ELE105 - Circuits électriques

Ce cours vise à analyser des schémas et à élaborer des modèles mathématiques de circuits électriques linéaires et invariants dans le temps.

Au terme de ce cours, la personne étudiante sera en mesure de :

• modéliser mathématiquement et à partir de concepts fondamentaux du génie électrique, un circuit linéaire contenant des résistances, des inductances, des capacités et à amplificateurs opérationnels;
• appliquer des méthodes spécifiques d'analyse à des modèles de circuits donnés pour calculer les réponses désirées de ces circuits;
• choisir les outils mathématiques, les modèles de circuits et les méthodes d'analyse permettant de trouver, de façon quantitative, les réponses temporelles et fréquentielles d'un circuit donné;
• résoudre de façon analytique et par calculs des problèmes de circuits dans les domaines temporels et fréquentiels, à partir de schémas, de modèles électriques et de contraintes quantitatives;
• analyser des schémas représentant des circuits électriques résistifs, inductifs, capacitifs et à amplificateurs opérationnels;
• appliquer des techniques de mesures de signaux électriques dans un environnement de laboratoire et interpréter et analyser ces mesures.

Éléments de contenu : composants passifs (résistances, inductances, condensateurs) et amplificateurs opérationnels. Sources de tension et de courant indépendantes et contrôlées. Lois d'Ohm et de Kirchhoff. Conversions entre énergie et puissance. Méthodes des mailles et des nœuds. Circuits avec excitations continue, variable et périodique. Théorèmes fondamentaux (Thévenin, Norton, superposition, transfert maximal de puissance). Application d'outils mathématiques pour l'analyse des circuits linéaires: équations différentielles, algèbre des nombres complexes et phaseurs, convolution dans le temps, transformée de Laplace, série de Fourier. Étude des circuits dans le domaine temporel en régimes transitoire et permanent. Étude des circuits dans le domaine fréquentiel. Fonctions de transfert, pôles et zéros. Réponse en fréquence et diagramme de Bode. Étude des circuits en régime sinusoïdal permanent. Impédances complexes. Puissance réelle, réactive et apparente. Analyse de circuits à l'aide de microordinateur.

Préalable ou cours concomitant : MAT265 Équations différentielles (4 cr.), ELE104 Principes fondamentaux des circuits électriques (3 cr.) (profil I))