALYSE DES CIRCUITS ÉLECTRIQUES 3

7. Utilisation d’outils d’ingénierie• Oscilloscope, générateur de fonctions, circuits passifs et actifs8. ÉvaluationActivité Description %LaboratoireManipulations au laboratoire. L’évaluation se base surle rapport remis une semaine après l’expérimentationet la présence de l’étudiant. La présence est25obligatoire.QuizExamen individuel théorique de 15 minutes. Il s’agitde questions simples sur la matière vue au cours10d’avant.IntraExamen individuel théorique de 3 h couvrant la30matière des cours 1 à 6Examen individuel théorique de 3h couvrant la35Finalmatière de toute la session. Une moyenne de 50 %aux deux examens combinés est nécessaire pourréussir le cours.Retard de remise d’un travailUtilisation d’appareils électroniques9. Documentation obligatoire• NILSSON, J. W. et S.A. RIEDEL. Introductory Circuits for Electrical and ComputerEngineering, Prentice Hall, 2002.• AISSAOUI, R., Cahier d’instruction pour les laboratoires : Analyse des circuitsélectriques, révisé décembre 2002.10. Ouvrages de référence• 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., JohnWiley.• JOHNSON, D.E., J.R. JOHNSON, J.L. HILBURN et P.D. SCOTT (1997). Electric CircuitAnalysis, 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.Session automne 2013 GPA220 – ANALYSE DES CIRCUITS ÉLECTRIQUES 4

GPA220 – ANALYSE DES CIRCUITS ÉLECTRIQUESANNEXE I1. Caractéristiques du cours• Responsable(s) du cours : Rachid Aissaoui, ing., Ph.D.• Coordonnées de l’enseignant :Groupe 01: Vincent Duchaine, ing.jr., Ph.D. (Vincent.Duchaine@etsmtl.ca)• Préalables :Aucun• Crédits : 32. Descriptif officiel du coursAcquérir des notions élémentaires sur l'analyse des circuits électriques en se basant sur desproblèmes concrets.Définitions et lois de base. Circuits résistifs. Amplificateur opérationnel. Inductance etcapacité. Circuits en courant alternatif. Réponses transitoires et en fréquence des circuits.Séances de laboratoire axées sur l'utilisation de logiciels d'analyse de circuits etl'application des théories.3. Répartition des unités d’agrément du BCAPGMathsSciencesnaturellesÉtudescomplémentairesScience dugénieConceptionen ingénierieTotal0,0 21,6 0,0 21,6 21,6 64,84. Qualités (Qx) et compétences (Cy) enseignées et ou évaluées5. ÉvaluationActivité Description %LaboratoireManipulations au laboratoire. L’évaluation se base surle rapport remis une semaine après l’expérimentationet la présence de l’étudiant. La présence est25obligatoire.QuizExamen individuel théorique de 15 minutes. Il s’agitde questions simples sur la matière vue au cours10d’avant.IntraExamen individuel théorique de 3 h couvrant la30matière des cours 1 à 6Session automne 2013 GPA220 – ANALYSE DES CIRCUITS ÉLECTRIQUES 5

FinalExamen individuel théorique de 3h couvrant lamatière de toute la session. Une moyenne de 50 %aux deux examens combinés est nécessaire pourréussir le cours.35Absence à un examenDans les cinq (5) jours ouvrables suivant la tenue de son examen, l’étudiant devra justifierson absence auprès de la coordonnatrice – Affaires départementales qui en référera audirecteur du département. Pour un examen final, l’étudiant devra justifier son absenceauprès du Bureau du registraire. Toute absence non justifiée par un motif majeur (maladiecertifiée par un billet de médecin, décès d’un parent immédiat ou autre) à un examenentraînera l’attribution de la note zéro (0).Plagiat et fraudeLes clauses du « Chapitre 10 : Plagiat et fraude » du « Règlement des études de 1 er cycle »s’appliquent dans ce cours ainsi que dans tous les cours du département. Afin de sesensibiliser au respect de la propriété intellectuelle, tous les étudiants doivent consulter lapage Citer, pas plagier ! http://www.etsmtl.ca/Etudiants-actuels/Cycles-sup/Realisationetudes/Citer-pas-plagierSession automne 2013 GPA220 – ANALYSE DES CIRCUITS ÉLECTRIQUES 6