Cours

Ce cour est bien divisé en trois grande partis : l'éléctricité, l'éléctronique et l'éléctro- -mécanique.Chaque parti est partitionné soignieusement de façon a couvrir au maximum les besoin de tous les intéréssés de ces domaines.Ces cours sont disponible sur le site web : 

www.electroya.on.ma ou www.electroya.c.la ou www.electroya.0fees.net

ELECTRICITE 

     Chapitre I : Introduction 

• 1- Courant électrique

  1-1- Définitions
  1-2- Loi des noeuds (première loi de Kirchhoff)

• 2- Tension électrique

  2-1- Définitions
  2-2- Loi des branches et loi des mailles (deuxième loi de Kirchhoff)

• 3- Relation entre courant et tension

  3-1- Loi d'Ohm
  3-2- Résistance électrique d'un conducteur ohmique
  3-3- Echelle des résistivités

• 4- Puissance et énergie électrique

  4-1- Puissance électrique
  4-2- Energie électrique
  4-3- Effet Joule
  4-4- Loi de Joule

  Chapitre II : Régime continu

• 1- Dipôles passifs

• 1-1- Dipôle passif non linéaire
• 1-2- Dipôle passif linéaire
  • 1-2-1- Association de dipôles passifs linéaires
  • 1-2-2- Diviseur de tension
  • 1-2-3- Diviseur de courant
  • 1-2-4- Théorème de Millman

• 2- Dipôles actifs

• 2-1- Dipôle actif non linéaire
• 2-2- Dipôle actif linéaire
  • Modèle de Thévenin
  • Modèle de Norton

• 3- Association de dipôles linéaires

• 4- Théorème de superposition

• 5- Association de dipôles non linéaires

• 6- Linéarisation de la caractéristique d'un dipôle non linéaire
  
  Chapitre III : Régime sinusoïdal
  
  
• 1- Introduction : les grandeurs périodiques

• Période, Fréquence, pulsation
• Composante continue et composante alternative
• Valeur efficace

• 2- Représentation des grandeurs sinusoïdales

• 2-1- Fonction mathématique
• 2-2- Vecteur de Fresnel
• 2-3- Nombre complexe associé

• 3- Déphasage (différence de phase)

• 4- Les dipôles passifs linéaires en régime sinusoïdal

• Impédance complexe
• Admittance complexe

• 5- Etudes des circuits linéaires en régime sinusoïdal

• 5-1- Lois de Kirchhoff
• 5-2- Association de dipôles passifs linéaires
• 5-3- Théorèmes généraux

• 6- Puissance en régime sinusoïdal

ELECTRONIQUE 

Partie 1 : Cours d'électronique analogique

       Chapitre I : Les semiconducteurs  JFET

• 1-1- La diode

  1-1-1- Symbole

  1-1-2- Constitution

  1-1-3- Sens direct et sens inverse

  1-1-4- Caractéristique courant-tension

  1-1-5- Caractéristique idéalisée

  1-1-6- Modèle équivalent simplifié

• 1-2- La LED

  1-2-1- Symbole

  1-2-2- Tension de seuil

  1-2-3- Protection

• 1-3- La diode Zener

  1-3-1- Symbole

  1-3-2- Caractéristique courant-tension

  1-3-3- Tension Zener

  1-3-4- Caractéristique idéalisée

• 1-4- Le transistor bipolaire

  1-4-1- Transistor bipolaire NPN et PNP
  1-4-2- Caractéristique électrique du transistor NPN
  

  1-4-2-1- Montage émetteur commun
  1-4-2-2- Tensions et courants
  1-4-2-3- Jonction base-émetteur
  1-4-2-4- Transistor bloqué
  1-4-2-5- Transistor passant

  1-4-3- Caractéristique électrique du transistor PNP
  1-4-4- Applications
  

  1-4-4-1- Fonctionnement en commutation
  1-4-4-2- Fonctionnement en régime linéaire

• 1-5-Le transistor à effet de champ JFET

  1- Transistor JFET canal N et canal P

  2- Caractéristiques électriques du transistor JFET canal N

  2-1- Montage source commune

  2-2- Tensions et courants

  2-3- Jonction Grille – Canal

  2-4- Caractéristiques de transfert et de sortie

  2-5- Zone de blocage

  2-6- Zone ohmique

  2-7- Source de courant

  3- Caractéristiques électriques du transistor JFET canal P

  4- Applications

  4-1- Résistance commandée en tension

  4-2- Interrupteur électronique

  4-3- Amplificateur de tension

  5- Remarque

  Chapitre 2 : L'amplificateur opérationnel
  
  
• Introduction : les circuits intégrés

• 2-1- L'amplificateur opérationnel

  2-1-1- Brochage

  2-1-2- Symboles

  2-1-3- Alimentation

• 2-2- Caractéristiques électriques

  2-2-1- Courants d'entrée

  2-2-2- Tension différentielle d'entrée

  2-2-3- Caractéristique de transfert

  2-2-4- Courant de sortie

  2-2-5- Réaction positive et contre-réaction

• 2-3- L'amplificateur opérationnel en régime linéaire

  2-3-1- Montage amplificateur de tension

  2-3-1-1- Introduction

  2-3-1-2- Montage amplificateur inverseur

  2-3-2- Fonctions mathématiques

  2-3-2-1- Montage additionneur non inverseur

  2-3-2-2- Montage soustracteur

• 2-4- L'amplificateur opérationnel en régime de saturation

  2-4-1- Montage comparateur simple

  2-4-2- Montage trigger de Schmitt

      Chapitre 3 : Les filtres analogiques

• Introduction

• 3-1- Etude du filtre en régime sinusoïdal

  3-1-1- Filtre actif et filtre passif

  3-1-2- Les principaux types de filtres (idéaux)

  Filtre passe-bas
  Filtre passe-haut
  Filtre passe-bande
  Filtre coupe-bande (réjecteur de bande)

  3-1-3- Filtres réels

  Fréquence de coupure
  Diagramme de Bode

  3-1-4- Fonction de transfert (transmittance complexe)

  3-1-5- Exemple n°1 : filtre passe-bas passif (filtre RC)

  3-1-6- Exemple n°2 : filtre passe-haut actif (à amplificateur opérationnel)

• 3-2- Filtre en régime non sinusoïdal

  3-2-1- Introduction : représentation fréquentielle d'un signal (spectre de fréquence)

  Théorème de Fourier

  3-2-2- Exemples d'application

      Chapitre 4 : Complément sur l'amplificateur opérationnel : Bande passante, Slew rate 

• Introduction

• 1- Mise en évidence de la bande passante de l’A.O. : Exemple en régime linéaire avec le montage “amplificateur non inverseur”

  1-1- Réponse à un signal d’entrée en forme de créneau
  1-2- Réponse à un signal d’entrée de forme sinusoïdale

• 2- Fonction de transfert d’un A.O

  2-1- Fonction de transfert d’un A.O. en boucle ouverte
  2-2- Fontion de transfert en boucle fermée
  

  2-2-1- Exemple du montage amplificateur non inverseur
  2-2-2- Généralisation

• 3- Le slew rate

• 4- L’A.O. en commutation

  4-1- Montage comparateur à un seuil
  4-2- Montage trigger

• 5- Simulation avec Matlab / Simulink

  Fichiers de simulation .m Matlab / Simulink

• Conclusion

• Exercices

• Annexe A : Calcul de la durée de commutation du montage comparateur à un seuil

• Annexe B : Complément sur la commutation du montage trigger

Partie 2 : Cours d'électronique numérique

Chapitre 1 : Introduction à l'électronique numérique

• 1- Représentation des nombres

  1-1- Numération dans le système décimal

  1-2- Numération en base B

  1-2-1- Base décimale

  1-2-2- Base binaire

  1-3- Changement de base

  Annexe 1 : Table de conversion Décimal / Binaire naturel / Hexadécimal 

• 2- Fonctions logiques

  2-1- Fonctions logiques de base

  2-2- Fonctions logiques dérivées

  2-3- Représentation symbolique

  2-4- Logigrammes

  2-5- Algèbre de Boole

  2-5-1- Propriétés de fonctions logiques

  2-5-2- Simplification d'expressions logiques

  Annexes :
  

  Symboles des portes logiques 
  Propriétés des fonctions logiques 

• 3- Circuits intégrés logiques

  3-1- Famille TTL

  3-2- Famille CMOS

• 4- Circuits combinatoires

  4-1- Synthèse des circuits combinatoires

  4-2- Circuits arithmétiques

  4-2-1- Comparateur 1 bit

  4-2-2- Additionneur 1 bit

• 5- Circuits séquentiels

  5-1- Fonction mémoire

  5-1-1- Bascule RS

  5-1-2- Bascule RSH

  5-1-3- Bascule D

  5-1-4- Bascule JK

  5-1-5- Entrées Preset et Clear

  5-2- Les compteurs numériques

  5-3- Les registres

  5-3-1- Registre mémoire

  5-3-2- Registre à décalage

  Chapitre 2 : Compléments sur la logique TTL-standard (séries 54/74)
  
  
• Introduction

• 1- Caractéristiques électriques d’une porte logique TTL-standard

  1-1- Tensions

  1-2- Courants

  1-2-1-Courant de sortie(sortie«totem pôle»)

  1-2-2- Courant d’entrée

  1-3- Connexion d’une sortie à une entrée

  1-4- Connexion d’une sortie à plusieurs entrées

  1-5- Sortance (fan-out)

  1-6- Connexion des sorties

  1-7- Cas des entrées non utilisées

  1-8- Découplage de la source d’alimentation

  1-9- Durées de propagation

  1-10- Fréquence maximale d’utilisation

  1-11- Schéma interne des portes logiques

  1-12- Consommation électrique

• 2- Porte à entrées « Trigger de Schmitt »

• 3- Sortie en configuration « buffer »

• 4- Sortie en configuration « collecteur ouvert »

• 5- Sortie en configuration « 3 états »

• 6- Autres familles TTL-5 volts

• Conclusion

Chapitre 3- Filtrage numérique

 

• 1- Contexte : Filtrage numérique d’un signal d’évolution lente avec un microcontrôleur

• 2- La chaîne de mesure

• 3- Le filtre numérique

  3-1- Définitions générales

  3-2- Filtre numérique à « moyenne glissante »

  3-3- Réponse en fréquence d’un filtre numérique

  3-4- Le problème du repliement du spectre de fréquence

  3-5- Le filtre anti-repliement

  3-6- Théorème de Shannon

  3-7- Réponse en fréquence du filtre numérique à « moyenne glissante»

  3-7-1- Etude mathématique de la réponse en fréquence

  3-7-2- Influence du nombre d’échantillons

  3-7-3- Influence de la fréquence d’échantillonnage

  3-8- Réjection de mode commun (élimination du bruit du secteur)

• 4- Exemple concret : Carte d’acquisition à 7 entrées analogiques à microcontrôleur PIC 16F88 (Microchip)

  4-1- Présentation

  4-2- Schéma électrique de la carte

  4-3- Principe de fonctionnement de la carte

  4-3-1- Les filtres anti-repliements

  4-3-2- Le convertisseur analogique - numérique (ADC)

  4-3-3- Le filtrage numérique

  4-4- La liaison RS232

  4-4-1- Le câble de communication entre l'ordinateur et la carte

  4-4-2- Protocole de communication entre l'ordinateur et la carte

  Conversion de données (A/N et N/A)
  
  
  Conversion analogique-numérique et numérique-analogique
  
  
• Introduction

• 1- Conversion numérique-analogique

  1-1- Définitions

  1-2- Caractéristiques d'un CNA (DAC)

  1-3- Les principaux types de CNA

  1-3-1- CNA à réseau de résistances pondérées

  1-3-2- CNA à réseau de résistances R-2R

  1-4- Restitution du signal analogique initial

  1-4-1- Par interpolation

  1-4-2- Par filtrage analogique

• 2- Conversion analogique-numérique

  2-1- Définitions

  2-2- Fonction de transfert

  2-3- Caractéristiques

  2-4- Echantillonnage

  2-4-1- Fréquence d'échantillonnage

  2-4-2- Influence de la résolution et de la fréquence d'échantillonnage

  2-4-3- Théorème de Shannon

  2-4-4- Application : le son numérique

  2-4-4-1- Echantillonnage d'un son

  2-4-4-2- Restitution d'un son numérique

  2-5- Les différents types de CAN (ADC)

  2-5-1- CAN à comparateurs en échelle (Flash)

  2-5-2- CAN simple rampe

  2-6- Echantillonneur bloqueur

• Annexe : logiciel éducatif CAN_Flash à télécharger ici : CAN_FLASH (Auteur : Franck Fresnel) 

Partie 4 : Cours d'instrumentation

Amplificateur de différence et Amplificateur d'instrumentation

• 1- L’amplificateur de différence

  1-1- L’amplificateur de différence idéal

  1-2- L’amplificateur de différence en pratique

  1-3- Taux de réjection de mode commun

  1-4- Structure de base de l’amplificateur de différence

  1-5- Exemple : INA106 (Burr-Brown)

  1-6- Remarque sur l’amplificateur opérationnel

2- L’amplificateur d’instrumentation

2-1- Structure à deux amplificateurs opérationnels

2-2- Structure à trois amplificateurs opérationnels

3- Rôle dans la chaîne de mesure

Partie 5 : Cours de métrologie électrique

Introduction à la Métrologie électrique

• Chapitre 1 - Le multimètre numérique

  1- Mesure de tension continue (fonction V DC)
  

  1-1- Conditionnement du signal & Amplification

  1-2- Convertisseur analogique–numérique double rampe

  1-3- Nombre de points d’un multimètre

  1-4- Résolution numérique

  1-5- Réjection de mode normal (NMR)

  1-6- Le circuit intégré ICL7106

  2- Mesure de courant continu (fonction A DC)
  3- Mesure de la valeur efficace d’une tension (fonction V AC)
  

  3-1- Conditionnement du signal

  3-2- Convertisseur AC -> DC bas de gamme

  3-3- Multimètre True RMS

  3-4- Bande passante

  4- Mesure de la valeur efficace d’un courant (fonction A AC)
  5- Mesure de résistances
  

  5-1- Technique 2 fils

  5-2- Technique 4 fils

  6- Mesure de fréquence et de période

• Chapitre 2 - Incertitudes de mesures

  1- Incertitude de mesure d’un multimètre numérique
  2- Loi de propagation des incertitudes
  3- Méthode de calcul préconisée par le COFRAC
  

  3-1- Les incertitudes-types

  3-2- Evaluation des incertitudes-types

  3-3- Combinaison des incertitudes-types

  3-4- Bilan d’incertitudes

• Annexes : Spécifications du multimètre numérique HP 973A 

ELECTROTECHNIQUE

Partie 1 : Cours sur les machines électriques

Chapitre 1 : Machine à courant continu

• 1- Constitution

  1-1- L'inducteur
  1-2- L'induit
  1-3- Le collecteur et les balais

• 2- Principe de fonctionnement

  2-1- Fonctionnement en moteur
  2-2- Fonctionnement en génératrice

• 3- Schéma électrique équivalent

  3-1- Expression de la fem induite
  3-2- Expression du couple électromagnétique
  3-3- Conversion de puissance
  3-4- Flux magnétique crée sous un pôle
  3-5- Schéma équivalent de l'induit

• 4- Les différents types de machines à courant continu

• 5- Moteur à excitation indépendante

• 6- Moteur série

• 7- Génératrice à courant continu (dynamo)

Chapitre 2 : Puissances électriques en régime sinusoïdal 

• 1- Puissances active, réactive et apparente

• 2- Vecteurs de Fresnel et puissances

• 3- Nombres complexes et puissances

• 4- Théorème de Boucherot

• 5- Facteur de puissance

Chapitre 3 : Systèmes triphasés

• 1- Monophasé et triphasé

• 2- Système triphasé

• 3- Récepteurs triphasés équilibrés

  3-1- Couplage étoile

  3-2- Couplage triangle

• 4- Puissances en régime triphasé équilibré

• Chapitre 4 : Puissances et harmoniques
  
  
• I- Définitions

  I-1- Décomposition en série de Fourier
  I-2- Valeur efficace (True RMS)
  I-3- Valeur efficace des harmoniques
  I-4- Taux de distorsion harmonique THD
  I-5- Puissance apparente S (en VA) de la charge
  I-6- Puissance active P (en watts) consommée par la charge
  I-7- Puissance réactive Q (en vars) consommée par la charge
  I-8- Facteur de puissance PF (Power Factor)
  I-9- Facteur de déplacement DPF (Displacement Power Factor)
  I-10- Puissance déformante D

• II- Cas d’une tension alternative purement sinusoïdale qui alimente un dipôle linéaire

• III- Cas d’une tension alternative purement sinusoïdale qui alimente un dipôle non linéaire

• IV- Cas d’une tension non sinusoïdale

• V- Mesures sur des ampoules basses consommations avec l'analyseur de puissances CA8220 (Chauvin Arnoux)

• Bibliographie

• Annexe : Extrait de la norme CEI 61000-2-2 : Niveaux de compatibilité pour les perturbations conduites basse fréquence sur les réseaux publics d'alimentation basse tension

Chapitre 5 - Transformateur en régime sinusoïdal

• 1- Introduction

• 2- Transformateur parfait

• 3- Transformateur réel

• 4- Schéma équivalent : diagramme de Kapp

• 5- Chute de tension en charge

• 6- Bilan de puissance

• 7- Transformateur triphasé

Chapitre 6 - Champ magnétique tournant 

• 1- Champ tournant produit par un aimant

• 2- Champ tournant produit par un système triphasé

• 3- Principe de la machine synchrone

• 4- Principe de la machine asynchrone

Chapitre 7 : Machine synchrone triphasée

• 1- Constitution

  1-1- Rotor
  1-2- Stator

• 2- Types de fonctionnement

  2-1- Fonctionnement en moteur
  2-2- Fonctionnement en génératrice (alternateur)

• 3- Relation entre vitesse de rotation et fréquence des tensions triphasées

• 4- Etude de l'alternateur

  4-1- Fonctionnement à vide
  4-2- Fonctionnement en charge : diagramme de Behn-Eschenburg

• 5- Bilan de puissance de l'alternateur

• 6- Alternateur monophasé

Chapitre 8 : Machine asynchrone triphasée

• 1- Introduction

• 2- Glissement

• 3- Plaque signalétique

• 4- Fonctionnement à vide

• 5- Fonctionnement en charge

• 6- Bilan de puissance du moteur asynchrone

Partie 2 : Cours d'électronique de puissance

Chapitre 0 : Introduction

• 1- Conversion AC/DC

• 2- Conversion DC/DC

• 3- Conversion DC/AC

• 4- Conversion AC/AC

Chapitre 1 : Montages redresseurs

• 1- Redressement non commandé

  1-1- Rappel sur la diode
  1-2- Pont de Graëtz monophasé (PD2)
  1-3- Application : alimentation continue alimentée par le secteur

• 2- Redressement commandé

  2-1- Le thyristor (ou SCR : Silicon Controlled Rectifier)
  2-2- Pont mixte symétrique monophasé (PD2)

  Chapitre 2 : Les hacheurs
  
  
• 1- Principe du hacheur série

• 2- Application à la commande d'un moteur à courant continu

Chapitre 3 : Les onduleurs autonomes

• 1- Principe de l'onduleur autonome en pont monophasé

  1-1- Commande symétrique
  1-2- Commande décalée

• 2- Réalisation pratique

Chapitre 4 : Les gradateurs

• 1- Gradateur monophasé

• 2- Application à la commande de chauffage d'un radiateur

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