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| Titre : | Génie électrique et développement durable : résumé de cours et exercices corrigés | | Type de document : | texte imprime | | Auteurs : | Didier Celestin ; Valliamée Jean-Luc Jean-Patrick Huet | | Editeur : | Paris : Ellipses | | Année de publication : | impr. 2011, cop. 2011 | | Importance : | 350 p. | | Présentation : | ill., couv. ill. en coul. | | Format : | 24 cm | | ISBN/ISSN/EAN : | 978-2-7298-6445-3 | | Langues : | Français | | Mots-clés : | Électrotechnique : Aspect environnemental Problèmes et exercices | | Index. décimale : | 62138076 | | Résumé : |
Cet ouvrage s’adresse à tous ceux qui abordent le génie électrique, étudiants des sections de BTS, IUT, des cycles universitaires, des écoles d’ingénieurs et des classes préparatoires aux grandes écoles (CPGE). Il est aussi destiné à tous ceux qui préparent des concours dont le champ d’évaluation est le génie électrique.
9 chapitres composent cet ouvrage : les lois générales et de l’électricité, les dipôles, les signaux, le régime sinusoïdal, les régimes transitoires, les fondements de l’électronique de puissance, les composants de l’électronique de puissance, le filtrageet les problèmes de synthèse. Chaque chapitre (1 à 8) est constitué d’un cours suivi d’exercices. Certains chapitres sont associés par deux pour constituer des exercices « plus consistants ». C’est le cas des chapitres 1 et 2, 3 et 4, 6 et 7. Les chapitres 5 et 8 sont directement suivis de leurs exercices.
Chaque exercice est centré sur des thématiques du développement durable (mobilité durable, génération d’énergie : photovoltaïque, éolienne…) et a pour objectif de répondre à une problématique. Ils sont suivis de corrigés largement détaillés.
8 problèmes sont abordés dans le 9e chapitre.Ils visent à mobiliser les connaissances de l’ensemble des chapitres du livre. Il est l’occasion de réinvestir les connaissances dans le domaine du génie électrique mais aussi plus largement dans d’autres champs que sont la physique et les sciences de l’ingénieur, qui concourent à trouver des solutions face aux problématiques posées.
Chaque problème fait l’objet d’un corrigé détaillé, et les solutions sont commentées notamment en présence de méthode, de résolution multiples du point de vue de leur rapidité, des hypothèses ou autres astuces.
Ce livre sera fort utile à tous ceux qui souhaitent acquérir, consolider et/ou approfondir leurs connaissances dans ce domaine. | | Note de contenu : |
Les notations utilisées .......................................................................... 11
Chapitre 1 : Les lois générales de l'électricité
1. Définition ........................................................................................ 13
2. Les lois de Kirchhoff ......................................................................... 15
3. Comportement énergétique ............................................................... 16
Chapitre 2 : Les dipôles
1. La résistance ................................................................................... 19
2. Le condensateur .............................................................................. 21
3. L'inductance .................................................................................... 22
4. Les dipôles variables ........................................................................ 23
5. Les sources ..................................................................................... 23
Exercices d'application des chapitres 1 et 2
1. Acquisition de la consigne de vitesse issue de la poignée d'un scooter électrique 25
2. Distance maximale que peut parcourir un train entre deux sous-stations 27
3. Modélisation d'un panneau photovoltaïque ......................................... 30
4. Assistance énergétique à base de super condensateurs appliquée aux trains 34
Éléments de correction des exercices d'application des chapitres 1 et 2
1. Exercice sur le scooter électrique ...................................................... 37
2. Exercice sur la distance maximale parcourue par un train .................... 41
3. Exercice sur la modélisation d'un panneau photovoltaïque ................... 44
4. Exercice sur l'assistance énergétique à base de supercondensateurs ..... 50
Chapitre 3 : Les signaux
1. Définition d'un signal électrique ........................................................ 53
2. Caractérisation d'un signal ............................................................... 54
3. Décomposition d'un signal en série de Fourier .................................... 57
4. Spectre d'un signal .......................................................................... 60
5. Valeur efficace d'un signal décomposé ............................................... 60
6. Taux de distorsion harmonique d'un signal ......................................... 60
7. Facteur de forme ............................................................................. 61
8. Taux d'ondulation ............................................................................ 61
9. Facteur de crête .............................................................................. 61
8-Table des matières
Chapitre 4 : Le régime sinusoïdal
1. Les outils de description d'une grandeur sinusoïdale ........................... 63
2. Comportement énergétique .............................................................. 65
3. Les dipôles et la notion d'impédance ................................................. 67
Exercices d'application des chapitres 3 et 4
1. A la découverte du triphasé .............................................................. 71
2. Le four à induction .......................................................................... 74
3. Les lampes fluocompactes ............................................................... 78
4. Les problèmes harmoniques liés aux variateurs de lumière .................. 81
Éléments de correction des exercices d'application des chapitres 3 et 4
1. Exercice sur le système triphasé ....................................................... 83
2. Exercice sur le four à induction ......................................................... 87
3. Exercice sur les lampes fluocompactes ............................................... 92
4. Exercice sur les problèmes harmoniques liés aux variateurs de lumière . 96
Chapitre 5 : Les régimes transitoires
1. Généralités ..................................................................................... 101
2. Les signaux tests ............................................................................. 102
3. Le régime libre ................................................................................ 102
4. Le régime forcé ou régime permanent ............................................... 104
5. Caractérisation d'un premier ordre .................................................... 104
6. Caractérisation d'un second ordre ..................................................... 106
Exercices d'application du chapitre 5
1. Approche du comportement thermique d'un moteur électrique ............. 111
2. Courant d'enclenchement dans une batterie de condensateurs ............. 113
3. Établissement d'un courant de court-circuit asymétrique et symétrique . 115
4. Les réseaux à neutre compensé et les PWH ....................................... 117
Éléments de correction des exercices d'application du chapitre 5
1. Exercice sur le comportement thermique d'un moteur électrique .......... 121
2. Exercice sur le courant dans une batterie de condensateurs ................ 125
3. Exercice sur le courant de court-circuit asymétrique et symétrique ....... 128
4. Exercice sur les réseaux à neutre compensé et les PWH ...................... 130
Chapitre 6 : Les fondements de l'électronique de puissance
1. La puissance active ......................................................................... 135
2. La puissance réactive ...................................................................... 136
La puissance apparente ................................................................... 136
9-Table des matières
4. Cas particulier où l'une des grandeurs est purement sinusoïdale .......... 137
5. Diagramme des puissances ............................................................... 138
6. Topologie des convertisseurs ............................................................ 138
Chapitre 7 : Les composants de l'électronique de puissance
1. Règles d'association ......................................................................... 139
2. Les interrupteurs de puissance .......................................................... 141
3. Association de composants ............................................................... 144
4. Énergies et puissances perdues au sein des interrupteurs .................... 145
Exercices d'application des chapitres 6 et 7
1. Le modulateur d'énergie pour moteur à courant continu ...................... 147
2. Impact d'une variation de puissance sur le réseau électrique ............... 150
3. Les éoliennes à génératrice asynchrone ............................................. 154
4. Redressement non commandé appliqué à une éolienne ....................... 158
5. Redressement contrôlé appliqué à la traction ferroviaire ...................... 161
6. Redresseur MLI ............................................................................... 164
Éléments de correction des exercices d'application des chapitres 6 et 7
1. Exercice sur le modulateur d'énergie pour moteur à courant continu .... 167
2. Exercice sur l'impact d'une variation de puissance sur le réseau électrique 174
3. Exercice sur les éoliennes à génératrice asynchrone ........................... 180
4. Exercice sur le redressement non commandé appliqué à une éolienne .. 184
5. Exercice sur le redressement contrôlé appliqué à la traction ferroviaire . 189
6. Exercice sur le redressement MLI ...................................................... 196
Chapitre 8 : Le filtrage
1. Présentation ................................................................................... 201
2. Les différents types de filtres ........................................................... 201
3. Fonction de transfert ....................................................................... 202
4. Fonctions des filtres ........................................................................ 202
5. Bande passante .............................................................................. 203
6. Le gabarit de filtre .......................................................................... 203
7. Filtre du premier ordre .................................................................... 204
8. Filtre du second ordre ..................................................................... 205
9. Association de filtres ....................................................................... 208
Exercices d'application du chapitre 8
1. La télécommande à distance pour installation domestique .................. 209
2. Réduction du bruit généré par les variateurs de vitesse ...................... 211
3. Réduction des perturbations électromagnétiques sur un navire ........... 213
4. Dimensionnement des composants d'un filtre .................................... 216
10-Table des matières
Éléments de correction des exercices d'application du chapitre 8
1. Exercice sur la télécommande à distance pour installation domestique . 219
2. Exercice sur la réduction du bruit généré par les variateurs de vitesse . 220
3. Exercice sur la réduction des perturbations électromagnétiques .......... 222
4. Exercice sur le dimensionnement d'un filtre ...................................... 224
Chapitre 9 : Les problèmes de synthèse
1. Les éoliennes ................................................................................... 229
2. L'alternodémarreur ........................................................................ 240
3. La centrale de cogénération à la bagasse ............................................ 245
4. Centrale photovoltaïque connectée au réseau EDF ............................... 252
5. La pile à combustible et la voiture à hydrogène ................................... 258
6. Station de pompage au fil du soleil .................................................... 262
7. La voiture hybride ............................................................................ 269
8. Les systèmes de génération hybrides ................................................... 279
Éléments de correction des problèmes de synthèse
1. Problème sur les éoliennes ................................................................ 287
2. Problème sur l'alternodémarreur ........................................................ 297
3. Problème sur la centrale de cogénération à la bagasse ........................ 303
4. Problème sur la centrale photovoltaïque connectée au réseau EDF ........ 313
5. Problème sur la pile à combustible et la voiture à hydrogène ................ 321
6. Problème sur la station de pompage au fil du soleil .............................. 324
7. Problème sur la voiture hybride .......................................................... 330
8. Problème sur les systèmes de génération hybrides ................................ 344
| | En ligne : | http://www.editions-ellipses.fr/PDF/9782729864453_extrait.pdf | | Permalink : | ./index.php?lvl=notice_display&id=11362 |
Génie électrique et développement durable : résumé de cours et exercices corrigés [texte imprime] / Didier Celestin ; Valliamée Jean-Luc Jean-Patrick Huet . - Paris : Ellipses, impr. 2011, cop. 2011 . - 350 p. : ill., couv. ill. en coul. ; 24 cm. ISBN : 978-2-7298-6445-3 Langues : Français | Mots-clés : | Électrotechnique : Aspect environnemental Problèmes et exercices | | Index. décimale : | 62138076 | | Résumé : |
Cet ouvrage s’adresse à tous ceux qui abordent le génie électrique, étudiants des sections de BTS, IUT, des cycles universitaires, des écoles d’ingénieurs et des classes préparatoires aux grandes écoles (CPGE). Il est aussi destiné à tous ceux qui préparent des concours dont le champ d’évaluation est le génie électrique.
9 chapitres composent cet ouvrage : les lois générales et de l’électricité, les dipôles, les signaux, le régime sinusoïdal, les régimes transitoires, les fondements de l’électronique de puissance, les composants de l’électronique de puissance, le filtrageet les problèmes de synthèse. Chaque chapitre (1 à 8) est constitué d’un cours suivi d’exercices. Certains chapitres sont associés par deux pour constituer des exercices « plus consistants ». C’est le cas des chapitres 1 et 2, 3 et 4, 6 et 7. Les chapitres 5 et 8 sont directement suivis de leurs exercices.
Chaque exercice est centré sur des thématiques du développement durable (mobilité durable, génération d’énergie : photovoltaïque, éolienne…) et a pour objectif de répondre à une problématique. Ils sont suivis de corrigés largement détaillés.
8 problèmes sont abordés dans le 9e chapitre.Ils visent à mobiliser les connaissances de l’ensemble des chapitres du livre. Il est l’occasion de réinvestir les connaissances dans le domaine du génie électrique mais aussi plus largement dans d’autres champs que sont la physique et les sciences de l’ingénieur, qui concourent à trouver des solutions face aux problématiques posées.
Chaque problème fait l’objet d’un corrigé détaillé, et les solutions sont commentées notamment en présence de méthode, de résolution multiples du point de vue de leur rapidité, des hypothèses ou autres astuces.
Ce livre sera fort utile à tous ceux qui souhaitent acquérir, consolider et/ou approfondir leurs connaissances dans ce domaine. | | Note de contenu : |
Les notations utilisées .......................................................................... 11
Chapitre 1 : Les lois générales de l'électricité
1. Définition ........................................................................................ 13
2. Les lois de Kirchhoff ......................................................................... 15
3. Comportement énergétique ............................................................... 16
Chapitre 2 : Les dipôles
1. La résistance ................................................................................... 19
2. Le condensateur .............................................................................. 21
3. L'inductance .................................................................................... 22
4. Les dipôles variables ........................................................................ 23
5. Les sources ..................................................................................... 23
Exercices d'application des chapitres 1 et 2
1. Acquisition de la consigne de vitesse issue de la poignée d'un scooter électrique 25
2. Distance maximale que peut parcourir un train entre deux sous-stations 27
3. Modélisation d'un panneau photovoltaïque ......................................... 30
4. Assistance énergétique à base de super condensateurs appliquée aux trains 34
Éléments de correction des exercices d'application des chapitres 1 et 2
1. Exercice sur le scooter électrique ...................................................... 37
2. Exercice sur la distance maximale parcourue par un train .................... 41
3. Exercice sur la modélisation d'un panneau photovoltaïque ................... 44
4. Exercice sur l'assistance énergétique à base de supercondensateurs ..... 50
Chapitre 3 : Les signaux
1. Définition d'un signal électrique ........................................................ 53
2. Caractérisation d'un signal ............................................................... 54
3. Décomposition d'un signal en série de Fourier .................................... 57
4. Spectre d'un signal .......................................................................... 60
5. Valeur efficace d'un signal décomposé ............................................... 60
6. Taux de distorsion harmonique d'un signal ......................................... 60
7. Facteur de forme ............................................................................. 61
8. Taux d'ondulation ............................................................................ 61
9. Facteur de crête .............................................................................. 61
8-Table des matières
Chapitre 4 : Le régime sinusoïdal
1. Les outils de description d'une grandeur sinusoïdale ........................... 63
2. Comportement énergétique .............................................................. 65
3. Les dipôles et la notion d'impédance ................................................. 67
Exercices d'application des chapitres 3 et 4
1. A la découverte du triphasé .............................................................. 71
2. Le four à induction .......................................................................... 74
3. Les lampes fluocompactes ............................................................... 78
4. Les problèmes harmoniques liés aux variateurs de lumière .................. 81
Éléments de correction des exercices d'application des chapitres 3 et 4
1. Exercice sur le système triphasé ....................................................... 83
2. Exercice sur le four à induction ......................................................... 87
3. Exercice sur les lampes fluocompactes ............................................... 92
4. Exercice sur les problèmes harmoniques liés aux variateurs de lumière . 96
Chapitre 5 : Les régimes transitoires
1. Généralités ..................................................................................... 101
2. Les signaux tests ............................................................................. 102
3. Le régime libre ................................................................................ 102
4. Le régime forcé ou régime permanent ............................................... 104
5. Caractérisation d'un premier ordre .................................................... 104
6. Caractérisation d'un second ordre ..................................................... 106
Exercices d'application du chapitre 5
1. Approche du comportement thermique d'un moteur électrique ............. 111
2. Courant d'enclenchement dans une batterie de condensateurs ............. 113
3. Établissement d'un courant de court-circuit asymétrique et symétrique . 115
4. Les réseaux à neutre compensé et les PWH ....................................... 117
Éléments de correction des exercices d'application du chapitre 5
1. Exercice sur le comportement thermique d'un moteur électrique .......... 121
2. Exercice sur le courant dans une batterie de condensateurs ................ 125
3. Exercice sur le courant de court-circuit asymétrique et symétrique ....... 128
4. Exercice sur les réseaux à neutre compensé et les PWH ...................... 130
Chapitre 6 : Les fondements de l'électronique de puissance
1. La puissance active ......................................................................... 135
2. La puissance réactive ...................................................................... 136
La puissance apparente ................................................................... 136
9-Table des matières
4. Cas particulier où l'une des grandeurs est purement sinusoïdale .......... 137
5. Diagramme des puissances ............................................................... 138
6. Topologie des convertisseurs ............................................................ 138
Chapitre 7 : Les composants de l'électronique de puissance
1. Règles d'association ......................................................................... 139
2. Les interrupteurs de puissance .......................................................... 141
3. Association de composants ............................................................... 144
4. Énergies et puissances perdues au sein des interrupteurs .................... 145
Exercices d'application des chapitres 6 et 7
1. Le modulateur d'énergie pour moteur à courant continu ...................... 147
2. Impact d'une variation de puissance sur le réseau électrique ............... 150
3. Les éoliennes à génératrice asynchrone ............................................. 154
4. Redressement non commandé appliqué à une éolienne ....................... 158
5. Redressement contrôlé appliqué à la traction ferroviaire ...................... 161
6. Redresseur MLI ............................................................................... 164
Éléments de correction des exercices d'application des chapitres 6 et 7
1. Exercice sur le modulateur d'énergie pour moteur à courant continu .... 167
2. Exercice sur l'impact d'une variation de puissance sur le réseau électrique 174
3. Exercice sur les éoliennes à génératrice asynchrone ........................... 180
4. Exercice sur le redressement non commandé appliqué à une éolienne .. 184
5. Exercice sur le redressement contrôlé appliqué à la traction ferroviaire . 189
6. Exercice sur le redressement MLI ...................................................... 196
Chapitre 8 : Le filtrage
1. Présentation ................................................................................... 201
2. Les différents types de filtres ........................................................... 201
3. Fonction de transfert ....................................................................... 202
4. Fonctions des filtres ........................................................................ 202
5. Bande passante .............................................................................. 203
6. Le gabarit de filtre .......................................................................... 203
7. Filtre du premier ordre .................................................................... 204
8. Filtre du second ordre ..................................................................... 205
9. Association de filtres ....................................................................... 208
Exercices d'application du chapitre 8
1. La télécommande à distance pour installation domestique .................. 209
2. Réduction du bruit généré par les variateurs de vitesse ...................... 211
3. Réduction des perturbations électromagnétiques sur un navire ........... 213
4. Dimensionnement des composants d'un filtre .................................... 216
10-Table des matières
Éléments de correction des exercices d'application du chapitre 8
1. Exercice sur la télécommande à distance pour installation domestique . 219
2. Exercice sur la réduction du bruit généré par les variateurs de vitesse . 220
3. Exercice sur la réduction des perturbations électromagnétiques .......... 222
4. Exercice sur le dimensionnement d'un filtre ...................................... 224
Chapitre 9 : Les problèmes de synthèse
1. Les éoliennes ................................................................................... 229
2. L'alternodémarreur ........................................................................ 240
3. La centrale de cogénération à la bagasse ............................................ 245
4. Centrale photovoltaïque connectée au réseau EDF ............................... 252
5. La pile à combustible et la voiture à hydrogène ................................... 258
6. Station de pompage au fil du soleil .................................................... 262
7. La voiture hybride ............................................................................ 269
8. Les systèmes de génération hybrides ................................................... 279
Éléments de correction des problèmes de synthèse
1. Problème sur les éoliennes ................................................................ 287
2. Problème sur l'alternodémarreur ........................................................ 297
3. Problème sur la centrale de cogénération à la bagasse ........................ 303
4. Problème sur la centrale photovoltaïque connectée au réseau EDF ........ 313
5. Problème sur la pile à combustible et la voiture à hydrogène ................ 321
6. Problème sur la station de pompage au fil du soleil .............................. 324
7. Problème sur la voiture hybride .......................................................... 330
8. Problème sur les systèmes de génération hybrides ................................ 344
| | En ligne : | http://www.editions-ellipses.fr/PDF/9782729864453_extrait.pdf | | Permalink : | ./index.php?lvl=notice_display&id=11362 |
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Génie électrique et développement durable (impr. 2011, cop. 2011) 
