Objectifs de l’enseignement:
Maîtrise et calcul des réseaux électriques et circuits de types RL, RC et RLC ainsi que les quadripôles et les diodes accompagnés d’un ensemble ‘exemple d’application sous forme de travaux pratiques.
Connaissances préalables recommandées:
Il est recommandé de maîtriser la matière Physique 2 (Electricité) enseignée en S2 et les Mathématiques, de la 1ère année Science de la Matière
Contenu de la matière :
I– RÉSEAUX ÉLECTRIQUES (5 semaines)
- Courant continu : Définition, générateurs de tension et de courant (idéal, réel), relations tensions –courant (R, L, C), lois de Kirchhoff. Méthodes d’analyse des réseaux linéaires : méthode des mailles et des nœuds, application à la notation matricielle. Théorèmes fondamentaux (superposition, théorèmes de Thevenin et Norton, réciprocité), équivalence entre Thevenin et
- Régime variable : Circuits et signaux en régime variable, application du calcul variationnel (transformée de Laplace, exemple : impédance symbolique et circuits à un signal échelon ou à signal impulsion).
- Régime sinusoïdal : représentation des signaux, notations complexes, impédance électriques, adaptation d’un générateur sinusoïdal. Méthodes d’analyse des réseaux en régime sinusoïdal et théorèmes fondamentaux, application aux circuits RC,
- Étude des circuits résonnants série et parallèle, régime forcé : réponses en fréquence, coefficients de qualité, bande passante, sélectivité, unités
- Étude des circuits RLC en régime libre : les différents régimes, conditions initiales. Circuits RC et RL (énergie maximale dans C et L).
II – QUADRIPOLES PASSIFS (6 semaines)
- Représentation d’un réseau passif par un quadripôle : Les matrices d’un quadripôle, association de quadripôle. Grandeurs caractérisant le comportement d’un quadripôle dans un montage (impédance d’entrée et de sortie, gain en courant et en tension), application à l’adaptation.
- Quadripôles particuliers passifs : En Г, T, Π, etc. équivalence étoile – triangle. Filtres électriques passifs : Impédances images et caractéristiques, étude du gain (en atténuation) d’un filtre chargé par son impédance itérative. Cas particulier du filtre idéal symétrique (bande passante). Représentation des fonctions de transfert (courbes de Bode). Transformateurs, circuits à couplage magnétique : Régime libre (battement) régime forcé (différents coulage et réponses en fréquence, bande passante).
III – DIODES (4 semaines)
Notions élémentaires de la physique des semi-conducteurs : semi-conducteurs intrinsèque et extrinsèque. Conduction, dopage, jonction pn, diagramme d’énergie.
Constitution et fonctionnement d’une diode : Polarisation, caractéristique I(V), droite de charge statique, régime variable.
Circuits à diodes : Redressement simple et double alternance, application à la stabilité de tension par la diode Zener, écrêtage. Autres types de diodes : varicap, DEL, photodiode.
