La thématique Électricité, électronique, électrotechnique et automatique est composée des matières suivantes :

  • Électricité
  • Électronique
  • Électronique de puissance
  • Automatique

L’enseignement de l’électricité en DUT Mesures Physiques se fait au premier semestre. Il se divise en deux parties :

La première partie est consacrée à l’étude du fonctionnement des circuits électriques (calculs de tensions et de courants dans les circuits, étude des circuits en courant continu et en courant alternatif, etc.). Les notions d’électrostatique sont aussi abordées.

La seconde partie est axée sur l’aspect magnétique de l’électricité ainsi que sur ses applications. Elle regroupe les disciplines de l’électromagnétisme (phénomènes d’inductions, aimants, matériaux magnétiques) et l’électrotechnique (gestion de l’énergie électrique, transformateurs, moteurs électriques, alternateurs, etc.)

Programme de l’enseignement d’électricité

  • Électrocinétique : notions fondamentales (d.d.p., courant, dipôle, loi d’Ohm). Générateurs de tension et de courant. Théorèmes de Thévenin et de Norton. Théorème de superposition. Signaux périodiques (valeurs instantanée, moyenne, efficace). Régime sinusoïdal. Dipôles R, L, C. Impédances complexes. Etude du circuit RLC.
  • Électrostatique : champ, potentiel, condensateurs, énergie électrostatique.
  • Électromagnétisme : champ d’excitation magnétique (H), champ d’induction magnétique (B), flux d’induction. Loi de Laplace. Lois d’induction. Circuits magnétiques, hystérésis.
  • Électrotechnique : Courants monophasés, triphasés, courants forts. Transformateur monophasé. Mesures de puissance. Machines tournantes (moteurs, alternateurs). Sécurité électrique.

Les travaux pratiques d’électricité

L’enseignement d’électricité contient deux séries de travaux pratiques, toutes deux situées au premier semestre de la formation :

  • la première série traite de l’électrostatique et l’électrocinétique
  • la seconde série concerne l’électromagnétisme et l’électrotechnique.

L’objectif de l’enseignement d’électromagnétisme et d’électrotechnique est de décrire et de comprendre les différents phénomènes physiques mis en jeu dans le fonctionnement des moteurs électriques, des alternateurs, des freins magnétiques, des transformateurs électriques, etc., ainsi que les méthodes de mesure associées. Les bases théoriques de l’électromagnétisme sont abordées en cours et en travaux dirigés à travers l’étude des lois de Biot & Savart et d’Ampère, ainsi que des forces de Lorentz, de Laplace, etc. Les notions de sécurité électrique sont données.

Les travaux pratiques laissent la place à la manipulation des machines électriques : tout au long des six séances que contient la série, nous avons l’occasion de faire fonctionner un alternateur synchrone, plusieurs machines à courant continu, un moteur asynchrone, un frein à poudre et un transformateur monophasé. Le réseau électrique triphasé EDF 400 V est, lui aussi, étudié. L’enseignement d’électrotechnique est l’occasion de se familiariser avec les forts courants et leurs différentes implications. Des mesures mécaniques et électriques sont réalisées : outre les traditionnels voltmètre, ampèremètre et oscilloscopes, nous utilisons un tachymètre optique, des dynamos tachymétriques, des capteurs de couple, des wattmètres (avec différentes méthodes de branchement), et des pinces ampèremétriques.

Objectifs :

connaître les composants actifs et les montages électroniques usuels.

Programme :

  • Redressement.
  • Amplification.
  • Modèle de Thévenin et de Norton d’un amplificateur.
  • Fonction de transfert.
  • Mesure d’impédance d’entrée et de sortie.
  • Transistors à effet de champ et bipolaire (commutation et régime linéaire).
  • Amplificateur opérationnel (applications : suiveur, trigger, comparateurs…).
  • Réponse fréquentielle (filtres passifs et actifs, produit gain-bande, diagramme de Bode)

Compétences :

Doit connaître les fonctions électroniques de base et leurs caractéristiques.

Objectifs :            

  • Machines  à courant  continu et à courant alternatif,  principe et caractéristiques.
  • Électronique de puissance.

Compétences :

Connaître les fonctions usuelles de l’électronique de puissance

Objectifs :

Connaître la structure, savoir modéliser et régler des systèmes asservis simples.

Programme :

  • Systèmes ouverts, systèmes bouclés.
  • Transformée de Laplace.
  • Fonction de transfert, comportements statique et dynamique.
  • Critères de stabilité.
  • Régulation PID.
  • Simulation et outils d’aide à la conception (CAO).

Compétences :

Savoir réguler ou asservir une grandeur physique (température, puissance, vitesse, …).