Chap. 2 Vademecum d'électricité Composants réactifs et outils associés

Documents pareils
Automatique Linéaire 1 Travaux Dirigés 1A ISMIN

ELEC2753 Electrotechnique examen du 11/06/2012

Circuits RL et RC. Chapitre Inductance

Compatibilité Électromagnétique

A. N(p) B + C p. + D p2

ÉVALUATION FORMATIVE. On considère le circuit électrique RC représenté ci-dessous où R et C sont des constantes strictement positives.

Filtres passe-bas. On utilise les filtres passe-bas pour réduire l amplitude des composantes de fréquences supérieures à la celle de la coupure.

INTRODUCTION A L ELECTRONIQUE NUMERIQUE ECHANTILLONNAGE ET QUANTIFICATION I. ARCHITECTURE DE L ELECRONIQUE NUMERIQUE

Automatique Linéaire 1 1A ISMIN

SYSTEMES LINEAIRES DU PREMIER ORDRE

Systèmes de transmission

Chapitre 1 Régime transitoire dans les systèmes physiques

Mini_guide_Isis.pdf le 23/09/2001 Page 1/14

TD1 Signaux, énergie et puissance, signaux aléatoires

Chapitre I La fonction transmission

Donner les limites de validité de la relation obtenue.

Transmission de données. A) Principaux éléments intervenant dans la transmission

TABLE DES MATIÈRES 1. DÉMARRER ISIS 2 2. SAISIE D UN SCHÉMA 3 & ' " ( ) '*+ ", ##) # " -. /0 " 1 2 " 3. SIMULATION 7 " - 4.

Charges électriques - Courant électrique

Notions d asservissements et de Régulations

CHAPITRE XIII : Les circuits à courant alternatif : déphasage, représentation de Fresnel, phaseurs et réactance.

Intérêt du découpage en sous-bandes pour l analyse spectrale

Mini_guide_Isis_v6.doc le 10/02/2005 Page 1/15

1 Démarrer L écran Isis La boite à outils Mode principal Mode gadget Mode graphique...

Le transistor bipolaire. Page N 6 Tranlin

CH IV) Courant alternatif Oscilloscope.

Equipement. électronique

EP A1 (19) (11) EP A1 (12) DEMANDE DE BREVET EUROPEEN. (43) Date de publication: Bulletin 2011/26

Cours 9. Régimes du transistor MOS

L3-I.S.T. Electronique I303 Travaux pratiques

Instruments de mesure

CARACTERISTIQUE D UNE DIODE ET POINT DE FONCTIONNEMENT

TP 7 : oscillateur de torsion

Communication parlée L2F01 TD 7 Phonétique acoustique (1) Jiayin GAO <jiayin.gao@univ-paris3.fr> 20 mars 2014

Étude des Corrélations entre Paramètres Statiques et Dynamiques des Convertisseurs Analogique-Numérique en vue d optimiser leur Flot de Test

8563A. SPECTRUM ANALYZER 9 khz GHz ANALYSEUR DE SPECTRE

Chapitre 7. Circuits Magnétiques et Inductance. 7.1 Introduction Production d un champ magnétique

Champ électromagnétique?

Cours d électricité. Circuits électriques en courant constant. Mathieu Bardoux. 1 re année

Technique de codage des formes d'ondes

PRODUIRE DES SIGNAUX 1 : LES ONDES ELECTROMAGNETIQUES, SUPPORT DE CHOIX POUR TRANSMETTRE DES INFORMATIONS

TRAVAUX PRATIQUES SCIENTIFIQUES SUR SYSTÈME

SUJET ZÉRO Epreuve d'informatique et modélisation de systèmes physiques

Exercice 1. Exercice n 1 : Déséquilibre mécanique

M1107 : Initiation à la mesure du signal. T_MesSig

ELECTRONIQUE ANALOGIQUE

Chaine de transmission

CHAPITRE VIII : Les circuits avec résistances ohmiques

Module d Electricité. 2 ème partie : Electrostatique. Fabrice Sincère (version 3.0.1)

Mode d emploi ALTO MONITOR PROCESSEUR D ÉCOUTE. Version 1.0 Juillet 2003 Français

CHAPITRE V. Théorie de l échantillonnage et de la quantification

BACCALAURÉAT PROFESSIONNEL EPREUVE DE TRAVAUX PRATIQUES DE SCIENCES PHYSIQUES SUJET A.1

ACOUSTIQUE 3 : ACOUSTIQUE MUSICALE ET PHYSIQUE DES SONS

Partie Agir : Défis du XXI ème siècle CHAP 20-ACT EXP Convertisseur Analogique Numérique (CAN)

Chapitre 2 Les ondes progressives périodiques

Elec II Le courant alternatif et la tension alternative

SIGNAUX NUMERIQUES ET MODULATIONS NUMERIQUES

AMELIORATION DE LA FIABILITE D UN MOTEUR GRÂCE AU TEST STATIQUE ET DYNAMIQUE

Manipulation N 6 : La Transposition de fréquence : Mélangeur micro-ondes

ECTS INFORMATIQUE ET RESEAUX POUR L INDUSTRIE ET LES SERVICES TECHNIQUES

THESE DOCTEUR. Génie Electrique. Maxime MOREAU

Automatique des systèmes linéaires continus

Leçon 1 : Les principaux composants d un ordinateur

Cours de Systèmes Asservis

EP A1 (19) (11) EP A1 (12) DEMANDE DE BREVET EUROPEEN. (43) Date de publication: Bulletin 2011/21

LES CARACTERISTIQUES DES SUPPORTS DE TRANSMISSION

FAG Detector III la solution pour la surveillance et l équilibrage. Information Technique Produit

Caractéristiques des ondes

INTERPRÉTATION ET ANOMALIES DE LA PROSPECTION À RÉSONANCE MAGNÉTIQUE (MRS)

TD 11. Les trois montages fondamentaux E.C, B.C, C.C ; comparaisons et propriétés. Association d étages. *** :exercice traité en classe.

TP Modulation Démodulation BPSK

Quantification Scalaire et Prédictive

Cours d Acoustique. Niveaux Sonores Puissance, Pression, Intensité

M HAMED EL GADDAB & MONGI SLIM

CABLECAM de HYMATOM. Figure 1 : Schéma du système câblecam et détail du moufle vu de dessus.

CHAPITRE IX : Les appareils de mesures électriques

SYSTEME DE PALPAGE A TRANSMISSION RADIO ETUDE DU RECEPTEUR (MI16) DOSSIER DE PRESENTATION. Contenu du dossier :

Série 77 - Relais statiques modulaires 5A. Caractéristiques. Relais temporisés et relais de contrôle

Convertisseurs statiques d'énergie électrique

Union générale des étudiants de Tunisie Bureau de l institut Préparatoire Aux Etudes D'ingénieurs De Tunis. Modèle de compte-rendu de TP.

Observer TP Ondes CELERITE DES ONDES SONORES

CHAPITRE V SYSTEMES DIFFERENTIELS LINEAIRES A COEFFICIENTS CONSTANTS DU PREMIER ORDRE. EQUATIONS DIFFERENTIELLES.

DETECTOR BICANAL FG2 1. DIMENSIONS ET CONNEXIONS ELECTRIQUES 2. GENERALITES. 24 VDC Alimentat. 24 Vcc. Contact Boucle Contact Boucle 1 6 7

Premier ordre Expression de la fonction de transfert : H(p) = K

NO-BREAK KS. Système UPS dynamique PRÉSENTATION

CLIP. (Calling Line Identification Presentation) Appareil autonome affichant le numéro appelant

QUELQUES ACTIVITES RELATIVES A LA PARTIE A Propagation d une onde ; onde progressive. Comment installer le format de compression divx?

La compensation de l énergie réactive

UE 503 L3 MIAGE. Initiation Réseau et Programmation Web La couche physique. A. Belaïd

P M L R O G W. sylomer. Gamme de Sylomer Standard. Propriétés Méthode de test Commentaires. Polyuréthane (PUR) Cellulaire mixte

Etudier l influence de différents paramètres sur un phénomène physique Communiquer et argumenter en utilisant un vocabulaire scientifique adapté

CHAPITRE IX. Modèle de Thévenin & modèle de Norton. Les exercices EXERCICE N 1 R 1 R 2

Bandes Critiques et Masquage

MESURE DE LA PUISSANCE

Numéro de publication: Al. Int. Cl.6: G01S 15/52

La conversion de données : Convertisseur Analogique Numérique (CAN) Convertisseur Numérique Analogique (CNA)

08/07/2015

MESURES D UN ENVIRONNEMENT RADIOELECTRIQUE AVEC UN RECEPTEUR CONVENTIONNEL ETALONNE

Chapitre 3 Les régimes de fonctionnement de quelques circuits linéaires

Transcription:

Chap. 2 Vademecum d'électricité 2.4 - Composants réactifs et outils associés 1

1) utiliser les mauvaises unités Les 7 "péchés capitaux" 2) utiliser des ordres de grandeur non réalistes 3) ne pas définir (sens des flèches, nom, etc) les grandeurs utilisées dans les équations 4) appliquer les théorèmes linéaires sur des systèmes non-linéaires 5) mal utiliser les axes dans un plan de Bode ex: graphe à l'envers, log du log, etc 6) utiliser les phaseurs pour calculer une réponse indicielle 7) proposer pour une capacité ou une inductance un comportement non réaliste = comportement contredisant les lois temporelles ou l'impédance ELEC-H-301-2006/07 2

Plan 2.4 Composants réactifs Plan du module 2.4.1 - Analyse temporelle 2.4.2 - Analyse fréquentielle (I): impédances 2.4.3 - Analyse fréquentielle (II): fonctions de transfert ELEC-H-301-2006/07 3

Chap. 2 Vademecum d'électricité 2.4 Composants réactifs 2.4.1 - Analyse temporelle 4

Introduction 2.4.1 Analyse temporelle dipôles réactifs inductance et capacité ne consomment pas de puissance stockent/restituent de l'énergie électrostatique pour la capacité magnétique pour l'inductance "duals" l'un de l'autre que faire de C ou L dans un circuit? 2 aspects: temporel et fréquentiel v=l.(di/dt) C.(dv/dt)=i ELEC-H-301-2006/07 5

Capacité: comportement temporel 2.4.1 Analyse temporelle charge et décharge charge = augmentation de la tension capacité chargée = tension >0 ou tension <0 décharge = diminution de la tension capacité déchargée = tension nulle 3 lois fondamentales c'est la ddp qui régit la charge/décharge loi HF: la ddp ne varie pas instantanément loi BF: pour t>>, le courant est nul mais pas forcément la ddp! application: circuit RC ELEC-H-301-2006/07 6

Circuit RC en temporel: circuit à résoudre réponse à un échelon E en t=0 2.4.1 Analyse temporelle constatations e(t) = v R (t) + v C (t) un seul courant i(t) = v R (t)/r ELEC-H-301-2006/07 7

2.4.1 Analyse temporelle Circuit RC en temporel: résolution analytique pour t>0 loi des mailles loi des composants => dérivation équa. dif. 1er ordre ELEC-H-301-2006/07 8

Circuit RC en temporel: résolution analytique pour t>0 solution du type: exponentielle décroissante 2.4.1 Analyse temporelle "A" fixé par conditions initiales capa déchargée = v C (0)=0 => v R (0)=E => i(0) = E/R = A solution: ELEC-H-301-2006/07 9

Circuit RC en temporel: résultat 2.4.1 Analyse temporelle réponse à un échelon E en t=0 ELEC-H-301-2006/07 10

Circuit RC en temporel: discussion 2.4.1 Analyse temporelle résolution analytique: avantages rassurant! moyen préféré des étudiants inconvénients lent pas de "feeling" si erreur => aberrations peu transposable à d'autres circuits conclusion intéressant pour une première fois mais pas comme outil de résolution! >< démarche "ingénieur" ELEC-H-301-2006/07 11

Circuit RC en temporel: résolution rapide rappel des 3 lois de la capacité: c'est la ddp qui régit la charge/décharge loi HF: la ddp ne varie pas instantanément loi BF: pour t>>, le courant est nul mais pas forcément la ddp! 2.4.1 Analyse temporelle ELEC-H-301-2006/07 12

2.4.1 Analyse temporelle Circuit RC en temporel: résolution rapide (échelon +E) conditions initiales i=0 (loi BF) ; v R =0 v C =0 en t=0: échelon v C =0 (loi HF) v R =E ; i=e/r ensuite i non nul => v C croît (charge) v R décroît exponentielles décroissantes t>> i=0 (loi BF) ; v R =0 v C =E e(t) v C (t) v R (t) i(t) E E E E/R t t t t ELEC-H-301-2006/07 13

2.4.1 Analyse temporelle Circuit RC en temporel: résolution rapide (échelon -E) CCL passage en négatif à cause de la "rigidité" de la capa ELEC-H-301-2006/07 14

Circuit RC en temporel: vocabulaire 2.4.1 Analyse temporelle constante de temps temps caractéristique de la charge/décharge de la capa 63% après τ 95% après 3τ 99% après 5τ filtres v C (t) est un filtre passe-bas de e(t) v R (t) est un filtre passe-haut de e(t) coupure fréquence/pulsation de coupure bande passante ELEC-H-301-2006/07 15

Inductance: comportement temporel 2.4.1 Analyse temporelle composant dual de la capacité magnétisation et démagnétisation magnétisation = augmentation courant démagnétisation = diminution courant lois fondamentales loi HF: le courant ne varie pas instantanément loi BF: pour t>>, la ddp est nulle mais pas forcément le courant! application: circuit RL ELEC-H-301-2006/07 16

Circuit RL en temporel: résultat 2.4.1 Analyse temporelle ELEC-H-301-2006/07 17

Circuit RL en temporel: vocabulaire 2.4.1 Analyse temporelle constante de temps filtres v L (t) est un filtre passe-haut de e(t) v R (t) est un filtre passe-bas de e(t) coupure fréquence/pulsation de coupure bande passante ELEC-H-301-2006/07 18

Chap. 2 Vademecum d'électricité 2.4 Composants réactifs 2.4.2 Analyse fréquentielle (I): impédances 19

Analyse fréquentielle: introduction "circuits linéaires en régime sinusoïdal" linéaires => R, L, C constants en régime => formes d'onde périodiques sinusoïdal => monochromatique propriétés une seule fréquence un circuit linéaire ne modifie pas la fréquence excitation sinusoïdale Fourier tout signal périodique est une somme de sinusoïdes circuit linéaire => théorème de superposition principe analyse à une seule fréquence (variable) 2.4.2 Analyse fréquentielle (I): impédances ELEC-H-301-2006/07 20

Analyse fréquentielle: AC et DC terminologie signal continu = constant dans le temps valeur moyenne du signal signal alternatif = périodique de moyenne nulle sinusoïde ou somme de sinusoïdes signal quelconque = continu + alternatif en langage courant AC = composante alternative DC = composante continue appareils de mesure (oscilloscope) AC = composante alternative DC = tout le signal (alternatif + continu) 2.4.2 Analyse fréquentielle (I): impédances ELEC-H-301-2006/07 21

Valeur efficace 2.4.2 Analyse fréquentielle (I): impédances définition rms = "root mean square" interprétation X eff liée à la puissance contenue dans le signal valeur du courant DC de même puissance cas particulier: sinusoïde rem: valeur efficace "vraie" convention par défaut: 1V = 1V eff ELEC-H-301-2006/07 22

Outils: phaseurs 2.4.2 Analyse fréquentielle (I): impédances circuit linéaire en régime sinusoïdal tous les signaux sont de la forme signal caractérisé par amplitude et phase phaseur: conversion phaseur <-> signal temporel: ELEC-H-301-2006/07 23

Outils: phaseurs 2.4.2 Analyse fréquentielle (I): impédances interprétation phaseur = nombre complexe / vecteur représentant un signal sinusoïdal phase et amplitude abstraction de la variation périodique d'un ensemble de signaux intérêt concision de notation et de représentation signal temporel variable -> nombre complexe constant raisonnement plus facile résolution du circuit électrique éq. différentielles réelles -> éq. algébriques complexes généralisation de la notion de résistance aux composants réactifs ELEC-H-301-2006/07 24

Outils: phaseurs 2.4.2 Analyse fréquentielle (I): impédances représentation (plan complexe) ELEC-H-301-2006/07 25

Outils: phaseurs 2.4.2 Analyse fréquentielle (I): impédances représentation (plan complexe) passage au signal temporel ELEC-H-301-2006/07 26

Outils: impédance 2.4.2 Analyse fréquentielle (I): impédances impédance d'une inductance ELEC-H-301-2006/07 27

Outils: impédance 2.4.2 Analyse fréquentielle (I): impédances impédance d'une inductance tension en avance de phase de 90 sur courant ELEC-H-301-2006/07 28

Outils: impédance 2.4.2 Analyse fréquentielle (I): impédances impédance d'une capacité ELEC-H-301-2006/07 29

Outils: impédance 2.4.2 Analyse fréquentielle (I): impédances impédance d'une capacité tension en retard de phase de 90 sur courant ELEC-H-301-2006/07 30

Outils: impédance 2.4.2 Analyse fréquentielle (I): impédances impédance d'une résistance tension et courant en phase ELEC-H-301-2006/07 31

Outils: impédance 2.4.2 Analyse fréquentielle (I): impédances conclusion impédance = généralisation de la notion de résistance aux composants réactifs restent applicables: lois de mise en série et en parallèle addition vectorielle dans le plan complexe procédure de résolution d'un circuit théorème de superposition équivalents de Thévenin/Norton ELEC-H-301-2006/07 32

Exemple: circuit RC 2.4.2 Analyse fréquentielle (I): impédances calcul en phaseurs ELEC-H-301-2006/07 33

Exemple: circuit RC 2.4.2 Analyse fréquentielle (I): impédances résultat: V R V C passe-haut passe-bas ELEC-H-301-2006/07 34

Remarques 2.4.2 Analyse fréquentielle (I): impédances Remarques permet une analyse beaucoup plus rapide d'un circuit via une analyse monochromatique, donne des conclusions sur tout type de signal filtrage passe-haut/passe-bas ELEC-H-301-2006/07 35

Chap. 2 Vademecum d'électricité 2.4 Composants réactifs 2.4.3 Analyse fréquentielle (II): fonctions de transfert 36

Outils: fonction de transfert 2.4.3 Analyse fréquentielle (II): fonctions de transfert fonction de transfert H(jω) = rapport des phaseurs d'entrée et de sortie "opération" réalisée par le circuit circuit RC 2 fonctions de transfert: ELEC-H-301-2006/07 37

2.4.3 Analyse fréquentielle (II): fonctions de transfert Outils: fonction de transfert nature d'une fonction de transfert nombre complexe variable en fonction de la fréquence amplitude A(ω) phase ϕ(ω) N.B.: H(jω) >< phaseur plan de Bode = représentation graphique de la fonction de transfert gain: graphe bilogarithmique: Log [A(ω)] = fct(log ω) phase: graphe semi-logarithmique: ϕ(ω) = fct(log ω) ELEC-H-301-2006/07 38

2.4.3 Analyse fréquentielle (II): fonctions de transfert Outils: plan de Bode ELEC-H-301-2006/07 39

Outils: logarithmes (rappels) intérêt des logarithmes notation concise de nombres variant sur de nombreux ordre de grandeur multiplication -> addition application à l'électronique gain: de 1 à 100000 fréquence: de 0Hz à plusieurs GHz vocabulaire décade = x 10 octave = x 2 2.4.3 Analyse fréquentielle (II): fonctions de transfert ELEC-H-301-2006/07 40

Outils: décibels (rappels) définition 2.4.3 Analyse fréquentielle (II): fonctions de transfert unité adimensionnelle pour exprimer un rapport rapport de tension ou de courant:!! rapport de puissances: intérêt équipement électronique = modules successifs => addition des décibels de chaque module ELEC-H-301-2006/07 41

Outils: décibels (rappels) 2.4.3 Analyse fréquentielle (II): fonctions de transfert valeurs courantes (rapport de tensions): 100000 = 100dB 10000 = 80dB 1000 = 60dB 100 = 40dB 10 = 20dB 2 = 6dB apple2 = 3dB 1 = 0dB 1/apple2 = -3dB 1/2 = -6dB 1/10 = -20dB 1/1000 = -60dB ELEC-H-301-2006/07 42

Tracé d'une fonction de transfert dans le plan de Bode pièges à éviter 1) tenir le graphe à l'envers 2) calculer le logarithme du logarithme 3) mettre une graduation "0" tracé asymptotique 2.4.3 Analyse fréquentielle (II): fonctions de transfert trouver les puissances de ω en BF et en HF tout l'art est de négliger correctement ELEC-H-301-2006/07 43

2.4.3 Analyse fréquentielle (II): fonctions de transfert Tracé d'une fonction de transfert dans le plan de Bode ELEC-H-301-2006/07 44

Exemple: circuit RC 2.4.3 Analyse fréquentielle (II): fonctions de transfert rappel des résultats en phaseurs fonctions de transfert: ELEC-H-301-2006/07 45

Exemple: circuit RC 2.4.3 Analyse fréquentielle (II): fonctions de transfert fonctions de transfert du circuit RC ELEC-H-301-2006/07 46

Exemple: circuit RC 2.4.3 Analyse fréquentielle (II): fonctions de transfert fonctions de transfert du circuit RC ELEC-H-301-2006/07 47