Cours Découverte Génie Electrique 2ème Année Licence Génie Electrique Cours Déc

Cours Découverte Génie Electrique 2ème Année Licence Génie Electrique Cours Découverte Génie Electrique 2ème année Licence Cours préparé par : Mme Mazouz.N ار ـ ـــــ ا ا ـ ــــــ ـ ـ ا  ـ اط ـ ـــــ ا ـ ـــــ REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE MINISTERE DE L'ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE وزارة ا  ا وا ا UNIVERSITE DES SCIENCES ET DE LA TECHNOLOGIE D’ORAN MOHAMED BOUDIAF  "ھان#$% ' ام وا# ' ")ف FACULTÉ DE GÉNIE ELECTRIQUE " ـــ%*ـــــ ا$ ا+ DÉPARTEMENT D’ELECTRONIQUE ,ــــــ- و%./ـــــ ا0 Cours Découverte Génie Electrique 2ème Année Licence Génie Electrique Programme Introduction générale 01 Partie I : ELECTRONIQUE 1.1 Objectif 02 1.2 Définitions 02 1.3 L’électronique analogique 03 1.3.1 Les éléments passifs 03 1.3.2 Les éléments actifs 13 1.4 L’électronique numérique 19 1.4.1 Les circuits intégrés numériques 19 1.4.2 Les circuits intégrés analogiques 22 1.5 Le Bilan de l’évolution 22 1.6 Les métiers de l’électronique 24 1.7 Conclusion 25 Partie II : ELECTROTECHNIQUE 2.1 Objectif 26 2.2 Définition 26 2.3 Les réseaux électriques 26 2.3.1 De la production autonome aux réseaux interconnectés 26 2.3.2 La conduite du réseau électrique 27 2.4 Les machines électriques 30 2.4.1 Le transformateur 30 2.4.2 La Machine à courant continu (CC). 36 2.4.3 La Machine à courant alternative (CA) 39 2.5 L’Électronique de puissance 41 2.6 Conclusion 42 Partie III : AUTOMATIQUE 3.1 Objectif 43 3.2 Définition 43 3.3 La régulation automatique 43 3.4 Le système automatisé 45 3.5 L’automate programmable industriel (API) 49 3.6 Conclusion 52 Conclusion générale 54 Cours Découverte Génie Electrique 2ème Année Licence Génie Electrique Cours Découverte Génie Electrique 2ème Année Licence Génie Electrique INTRODUCTION GENERALE Le génie électrique est un domaine qui regroupe les trois spécialités électronique, électrotechnique ainsi que l’automatique, le facteur essentiel qui lie ces trois techniques est l’énergie. Dans la Grèce antiquet, energeia voulait dire « en travail », « en action ». Le français a conservé cette signification. L’énergie, c’est au quotidien une force en action ! Un coup de pied dans un ballon de football produit un mouvement du ballon vers le partenaire ou les buts de l’adversaire. La force de la passe ou du shoot a donné son énergie au ballon. La flamme de la cuisinière à gaz fournit l’énergie nécessaire à l’eau de cuisson des pâtes. L’énergie produite par les réacteurs d’un avion lui permet de voler et de ne pas s’écraser au sol. L’énergie d’une chute d’eau permet de fabriquer de l’électricité. L’énergie lumineuse du soleil alimente la croissance des plantes. On peut donc en déduire une première définition simple : L'énergie caractérise la capacité à produire des actions, par exemple à engendrer du mouvement, modifier la température d'un corps ou à transformer la matière. L'énergie provient de différentes sources que l'on trouve dans la nature : le bois, le charbon, le pétrole, le gaz, le vent, le rayonnement solaire, les chutes d'eau, la chaleur interne de la terre, l'uranium. Elle peut prendre différentes formes : chaleur, énergie musculaire, énergie mécanique, chimique, énergie électrique par exemple. Ses formes multiples peuvent se transformer l'une en l'autre. L’électronique est l'ensemble des techniques qui utilisent des signaux électriques pour capter, transmettre et exploiter une information. Une exception est l'électronique de puissance utilisée pour la conversion électrique-électrique de l'énergie par contre l'électrotechnique est l’utilisation technique de l'électricité, soit en tant que support d'énergie, soit en tant que support d'information. Tandis que l’automatique est tout système qui exécute toujours le même cycle de travail pour lequel il a été programmé. La particularité de l'Électrotechnique par rapport à l'Électronique, l'Automatique et l'Informatique vient du fait que la première s'intéresse essentiellement au traitement et à la conversion de l'énergie électrique plutôt qu'au traitement du signal (ou de l'information). La figure 1 illustre cette complémentarité. Pour mieux comprendre la liaison entre ces trois grandes techniques, prenons l’exemple de la domotique. Le terme domotique est composé du regroupement de deux mots. Domo qui signifie maison, et automatique. La domotique regroupe donc l'ensemble des techniques et technologies permettant l'automatisation et l'amélioration des tâches au sein d'une maison ou d'un appartement. Pour ce faire, les appareils de la maison sont intégrés à des systèmes de communications qui permettent de gérer les automatismes. La domotique couvre les portes automatiques, les systèmes de sécurité et de télésurveillance, le chauffage, la gestion de l'énergie, de l'équipement électroménager, audiovisuel et bien plus. Cours Découverte Génie Electrique 2ème Année Licence Génie Electrique Cours Découverte Génie Electrique 2ème Année Licence Génie Electrique 1.1 Objectif : Connaitre le monde de l’électronique. 1.2 Définitions : Electronique L’ensemble des techniques qui utilisent des signaux électriques pour capter, transmettre et exploiter une information. Une exception est l'électronique de puissance utilisée pour la conversion électrique-électrique de l'énergie (figure 1.1). La synoptique montre les principales étapes du processus de traitement et de transmission d'une information sonore, depuis la note de musique émise par un instrument jusqu'à celle entendue par l'auditeur d'un concert ou d'un disque. Deux technologies électroniques cohabitent : l'analogique et le numérique ou technologie digitale. Le numérique est plus récent, son développement est principalement dû aux ordinateurs et il prend de plus en plus de "parts de marché" de l'analogique. Cependant, l'analogique n'est pas du tout en déclin parce qu'il y a des domaines dans lesquels elle est irremplaçable, notamment en hautes fréquences. Des progrès importants sont faits dans la réalisation de circuits intégrés analogiques qui ouvrent de nouveaux champs d'applications hors de portée auparavant figure (1.2). Figure (1.1) : Traitement et transmission de l’information Figure (1.2) : Chaine de traitement numérique Cours Découverte Génie Electrique 2ème Année Licence Génie Electrique Electronique analogique : La grandeur électrique ou signal varie de façon analogue à la grandeur physique qu'elle décrit. Une caractéristique importante est la continuité du signal. Electronique numérique : La grandeur électrique est traduite en une suite de nombres séparés par un intervalle de temps. L'impossibilité de décrire le signal par une suite de nombres infinie si l'intervalle de temps tend vers zéro a pour conséquence une discontinuité de la description du signal physique. On pourrait prétendre que l'électronique digitale est contre nature puisque toutes les grandeurs physiques de notre monde sont analogiques. On entend par analogique qu'elles sont continues, elles varient dans le temps mais sans discontinuité. Pour prendre un exemple parlant, la température au cours d'une journée évolue graduellement. Quand le soleil se lève la température augmente, de manière continue, on ne passe pas de 12°C à 25°C en une µs. Dans l'électronique numérique, en revanche ceci ne sera pas possible, nous ne pourrons manipuler que des signaux qui prennent deux valeurs finies et bien connues. Ces valeurs symboliseront des états, comme l'état haut ou l'état bas, la porte ouverte ou fermée, le jour ou la nuit. Il y aura une forte discontinuité en ces deux valeurs. 1.3 Electronique analogique : 1.3.1 Les éléments passifs : 1.3.1.1 La Résistance : a. Descriptions : La résistance ( Résistor) est l'élément le plus simple, très utilisé en électronique. C'est un composant dit passif, il conduit l'électricité avec un effet résistif . Il est bidirectionnel, il n' y a pas de sens obligatoire du passage du courant. b.Symboles : c. Effet résistif : Il convient de noter que la dégradation d'énergie en forme thermique est un phénomène général en physique, phénomène décrit par la thermodynamique. En électricité, si on place une tension aux bornes d'un conducteur, il advient un courant. La dissipation d'énergie se manifeste par un échauffement et une chute de potentiel le long du conducteur ; il y a conversion d'énergie électrostatique (contenue dans le générateur par exemple) en énergie thermique (échauffement par effet Joules). La résistance d’un corps dépend de sa nature par sa résistivité (qui n’est autre que sa faculté à s’opposer au passage des électrons) et de ses dimensions (longueur et section). La relation donnant la résistance R d’un cylindre de section constante (mais de forme quelconque) figure (1.3). Cours Découverte Génie Electrique 2ème Année Licence Génie Electrique d. Marquage de la valeur nominale Ne Mangez Rien Ou Jeûnez Voilà Bien Votre Grande Bêtise N : noir (0) M : marron (1) R : rouge (2) O : orange (3) J : jaune (4) V : vert (5) B : bleu (6) V : violet (7) G : gris (8) B : blanc (9) Exemple : Premier chiffre significatif : jaune : 4 Deuxième chiffre significatif : vert : 5 Multiplicateur : orange : 3 Tolérance : dorée : 5 % Donc la valeur de cette résistance est : 45 x 103 à 5 % soit 45 k à 5 %. Figure (1.3) : l’effet résistif Figure (1.4) : Marquage de la résistance Cours Découverte Génie Electriqu 2ème Année Licence Génie Elec 1.3.1.2 Le CONDENSATEUR a. Descriptions : Les condensateurs appartie dans tous les domaines de l électrique aux bornes de deux é Leurs performances électrique électrode-isolant-électrode. Ils  condensateurs céram  condensateurs élect  condensateurs à film b. Effet capacitif : Cet effet correspond au trois différence de potentiel à deux accumulation de charges par i être ardemment uploads/Science et Technologie/ cours-decouverte-genie-electrique-2-eme 1 .pdf

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