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Liste des cours catégorie: Analogique - Théorèmes fondamentaux
Abaque Smith
Adaptation circuit LC
Le traitement des signaux électriques s’opère souvent au travers de réseaux linéaires. Les grandeurs électriques d’excitation (tensions ou courants) sont transformées pour constituer le résultat qui est observé au travers des grandeurs de sortie.
L’exemple de circuit du premier ordre retenu est le circuit RC en réponse à des signaux souvent rencontrés dans les exploitations technologiques : échelon de tension, rampe de tension et excitation sinusoïdale. Pour le deuxième ordre, le circuit RLC (équivalence des machines électrique par exemple) illustre l’étude de la résolution dans le seul cas de l’échelon de tension.
L'analyse fréquentielle est une méthode statistique de prédiction consistant à étudier les événements passés, caractéristiques d'un processus donné (hydrologique ou autre), afin d'en définir les probabilités d'apparition future.
Cette prédiction repose sur la définition et la mise en oeuvre d'un modèle fréquentiel, qui est une équation décrivant le comportement statistique d'un processus. Ces modèles décrivent la probabilité d'apparition d'un événement de valeur donnée.
Etude d'un circuit R, L et C série
Constitution de Fresnel (méthode graphique)
Facteur de surtension
Etude d'un circuit R, L et C parallèle
Méthode de calcul des circuits sinusoïdaux
AWG (American Wire Gauge) est une unité de mesure qui permet de mesurer le diamètre d'un fil conducteur électrique. Le nombre d'opérations nécessaires pour produire un fil d'un diamètre donné désignera la valeur de Gauge (exemple 26AWG signifie 26 passages dans la tréfileuse).
Définition Charge condensateur
Etablissement et suppression d'un courant dans un circuit inductif et résistif
Les flux des champs magnétiques dans deux bobinages couples
Les fuites de flux
Le coefficient de couplage entre les deux circuits
Mise en équation des circuits identiques et couples
Étude de la réponse en fréquence
Exemple : circuits couples pour récepteur de radio en f.m.
Circuits électriques
Lois des noeuds et des mailles Kirchhoff
Couplages parallèles, séries
Couplages mixtes
Code des couleurs des résistances
Entraînement
L’impédance de certains éléments de base de l’électrocinétique est variable avec la pulsation de la source d’alimentation. Cette propriété est utilisée dans les fonctions électroniques où interviennent des signaux à fréquence variable.
Un circuit linéaire soumis à une grandeur d’entrée pour délivrer une grandeur de sortie est décrit par sa transmittance. Elle traduit le rapport entre la grandeur de sortie et celle d’entrée. En régime sinusoïdal, c’est une fonction complexe dont l’étude permet de décrire les propriétés du circuit associé. L’étude se traduit par un ensemble de graphes, les diagrammes de Bode, décrivant l’évolution du module et la phase lorsque la pulsation de la grandeur d’entrée est variable.
Sur la base d’exemples, la démarche d’étude est présentée : mise en équation du réseau, détermination de la transmittance, extraction du module et de la phase, étude de ces fonctions réelles et tracé des diagrammes de Bode. Les études se limitent aux systèmes d’ordre 1 et 2, mais une méthode est proposée pour étudier et tracer les transmittances d’ordre supérieur.
On propose une seconde méthode de détermination du régime permanent dans le cas de signaux sinusoïdaux. Cette méthode permet de résoudre les équations avec des régimes sinusoïdaux comme on l’aurait fait avec des grandeurs continues, c’est à dire de façon très simple d’un point de vue mathématique.
Un signal périodique quelconque est la superposition de grandeurs sinusoïdales. On étudie donc particulièrement les phénomènes dans un réseau linéaire lorsque toutes les grandeurs y intervenant sont établies et sinusoïdales.
Après un bref rappel des grandeurs sinusoïdales du temps, les différentes représentations sont évoquées : graphique avec le modèle de Fresnel ou analytique avec le modèle complexe. La relation liant la tension au courant dans les éléments de base (résistances, condensateurs, inductances et sources) sont proportionnelles avec pour coefficient l’impédance. Cette nouvelle grandeur permet de généraliser l’expression de l’association des éléments, d’adapter la formulation des théorèmes de Kirchhoff et de mettre en place une série de théorèmes généraux permettant d’accélérer la recherche des grandeurs inconnues d’un circuit (superposition, Thévenin, Norton, Millman).
Circuits Parallèle
Le programme simule le fonctionnement du générateur sinusoïdal et de l'oscilloscope de visualisation).
• Eléments résistifs et réactifs
• Comportement d’une résistance en régime alternatif sinusoïdal
• Comportement d’un condensateur en régime alternatif sinusoïdal
• Comportement d’une inductance en régime alternatif sinusoïdal
• Circuits en régime impulsionnel
• Signal impulsionnel
• Mesure d'un circuit RC en régime impulsionnel
• Application pratique
• Etude du circuit RC en régime impulsionnel
• Analyse du circuit
• Mesure du temps de charge du condensateur
• Constante de temps du circuit RL
• Exercices
• Circuits RL et RC série
• Exemples de calculs pratiques
• Exercices
• Montage parallèle en courant alternatif
• Conductance, admittance et suceptance
• Impédance Z
• Circuit RL et RC parallèles
• Circuits bouchons
• Exercices
Circuit RL et RC parallèles
Circuits bouchons
Télécommande centralisée
Exemples de calculs pratiques
• Montage série en courant alternatif
• Circuit électrique
• Impédance Z
• Mesure d’un circuit RLC série en régime alternatif sinusoïdal
• Calcul des réactances et de l’impédance
• Tracé temporel du comportement des éléments du circuit
• Tensions aux bornes des éléments du circuit
• Représentations temporelles et vectorielles
• Formules de calcul
• Résonance série
• Exercices
Circuits Série
Composants commutés: résistances commutées, capacités commutées, Intégrateur négatif, Intégrateur positif.
Condensateur
Par définition, on sait que le sens conventionnel est l'inverse du sens réel de déplacement des électrons. Officiellement, les électrons vont du moins vers le plus, alors que le sens utilisé par les électriciens et les électroniciens va du plus vers le moins. Une flèche dans une branche indique le sens du courant.
Ce qu'il faut retenir, c'est que si le courant va dans le sens de la flèche, il est POSITIF, dans le cas contraire il est NÉGATIF.
Courants non sinusoïdaux
Ce cours a pour but de présenter rapidement le plus large éventail possible des connaissances de base en électronique (analogique et numérique), électrotechnique, traitement et transport du signal.
– Le premier chapitre, à la lecture facultative, introduit la notion de transformée de Fourier et en établit les propriétés mathématiques ;
– Le deuxième chapitre aborde les notions de base des circuits électriques, et présente une approche plus (( empirique)) des définitions du chapitre précédent ;
– le chapitre suivant expose rapidement les principes de fonctionnement des semi-conducteurs, et présente succintement transistors bipolaire et MOS;
– Le quatrième regroupe sous le titre (( Systèmes analogiques )) des champs aussi divers que les notions de filtrage, de bruit dans les composants, de contreréaction, etc. ;
– Le chapitre suivant aborde les (( systèmes numériques )) : circuits de logique combinatoire ou séquentielle etquelques contraintes techniques liées au traitement numérique de l’information ;
– Le sixième chapitre expose brièvement quelques modes de transport de l’information ;
– Le dernier introduit quelques concepts-clefs de l’électrotechnique et de l’électronique de puissance : transformateur, systèmes polyphasés, machines électriques et conversion d’énergie ;
Déphasage
Il y a deux grandeurs importantes que nous manipulerons sans cesse, l s'agit de la tension U et de
L'intensité du courant I.
Comment tracer les diagrammes théoriques de Bode, Black et Nyquist avec Excel ?
Pourquoi privilégier les courants sinusoïdaux
Fonctions périodiques et fonctions sinusoïdales
Représentation des grandeurs sinusoïdales
Représentation complexe
Dipôles passifs linéaires en régime sinusoïdal
Puissance dissipée dans les dipôles passifs
Adaptation d’impédance en puissance
Relations courant tension
Dipôles passifs linéaires en régime variable
Charge et décharge d’un condensateur
Établissement du courant dans une inductance
Systèmes du second ordre
Le circuit R, L, C série
Types de mesures, mesures en laboratoire, mesures de qualification, mesures de tests en production, contrôle de processus industriels, mesures manuelles et automatiques, qu'es-ce qu'une chaîne de mesure, bancs de mesure.
Effet thermique
Effet chimique
Effet magnétique
Phénomènes fondamentaux
Champ magnétique - Induction
Flux d'induction magnétique (flux magnétique)
Lois fondamentales de l'électromagnétisme
Loi de Faraday
Electromagnétisme
L'électronique: définition
Les semi-conducteurs
Avantages des composants à semi-conducteurs
Un problème épineux: les dipôles non-linéaires
Le transistor
Qu'est-ce qu'un signal électrique?
Les paramètres d'un signal analogique
Signaux complexes
Signaux parasites
Signaux analogiques et signaux numériques
Le système binaire
La logique booléenne
Fonctions logiques
Tables de vérité
Logique séquentielle
Bascules monostables
Bascules bistables
Les compteurs
Quelques petites remarques en guise de conclusion
Notions générales d’Électricité et d’Électronique
Conducteurs et Semi-Conducteur
La diode et ses applications
Le transistor et ses applications
L’Amplificateur opérationnel et ses applications
Les Conducteurs et les semi-conducteurs, Les semi-conducteurs, Agitation thermique, Bande de Valence
Bande de conduction, Les conducteurs, Les Isolants
Les semi-conducteurs intrinsèques, Semi-conducteurs extrinsèques, Semi-conducteurs extrinsèques de type N
Semi-conducteurs extrinsèques de type P, La jonction PN, Polarisation de la jonction PN
Caractéristique de la diode, Diode Zener, Stabilisation par diode Zener
Redressement des tensions (courants) alternatifs, Redressement simple (mono) alternance, Redressement double alternance
Filtrage par condensateur en tête, Transistor à jonction ou transistor bipolaire, Principe de fonctionnement : effet transistor
Réseau de caractéristique du transistor, Polarisation du transistor, Polarisation par une résistance de base
Polarisation par pont, L'opération d'amplification, Grandeurs caractéristiques d'un amplificateur
Transistor bipolaire en amplification, Schéma équivalent du transistor pour les petits signaux, Schéma équivalent simplifié
Montage émetteur commun (EC), Impédance d'entrée, Impédance de sortie
Montage collecteur commun (CC), Gain en tension, Impédance d'entrée
Impédance de sortie, L’Amplificateur Opérationnel, Approximation
Montage INVERSUR, Montage NON-INVERSUR, Montage SUIVEUR
Montage SOMMATEUR - INVERSUR, Montage SOMMATEUR NON-INVERSUR, Amplificateur différentiel
Montage intégrateur, 0 Montage dérivateur, Convertisseur courant tension
Notion fondamentales d'électrostatique: Electrisation, Electrisation par frottement, Electrisation par contact, Electrisation par influence
Définition de l'énergie
Transformations de l'énergie
Définition de la puissance
Comment identifier un système
Etude des systèmes du 1er Ordre
Etude des systèmes du Second Ordre
Etude fréquentielle
Fonction amplification : à référence commune, de différence, de mode commun
Fonctions intégration et dérivation
Fonction retard
Fréqence de résonance
Fréquence Période Pulsation
Généralités sur l'électronique
Exemple : circuit rc intégrateur
Exemple : sonde compensée de l’oscilloscope
Impédance
Loi des nœuds (première loi de Kirchhoff)
Loi des branches et loi des mailles (deuxième loi de Kirchhoff)
Relation entre courant et tension
Puissance et énergie électrique
L'émetteur
Exemple de calcul de puissance:
La nature d'un matériau est caractérisée par un facteur appelé RESISTIVITE qui traduit la facilité avec laquelle, dans un matériau donné, on peut arracher un électron de son orbite autour de son noyau.
Quelques valeurs de résistivité de matériaux usuels :
La résonance
Le bruit
Le quartz en oscillateur et filtre
Le récepteur
Le but de cette leçon est de présenter quelques rudiments sur les signaux périodiques et de donner à comprendre la notion d'impédance en électrotechnique.
Quelques rudiments sur les signaux périodiques et de donner à comprendre la notion d'impédance en électrotechnique
Lorsqu’on ferme un circuit pour le mettre en fonction, les courants et les tensions mettent un certain temps à s’établir. C’est le régime transitoire.
Ce chapitre fait l’étude des composants dont ce temps dépend : le condensateur et l’inductance. Les effets de ces composants sont étudiés dans des montages de base.
Les atténuateurs
1-Courbe de réponse en fréquence d’un système
2-Intérêt de la courbe de réponse
3-Relevéexpérimental àl’oscilloscope
4-Relevéexpérimental au voltmètre
5-Relevéexpérimental àl’analyseur de spectre
6-Relevéexpérimental àl’analyseur de réseau
7-Simulation de la courbe de réponse
8-Le physicien H.W. Bode
9-Courbe de Bode asymptotique
10-Courbe de Bode réelle
11-Les propriétés des cassures
12-Comment trouver les fréquences des cassures ?
13-La forme standard de la transmittance
14-Le diagramme de Bode aux basses-fréquences
15-Le diagramme de Bode d’un gain pur
16-Le diagramme de Bode d’un intégrateur
17-Le diagramme de Bode d’un dérivateur
18-Les différentes phases du tracé
Dipôle passif. Dipôle actif. Convention générateur. Convention récepteur. Association passif / actif. Association actif / actif. Caractéristique statique d'un dipôle. Droite de charge d'un générateur. Dipôles non linéaires. Lois de kirchoff. Loi des mailles. Loi des noeuds. Théorème de superposition. Théorème de thévenin. Transformation norton / thévenin. Généralités sur l'amplification.
Les distorsions
Les filtres PH-PB-PB
Les filtres RC - RL
Les oscillateurs
Les ponts
Pont de Wheatstone
Ponts en courant alternatif
Ponts P/Q
Le pont de Sauty.
Le pont de Nernst.
Ponts P.Q
Le pont de Maxwell.
Le pont de Hay.
Ponts P.C (ponts de Owen)
Ponts P/C (ponts de Schéring)
Pont de Robinson
les shunts
Signaux analogiques
Signaux numériques
Signaux périodiques
Loi d'OHM
Lois de Kirchhoff
Notion de courant
Vecteur densité de courant
Loi d’Ohm
Vitesse des électrons dans un conducteur
Régimes permanents et quasi-permanents
Lois de Kirchhoff
Dipôles électriques
Point de fonctionnement d’un circuit
Association de dipôles
Courant électrique
Vecteur densité de courant
Loi d’Ohm
Association de dipôles
L'électricité est un phénomène invisible (circulation d'électrons), il ne peut être mis en évidence que par ses effets (chaleur, lumière, force etc...). Les grandeurs physiques qui caractérisent l'électricité sont.
L'intensité du courant : I
L’électrocinétique traite de la circulation des charges électriques dans les milieux conducteurs appelés réseaux ou circuits. Deux grandeurs essentielles représentées par des fonctions dépendantes du temps sont utilisées, le courant (débit de charges) et la tension (différence de potentiels entre deux points d’un circuit). Ce sont des grandeurs algébriques dont le signe indique la direction par rapport à un sens de référence choisi arbitrairement au début de l’étude et désigné comme conventionnel.
Rappels sur les représentations complexes des courants et des tensions sinusoïdales. Représentation symbolique de Laplace des dipôles élémentaires
Théorèmes généraux sur les circuits. Modélisation linéaire d'une portion de circuit électrique. Dipôles et quadripôles. Modèles de Thévenin et de Norton.
Propriétés des signaux périodiques (puissance,...)
Filtrage analogique. Utilisation de la représentation de Bode. Réponses temporelles des circuits.
Influence des perturbations électromagnétiques. Notion de CEM . Blindage BF et HF. Filtre secteur.
Instruments de mesure. Matériel informatique.
Magnétisme
Tableau des masses volumiques des conducteurs électriques
Masse spécifique de l'unité de volume (densité)
Masse volumique d'isolants électriques
Masse volumique de gaz utilisés en électronique
Corps composés, corps simples
La molécule
Particules élémentaires
Relation entre l'atome et l'électricité
Liaisons entre atomes
Mélangeurs et multiplicateurs
Mesure d'un courant par intrusion
Mesure d'un courant par couplage
Mesure d'un courant par effet Hall
Mesure I et U
Valeurs instantanées. Valeurs moyennes. Valeurs efficaces. Valeurs crêtes. Dissipation thermique dans les composants. Loi d'Ohm thermique. Constitution de l'empilement thermique. Caractéristiques thermiques des transistors de puissance. Élément d'isolation. Calcul pratique du radiateur. Rôle du lead frame.
Modulation démodulation
Doubleur de tension de Latour
Doubleur de tension Schenkel
Multiplicateur de tension de Latour
Multiplicateur de tension de Schenkel
Les grandeurs électriques
Les dipôles
Association de dipôles récepteurs et de dipôles générateurs
Le but de cette leçon est de rappeler ou d'introduire quelques notions et notations électrotechniques: la résistance, les relations de Kirchhoff, les sources de tension et de courant, les théorèmes de Norton, de Thévenin et de superposition. Ces notions d'électrotechnique sont incontournables en électronique.
Dans un schéma électrique ou électronique complexe, on ne peut pas, en général, spontanément indiquer le sens réel du courant dans chaque branche. Dans ces conditions, on orientera au hasard les courants inconnus et l’on utilisera la loi d’Ohm algébrique pour mettre le schéma en équations et connaître, après résolution, le sens réel des courants compte-tenu du signe des résultats. Les
Exemples suivants sont relatifs au régime continu, cependant les outils présentés sont aussi utilisables en régime sinusoïdal à un instant t donné.
Loi d’ohm algebrique
Methode des potentiels aux noeuds
Theoreme de superposition
Simulation d’une partie du schéma selon THEVENIN.
Simulation d’une partie du schéma selon NORTON
Notions de couplage électrique. Couplage par impédance commune. Exemple de mesure de courant à l'aide d'un shunt. Mesure simultanée d'une tension et d'un courant par sonde. Application à la mesure de faibles résistances : mesure 4 points. Flottement d'un appareil. Mesure en différentiel. Amplification " à la source.
Structure d’un montage à réaction
Formule de Black
Améliorations induites par la contre-réaction
Distorsion d’amplitude
Distorsion de phase
Autres effets de la contre-réaction
Les différents types de contre-réaction
Amplificateur sans réaction
Amplificateur avec réaction
Puissance en alternatif
Définition des quadripôles
Exemples de quadripôles
Matrices représentatives des quadripôles: impédance, admittance, de transfert, hybride
Associations de quadripôles: Association en cascade, Quadripôle en T
Schémas équivalents des quadripôles linéaires
Schémas équivalents des quadripôles non linéaires
Mesure de l'intensité d'un courant
Réactance capacitive
Réactance inductive
Coefficient de réflexion d'une ligne de transmission
Réflexion d'une impulsion rectangulaire étroite
Réflexion d'une impulsion rectangulaire large
Dipôles passifs, Dipôles actifs
Association de dipôles linéaires
Théorème de superposition
Association de dipôles non linéaires
Linéarisation de la caractéristique d'un dipôle non linéaire
Les grandeurs périodiques
Représentation des grandeurs sinusoïdales
Les dipôles passifs linéaires en régime sinusoïdal
Etudes des circuits linéaires en régime sinusoïdal
Réseaux en régime permanent
Méthode générale de résolution
Résolution du système
Loi de Pouillet
Méthode par substitutions
Théorème de Millman
Théorème de superposition
Théorème de Thévenin
Théorème de Norton
Exemples d’application
Résistance en alternatif
Tableau des conducteurs électriques
Etudes pour caractériser un matériau conducteur et calculer la résistance d'un fil résistif.
Définition d'un réseau électrique
Noeuds - Branches - Mailles
Méthode de résolution d'un réseau électrique
Méthode de Kirchoff
Méthode de superposition
Méthode de Thévenin
Méthode de Norton
Méthode de Millmann
Lois de Kirchoff
Résolution universelle
Séries Fourier
Les signaux périodiques sont la superposition d’un signal permanent, la valeur moyenne, et d’une composante fluctuante de valeur moyenne nulle, la composante alternative. Parmi ces dernières, on définit les signaux sinusoïdaux dont les propriétés sont très utilisées en électrocinétique.
Enfin, un signal périodique peut être défini comme la superposition d’ondes sinusoïdales de fréquences multiples de celle du signal de base. Ces descriptions sont résumées sous l’appellation « décomposition de Fourier d’un signal périodique ».
Une fois que l’on dispose de la description d’un réseau électrique et la manière de l’étudier, on lui
Applique des grandeurs électriques dénommés de manière générale signaux.
Une classe particulière souvent rencontrée concerne les signaux périodiques. On définit alors la
Période, la valeur moyenne, la valeur efficace et le facteur de forme.
Les signaux périodiques sont la superposition d’un signal permanent, la valeur moyenne, et d’une
Composante fluctuante de valeur moyenne nulle, la composante alternative. Parmi ces dernières, on définit
Les signaux sinusoïdaux dont les propriétés sont très utilisées en électrocinétique.
Enfin, un signal périodique peut être défini comme la superposition d’ondes sinusoïdales de
Fréquences multiples de celle du signal de base. Ces descriptions sont résumées sous l’appellation
« décomposition de Fourier d’un signal périodique ».
Décomposition en série de Fourier d’un signal périodique
Amplificateur parfait qui respecte le spectre de l’entrée
Amplificateur imparfait qui mofifie le spectre de l’entrée : bande passante limitée et non linéarité
SSB Phasing
Terre, Masse, Blindage et Neutre
Théorème de Thévenin
Théorème de Norton
Le théorème de Norton permet une résolution rapide des problèmes relatifs au calcul des tensions et des courants d'un circuit.
Le théorème de superposition peut s’appliquer sur n’importe quel montage électronique linéaire...
Ce théorème est indispensable lorsqu'un schéma contient plus d'un générateur
Le théorème de Thévenin permet de ramener n'importe quel circuit, si complexe soit-il, à un circuit simple composé d'éléments en série.
Les lois de Kirchhoff
Loi des noeuds
Loi des mailles
Théorème de superposition
Théorèmes de Thévenin et Norton
Théorème de Millman
Méthode et objectifs
Électricité et électronique
Quelques symboles conventionnels
L'anglais en électronique
Chaleur spécifique ou chaleur massique d’un corps
Transfert de chaleur par conduction en régime permanent
Conséquence de la loi de Fourier : conductance et résistance thermique d’un mur
Détermination de la résistance thermique de dispositifs à géométrie circulaire et sphérique
Association de résistances thermiques
Résistance thermique d'un mur non homogène
Convection en régime permanent
Transfert de chaleur par rayonnement
Analogie électrique de la conduction thermique
Propagation de la chaleur par conduction
Calcul du radiateur a associer a un composant électronique
Étude du phénomène transitoire de mise en température de la puce
Transconducteurs
Transformateur
Dans tout avion, la place est compté. C'est donc un avantage de pouvoir miniaturiser les éléments cependant on perd souvent beaucoup de place à cause des fils électriques liant les différents éléments. Il nous faut donc trouver un procédé qui produirait de l'énergie à proximité du lieu où l'on en aurait besoin.
Valeurs efficaces
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