Électricité et mécanique

Code Cours
2021-ISEN-L1S1-CIR1-PhysOptique
Matières
Cycle informatique & réseaux 1ère année
Responsable(s)
P.DIENER, G.CHÊNEVERT
Intervenant(s)
C.CROENNE, Franck BOUTOILLE, Maxime BERTHE, S.NADAR
Niveau
Bachelor
Année de formation
Période

Présentation

Prérequis
Prérequis des classes de première et terminale S
Objectifs
Électricité :

• L’étudiant sait expliquer les notions de courant tension puissance et énergie.
• Il est capable de linéariser une caractéristique pour en déterminer un modèle et de modéliser un dipôle actif sous la forme d’un générateur de thévenin ou norton.
• Il sait appliquer les différentes lois de l’électrocinétique pour extraire et calculer une grandeur inconnue.
• Il sait schématiser un circuit électrique et le simplifier quand cela est nécessaire.
• Il sait établir l’équation différentielle d’un circuit du premier ou du second ordre et la mettre sous la forme canonique correspondante.
• La recherche de la solution de cette équation est gérée mathématiquement et graphiquement.
• Il sait expliquer, identifier et calculer le régime transitoire et permanent.
• Il sait utiliser les abaques pour retrouver la représentation graphique et l’équation mathématique de la solution d’une équation différentielle du second ordre.

Mécanique :

• À partir d’une analyse dimensionnelle l’étudiant sait vérifier la cohérence et l’homogénéité de ses résultats.
•Il peut dans les cas simples retrouver une formule de physique à partir d’une équation aux dimensions.
• Il sait utiliser et exploiter l’équation différentielle de l’oscillateur harmonique.
• Il connait la solution de cette équation et sait la tracer.
• Il sait faire les analogies entre les systèmes mécaniques et électriques
• Il peut expliquer les échanges d’énergies potentielle et cinétique (électrostatique et magnétique).
• Il sait lire un portrait de phase.
• Il gère le calcul du produit scalaire et connait sa signification et son intérêt.
• Il sait déterminer la positon, la vitesse et l’accélération d’un point matériel dans un référentiel clairement défini par calcul ou par exploitation graphique.
• Il sait lister les forces agissant sur un point matériel et en faire les projections sur les axes de références utiles.
• Il sait déterminer les équations différentielles caractérisant les systèmes mécaniques en utilisant les lois de Newton et les théorèmes énergétiques.
• Il gère les notions de puissance travail énergie et sait appliquer les théorèmes associés.
• Il sait exploiter les courbes d’énergies pour déterminer les positions d’équilibres et faire l’étude de leur stabilité.
Présentation
Électricité:

• Notions de base : Historique-Les grandeurs fondamentales (charge, courant, tension, puissance, énergie)-Les composants passifs fondamentaux : résistance inductance condensateur.
• Les grandes lois et théorèmes de l’électrocinétique : lois de Kirchhoff, loi d’Ohm, règle du diviseur de potentiel , règle du diviseur de courant , théorème de superposition , théorème de Millman.
• Le régime transitoire
• Circuits du premier ordre : Exemple : le circuit RC- Forme canonique -Constante de temps- Gain statique -Réponse temporelle Détermination des paramètres caractéristiques : constante de temps et temps de réponse à 5%
• Circuits du second ordre : Exemple : le circuit RLC -Forme canonique-Pulsation propre (naturelle)- Coefficient d’amortissement- coefficient de qualité- Gain statique-Réponses temporelles (régime apériodique, apériodique critique, pseudopériodique, périodique- Détermination des paramètres caractéristiques : dépassements, pseudo-pulsation, temps de réponse à 5% (abaques et analyse graphique)

Mécanique:

• Introduction- Les grandeurs physiques-Les unités-les équations aux dimensions-Notion de référentiel
• Oscillateur harmonique : Introduction -modèle-Equation différentielle canonique-Solution mathématique et graphique -Echanges d’énergie-Portrait de phase-Analogie électrique.
• Cinématique : Définitions-Référentiel – Repérage du point – Position - Vitesse -Accélération- coordonnées cartésiennes et cylindrique-Produit scalaire .
• Dynamique : Définitions -Types de forces -Quantité de mouvement-Loi de Newton
Travail- Puissance-Énergie -Théorème énergétiques-Courbes d’énergies potentielles- Équilibre et stabilité.

Modalités

Organisation
Type Nombre d'heures Remarque
Présentiel
Cours - face à face 60,00
Travaux Dirigés 30,00
Charge de travail globale de l'étudiant 90,00
Évaluation

Ressources