Documents Cahier de texte
Semaine du 2 septembre
EL1 – Systèmes linéaires
Introduction avec Audacity
Fonction de transfert, analyse de Fourier
Stabilité des systèmes
– Définition
– Critère de stabilité d’un système du 1er ordre
– Critère de stabilité d’un système du 2nd ordre
Grandes fonctions linéaires
– Modèles utilisés pour l’amplificateur opérationnel
– Montages amplificateurs
Semaine du 9 septembre
– Montage intégrateur
– Exercice : montage dérivateur
– Association en cascade
– Exercices : systèmes à plusieurs entrées
Cas d’un système NON linéaire : les comparateurs
TP : montages à ALI, défauts de l’ALI, filtrage. Observation expérimentale d’un oscillateur quasi-sinusoïdal. Observation du phénomène d’influence électrostatique.
EL2 – Oscillateurs
Schéma fonctionnel d’un système
– Présentation
– Comparaison des performances : chaîne directe / Système bouclé
Oscillateurs
– Oscillateur quasi-sinusoïdal
Semaine du 16 septembre
– Oscillateur à relaxation
Analyse documentaire : semi-conducteurs
EM1 – Transport de charge électrique
Conservation de la charge
– Propriétés de la charge
– Distributions macroscopiques de charges
– Densité volumique de courant électrique
– Equation locale de conservation de la charge
Conducteur ohmique
– Loi d’Ohm locale
Semaine du 23 septembre
– Résistance électrique d’un conducteur cylindrique
– Puissance électrique, effet Joule
EM2 – Symétries des champs électrique et magnétique
Caractère polaire du champ électrique
– Invariances, symétries d’une distribution de charges électriques
– Invariances et symétries du champ électrique
Semaine du 30 septembre
Caractère axial du champ magnétique
– Invariances, symétries d’une distribution de courants électriques
– Invariances et symétries du champ magnétique
EM3 – Champ électrostatique
Le champ électrostatique
– Interaction coulombienne
– Champ électrostatique créé par une charge ponctuelle
Théorème de Gauss
– Flux d’un champ créé par une charge ponctuelle
– Le théorème de Gauss
– Principe du calcul du champ
Semaine du 7 octobre
Equations locales de l’électrostatique
– Du théorème de Gauss à l’équation locale de Maxwell-Gauss
– Equation de Maxwell-Faraday en électrostatique, existence du potentiel
électrique
– Energie potentielle d’une charge ponctuelle dans un champ électrostatique
extérieur
– Equation de Poisson
Propriété topographiques du champ électrique et du potentiel
– Lien entre lignes de champ et surfaces équipotentielles
– Conservation du flux électrique en dehors des sources
Exemples de calculs de champs électrostatiques
– Distribution de charge à symétrie cylindrique
– Distribution de charge à symétrie sphérique
– Plan illimité uniformément chargé
– Condensateur, énergie électrostatique
Analogie avec le champ de gravitation
– Analogie
– Théorème de Gauss pour la gravitation
Semaine du 14 octobre
EM4 – Champ magnétostatique
Equations locales de la magnétostatique
– Rappel : définition du champ magnétique
– équations de Maxwell-Ampère et Maxwell-Thomson
Equations intégrales de la magnétostatique
– Conservation du flux
– Théorème d’Ampère
Exemples de calculs de champs magnétostatiques
– Champ magnétique créé par un fil infini
– Champ magnétique créé par un fil épais et infini
– Champ magnétique créé par un solénoïde infini
– Champ magnétique créé par une bobine torique
TP : mise en oeuvre d’un oscillateur quasi-sinusoïdal et d’un oscillateur
astable. Observation d’un oscillateur à portes logiques. Observation du
phénomène d’influence électrostatique.
Semaine du 4 novembre
Forces de Laplace
– Description volumique
– Modèle filiforme
EM5 – Electromagnétisme dans l’ARQS
Equations de Maxwell et ARQS magnétique
– Cas général, existence des courants de déplacement
– Forme intégrale des équations de Maxwell
– ARQS magnétique
Courants de Foucault
– géométrie des courants de Foucault
– Puissance dissipée par effet Joule
Energie magnétique
– Energie magnétique d’une bobine seule et de 2 bobines couplées
– Densité volumique d’énergie magnétique
– Couplage parfait, couplage partiel
Semaine du 11 novembre
EM6 – Milieux ferromagnétiques
Matériaux ferromagnétiques
– Champ créé par un dipôle magnétique
– Actions subies par un dipôle magnétique dans B extérieur
– Aimantation d’un milieu magnétique
– Milieux ferromagnétiques
Circuit magnétique avec ou sans entrefer
– Lignes de champ dans un circuit magnétique
– Champ dans l’entrefer d’un électroaimant
Semaine du 18 novembre
– Inductance propre d’une bobine
– Pertes d’une bobine réelle à noyau
ET1 – Transformateur
Introduction à la conversion de puissance : puissance électrique en
régime sinusoïdal
– Puissance moyenne, facteur de puissance
– Puissance moyenne absorbée par une impédance
Transformateurs
– Modèle du transformateur idéal
– Applications du transformateur
TP matériau magnétique et transformateur. Expériences de mécanique des fluides (traînée, viscosimètre de Couette)
Semaine du 25 novembre
DI1 – Diffusion
Introduction : écriture infinitésimale du 1er et du 2ème principes de la
thermodynamique
– Le premier principe
– Le 2ème principe
Diffusion de particules
– Description du phénomène
– Loi de Fick
– Loi de conservation
– Equation de la diffusion
Diffusion thermique
– Différents modes de transfert thermique
– Loi de Fourier
– Bilan thermique
– Equation de la diffusion thermique
– Cas du régime stationnaire : conductance thermique
Semaine du 2 décembre
– ARQS, analogie électrocinétique avec un circuit RC
MF1 – Introduction à la mécanique des fluides : débits et lois de conservation
Description de l’écoulement d’un fluide
– Notion de particule de fluide
– Description eulérienne des vitesses
Conservation de la masse
– Débit volumique, débit massique
– Equation de conservation de la masse
Etude de quelques écoulements
– Ecoulement stationnaire (ou « permanent »)
– Ecoulement incompressible et homogène
MF2, complément – Statique des fluides
Semaine du 9 décembre
MF2 – Actions de contact sur un fluide
Pression
– La force de pression
– Equivalent volumique de la force de pression
Viscosité dynamique
– Forces de viscosité
– Conditions aux limites
MF3 – Fluides en mouvement
Ecoulement interne incompressible et homogène dans une conduite
cylindrique
– Écoulements laminaire, turbulent, nombre de Reynolds
– Chute de pression dans une conduite horizontale, cas Re faible
– Chute de pression dans une conduite horizontale, cas Re élevé