Sigle : GEN1153 Gr. 01 Titre : Électrotechnique Session : Hiver 2016 Horaire et local Professeur : Taheri, Shamsodin
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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.
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Le cours couvre 4 des 12 qualités requises des diplômés telle que définies dans les normes d'agrément des programmes de génie au Canada. (http://www.engineerscanada.ca/fr/ressources-en-matiere-dagrement) :
a. Qualité 1 : Connaissance en génie
b. Qualité 2 : Analyse de problèmes
b. Qualité 3 : Investigation
c. Qualité 5 : Utilisation d'outils d'ingénierie
Les qualités 2, 3 et 5 sont mesurées dans ce cours pour fins de rétroaction
Objectifs spécifiques |
Qualité |
Indicateurs |
Introduit |
Développé |
Utilisé |
- Identifier les différentes méthodes d'analyse des circuits triphasés.
- Identifier les informations connues et inconnues pour analyser la puissance dans les systèmes triphasés équilibrés.
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2 |
1. Identifier les informations connues et inconnues, et les incertitudes d'un problème. |
x |
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- Analyser les équations avec impédances complexes de premier et de deuxième ordre, ainsi que les équations d'un circuit monophasé ou triphasé équilibré en se basant sur des lois et théorèmes d'analyse des réseaux.
- Comportement dynamique d'un moteur CC.
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- |
2. Formuler un processus de résolution de problème comprenant des approximations et des hypothèses. |
x |
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- Mettre en œuvre les circuits électriques triphasés dans le logiciel.
- Formuler les équations par les lois de Faraday et de Lenz.
- Évaluer la performance des machines tournantes à courant continu.
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3 |
2. Mettre en œuvre des investigations documentaires, des expériences et/ou des prototypes. |
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x |
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- Utiliser des techniques pour déterminer le courant de la tension et de la puissance.
- Utiliser les outils et sélectionner les techniques appropriées pour mesurer le courant de la tension et de la puissance.
- Modélisation des transformateurs et moteurs dans le logiciel LVSIM.
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5 |
2. Utiliser les outils, techniques de mesure, modèles ou simulations appropriés. |
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x |
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Les stratégies suivantes seront utilisées :
- Cours magistral (une période par semaine).
- Problèmes à solutionner se rattachant au cours.
- Séances de laboratoire (une période par semaine de 3 heures). La présence lors de ces séances est obligatoire.
- Lecture personnelle.
Laboratoire:
- Le laboratoire est sous la responsabilité de M. Antoine Shaneen (antoine.shaneen@uqo.ca), 819 595-3900, poste 1863, Bureau B0180. Il sera disponible lors des séances prévues à l'horaire.
- Une assistance technique sera assurée par un technicien du département (Abdelkrim Chebihi). Le technicien ne sera disponible que lors de la séance de laboratoire prévue à l'horaire.
- Les règlements spécifiques au fonctionnement des laboratoires seront abordés lors du premier laboratoire.
Cours magistraux :
La participation et les échanges en classe sont les bienvenus. Le respect va dans les deux (2) sens. Veuillez respecter vos collègues et vos professeurs en classe (ne pas être un élément perturbateur) et vous serez traité avec le même respect en retour. Prière de ne pas arriver en retard au cours et de ne pas quitter avant la fin du cours - si vous devez quitter avant la fin du cours, SVP en informer le professeur au début du cours et minimiser votre perturbation en occupant un siège près de la porte.
Par ailleurs, dans l'intérêt de tous et pour créer un climat calme et propice à l'apprentissage, il est exigé de garder dans votre sac tous les objets TIC pouvant affecter l'attention des autres étudiants et celle du professeur. Ceci inclut l'ordinateur portable, le téléphone cellulaire (en mode fermé ou silencieux) et autres outils de communication (SMS, etc.), journaux et lecteurs MP3. Votre collaboration sera grandement appréciée par le professeur et les autres étudiants. Le professeur se réserve le droit de confisquer les dits objets le cas échéant (cours et/ou l'attention du professeur et/ou des étudiants sont affectés). En effet, l'utilisation des TIC dans la salle de classe ne peut se faire qu'à des fins pédagogiques. Les autres formes d'utilisation pouvant être potentiellement une source de distraction pour le professeur ou les autres étudiants.
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Sur rendez-vous par courriel (shamsodin.taheri@uqo.ca)
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1 |
Chapitre 1 : Rappel des circuits monophasés et puissance en courant alternatif
- Éléments des circuits électriques
- Opération élémentaire sur les phaseurs
- Étude du régime permanent dans un circuit R, L, C (notion d'impédance)
- Puissance des courants alternatifs sinusoïdaux
- Facteur de puissance
- Facturation électrique
Lire "Les exigences et consignes de sécurité durant les TP" et passer le quiz avant le TP1
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11 jan. 2016 |
2 |
Chapitre 1 (Suite)
Travail pratique 1 : Circuits monophasés et déphasage (22 janvier 2016 au A0300)
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18 jan. 2016 |
3 |
Chapitre 2 : Circuits triphasés
- 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
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25 jan. 2016 |
4 |
Chapitre 2 (Suite)
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01 fév. 2016 |
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Chapitre 3 : Circuits magnétiques
- Rappel des notions fondamentales d'électromagnétisme
- Calcul des circuits magnétiques
- Circuits couplés
- Énergie magnétique emmagasinée
- Phénomène d'hystérésis
- Puissance et pertes dans le noyau
- Shéma électrique équivalent d'une bobine
Travail pratique 2 : Circuits triphasés (12 février 2016 au A0300)
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08 fév. 2016 |
6 |
Chapitre 3 (Suite)
Travail pratique 3 : Puissance dans les circuits triphasés (19 février 2016 au A0300)
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15 fév. 2016 |
7 |
Révision sur les chapitres 1, 2 et 3
Initiation du mini-projet
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22 fév. 2016 |
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Semaine d'études
Examen de mi-session (11 mars 2016 au A0300)
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29 fév. 2016 |
9 |
Chapitre 4 : Transformateurs
- Définition transformateur parfait
- Transformateur réel
- Rendement d'un transformateur
- Transformateur triphasé
- Transformateurs spéciaux
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07 mars 2016 |
10 |
Chapitre 4 (Suite)
Travail pratique 4 : Transformateurs monophasés (18 mars 2016 au A0300)
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14 mars 2016 |
11 |
Chapitre 5 : Machines tournantes à courant continu
- Rappel des lois fondamentales
- Génératrice à courant continu
- Principe de fonctionnement des moteurs à courant continu et alternatifs
- Contrôle de la vitesse des moteurs à courant continu
- Moteur série universel
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21 mars 2016 |
12 |
Congé (Lundi de Pâques)
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28 mars 2016 |
13 |
Chapitre 5 (Suite)
Travail pratique 5 : Moteurs CC (8 avril 2016 au A0300)
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04 avr. 2016 |
14 |
Révision sur les chapitres 4 et 5
Remise du projet de conception
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11 avr. 2016 |
15 |
Examen final (3 heures)
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18 avr. 2016 |
Outils d'évaluation |
Pondération |
Indicateurs évalués |
Travaux pratiques (5 séances) |
20 % |
5.2 et 3.2 |
Mini-projet |
10 % |
3.2 |
Examen de mi-session |
30% |
2.1 et 2.2 |
Examen final |
40 % |
2.1 et 2.2 |
- Tout appareil électronique personnel (cellulaires et autres outils de communication, lecteurs MP3...) est interdit pendant les examens et l'utilisation non autorisée d'un tel dispositif électronique sera considérée comme une fraude selon le terme de la procédure concernant les infractions relatives aux études et sanctions. Le professeur retire automatiquement l'examen à l'étudiant et ce dernier obtient la note de zéro (0) pour cette évaluation.
- La note de passage est fixée à 52 %.
- Il faut obtenir une moyenne minimale de 52 % au total des 2 examens pour que les notes des travaux pratiques et du mini-projet dans le calcul de la note finale.
- Il faut obtenir une moyenne minimale de 50 % aux travaux pratiques pour que les notes des travaux comptent. La présence aux travaux pratiques est obligatoire.
- Aucun délai pour la remise des travaux pratiques et du mini-projet ne sera négociable (sauf force majeure) et une note de 0 sera attribuée. Le rapport doit être remis via le site Moodle du cours.
- Attention : La présence aux cours est obligatoire. Trois absences ou plus mèneront à un échec automatiquement.
Indicateurs |
Niveau 0 |
Niveau 1 |
Niveau 2 |
Niveau 3 |
2.1 - Identifier les informations connues et inconnues, et les incertitudes d'un problème. |
Identification inadéquate ou inexistante des informations connues et inconnues et des incertitudes |
Identification partielle des informations connues et inconnues et des incertitudes |
Identification adéquate des informations connues et inconnues et des incertitudes |
Identification exhaustive des informations connues et inconnues et des incertitudes |
2.2 - Formuler un processus de résolution de problème, comprenant des approximations et des hypothèses. |
Formulation du processus de résolution inacceptable et traitement inadéquat des approximations et des hypothèses |
Formulation du processus de résolution acceptable, mais traitement partiel des approximations et des hypothèses |
Formulation du processus de résolution et traitement des approximations et des hypothèses acceptables |
Formulation du processus de résolution et traiment des approximations et des hypothèses remarquables |
3.2 - Mettre en œuvre des investigations documentaires, des expériences et/ou des prototypes. |
Mise en œuvre inacceptable |
Mise en œuvre partielle |
Mise en œuvre acceptable |
Mise en œuvre remarquable |
5.2 - Utiliser les outils techniques de mesure, modèles ou simulations appropriés. |
Utilisation inadéquate ou inexistante |
Utilisation partielle |
Utilisation adéquate |
Utilisation remarquable |
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- Alexander, Charles K., Matthew NO Sadiku, and Matthew Sadiku. Fundamentals of electric circuits, McGraw-Hill Higher Education, 2007.
- M.Farzaneh et I. Fofana, Électrotechnique, Notes de cours 6GEI322, Automne 2014(COPSCO UQAC).
- T. Wildi et G. Sybille, Électrotechnique, Presses de l'Université Laval, 2005.
- S. J. Chapman, Electric Machinery Fundamentals, 4th ed., McGraw-Hill Higher Education, 2005.
- P. C. Sen, Principles of Electric Machines and Power Electronics, Wiley, 1996.
- B. St-Jean, Électrotechnique et machines électriques, Les Presses de l'Université de Sherbrooke.
- Fitzgerald, Kingsley et Umans, Electric Machinery, McGraw-Hill, 4th ed., 2003
- M. Marty, Principes d'électrotechnique - cours et exercices corrigés, Dunod, 2005.
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