Université du Québec en Outaouais Département d'informatique et d'ingénierie
Sigle : GEN1153  Gr. 01
Titre : Électrotechnique
Session : Automne 2005  Horaire et local
Professeur : Ndjountche, Tertulien
1. Description du cours paraissant à l'annuaire :

Objectifs

Rendre l'étudiant apte à utiliser les principes fondamentaux d'électromagnétisme et les principes de conversion électromécanique de l'énergie pour calculer les performances des machines électriques.

Contenu

Rappel des circuits monophasés : terminologie, opération élémentaire sur les phaseurs, étude du régime permanent dans un circuit R, L, C (notion d'impédance). Puissance des courants alternatifs sinusoïdaux, facteurs de puissance. Les circuits triphasés : terminologie, représentation des systèmes triphasés équilibrés, groupement des circuits triphasés, puissance dans les systèmes triphasés équilibrés, couplage des récepteurs en étoile et en triangle, transformation étoile-triangle, mesure de puissance en circuit triphasé, intérêt des systèmes polyphasés. Circuits magnétiques : calcul des circuits magnétiques, circuits couplés, énergie magnétique emmagasinée, phénomène d'hystérésis, puissance et pertes dans le noyau, schéma électrique équivalent d'une bobine. Transformateurs : définition transformateur parfait, transformateur réel, rendement d'un transformateur, transformateur triphasé, transformateurs spéciaux. Machines tournantes à courant continu : rappel des lois fondamentales, génératrice à courant continu, principe de fonctionnement du moteur à c.c., contrôle de la vitesse des moteurs c.c., moteur série universel.
2. Objectifs spécifiques du cours :
Rendre l'étudiant apte à utiliser les principes fondamentaux d'électromagnétisme et les principes de conversion électromécanique de l'énergie pour calculer les performances des machines électriques.

Les objectifs de ce cours, sont les suivants :

  1. Analyser les circuits électriques, monophasés et polyphasés, équilibrés et déséquilibrés
  2. Analyser le fonctionnement des bobines à noyau de fer ainsi que des transformateurs monophasés et triphasés
  3. Apprendre les principes de conversion d'énergie électromécanique.
  4. Fournir la capacité de comprendre les modèles équivalents des composants complexes (transformateur, machine) et la conception des systèmes à courant continu et alternatif.

3. Stratégies pédagogiques :
Les formules pédagogiques suivantes seront utilisées:
  1. Cours magistral.
  2. Problèmes à solutionner se rattachant au cours.
  3. Séances de laboratoire.
4. Heures de disponibilité ou modalités pour rendez-vous :
Lundi : 13h00 - 15h00
5. Plan détaillé du cours sur 15 semaines :
Semaine Thèmes Dates
1    INTRODUCTION GÉNÉRALE
  • Rappel des lois de l'électrocinétique et de l'électromagnétisme
 12 sept. 2005 
2    CIRCUITS ÉLECTRIQUES MONOPHASÉS
  • Analyse des circuits monophasés
  • Puissances instantanées, active, réactive, apparente et complexe :
    • Facteur de puissance et sa correction

Laboratoire 1 : Analyse d'un circuit monophasé (21 septembre)

19 sept. 2005 
3    CIRCUITS ÉLECTRIQUES TRIPHASÉS ET ÉQUILIBRÉS
  • Générateur triphasé
  • Charge triphasée
  • Analyse des circuits triphasés
  • Mesure de puissance électrique

Laboratoire 2 : Analyse d'un circuit triphasé équilibré (5 octobre)

 26 sept. 2005 
4    CIRCUITS ÉLECTRIQUES TRIPHASÉS DÉSÉQUILIBRÉS
  • Méthode directe d'analyse des circuits déséquilibrés
  • Méthode des composantes symétrique
    • Séquence directe, inverse et homopolaire
  • Applications
 03 oct. 2005 
5    Semaine d'études 10 oct. 2005 
6    Examen de mi-session 17 oct. 2005 
7    CIRCUIT ÉLECTRIQUE EN RÉGIME NON-SINUSOÏDAL
  • Série de Fourier
  • Réponse d'un circuit en régime non sinusoïdal
  • Transformée de Fourier
 24 oct. 2005 
8    BOBINE À NOYAU DE FER
  • Lois fondamentales : loi d'Ampère et loi de Faraday-Lenz
  • Bobine à noyau de fer : circuit équivalent
    • Diagramme vectoriel
    • Ajout d'entrefer
    • Flux magnétique et courant absorbé par une bobine
    • Dimensionnement d'une bobine
 31 oct. 2005 
9    TRANSFORMATEURS - PARTIE I
  • Transformateur monophasé
    • Circuit équivalent
    • Diagramme vectoriel
    • Mesure des paramètres d'un transformateur
  • Autotransformateur

Laboratoire 3 : Le transformateur monophasé et sa régulation, et autotransformateur (9 novembre)

 07 nov. 2005 
10    TRANSFORMATEURS - PARTIE II
  • Transformateur triphasé
  • Transformateur à plusieurs enroulements
  • Système unitaire
    • Avantage
    • Choix des valeurs de base dans un réseau
    • Calcul avec les grandeurs réduites
 14 nov. 2005 
11    CONVERSION DE L'ÉNERGIE ÉLECTROMÉCANIQUE
  • Conversion de l'énergie électrique en énergie mécanique
  • Conversion de l'énergie mécanique en énergie électrique
  • Conservation de l'énergie
  • Équations dynamiques
 21 nov. 2005 
12    MACHINES À COURANT CONTINU
  • Rappels des lois fondamentales
  • Générateur à courant continu
  • Moteur à courant continu

Laboratoire 4 : Moteurs à courant continu (30 novembre)

 28 nov. 2005 
13    MACHINES À COURANT ALTERNATIF
  • Principe
  • Machine à courant triphasé
    • Générateur synchrone
    • Moteur synchrone
    • Moteur à induction
  • Machine à courant monophasé
  • Autres types de moteurs
 05 déc. 2005 
14    INTRODUCTION À L'ÉLECTRONIQUE DE PUISSANCE
  • Diode
  • Transistor
  • Thyristor, Diac et Triac
  • Applications
 12 déc. 2005 
15    Examen final 19 déc. 2005 
6. Évaluation du cours :
  • Examen de mi-session : 30 %
  • Examen final : 40 %
  • Devoirs : 10 %
  • Travaux pratiques (5): 20 %

Il faut obtenir une moyenne minimale de 50% aux travaux pratiques pour que les notes des travaux comptent.

7. Politiques départementales et institutionnelles :
8. Principales références :
  1. Notes de cours.
  2. Électrotechnique 3e édition, Théodore Wildi, les presses de l'Université Laval, 1999.
  3. Circuits et machines électriques, Réal-Paul Bouchard et Guy Olivier, Éditions de l'École Polytechnique de Montréal, 3e trimestre 1995.
  4. Électrotechnique, deuxième édition, Réal-Paul Bouchard et Guy Olivier, Éditions de l'École Polytechnique de Montréal, 1e trimestre 1999.
  5. Electrical Machines, Drives, and Power Systems Fourth Edition, Théodore Wildi Prentice-Hall, 2000.
9. Page Web du cours :