Fiche de révision : Bases élémentaires d’électricité

📋 Plan du Cours

1. Cadre du BUT et du GIM
2. Organisation des spécialités industrielles
3. Compétences et structure pédagogique
4. Ressource Génie électrique 1
5. Grandeurs géométriques et énergétiques
6. Résistances et conductance
7. Piles et capteurs résistifs

📖 1. Cadre du BUT et du GIM

★ À maîtriser

• L’arrêté du 15 avril 2022 a créé le diplôme de Bachelor Universitaire de Technologie (BUT), qui constitue une licence de niveau BAC+3 au niveau européen.

• La licence comporte 180 crédits ECTS et permet de candidater à des masters ou équivalents à l’échelle européenne.

Compléments

• L’arrêté du 6 décembre 2019 définit la licence professionnelle comme un grade de licence ayant un objectif d’insertion professionnelle.

📖 2. Organisation des spécialités industrielles

🔑 Notions clés & Définitions

• Secteur primaire : Exploite les ressources naturelles, notamment dans l’agriculture, la pêche, les forêts et les mines.
• Secteur secondaire : Transforme les matières premières dans des usines, notamment agroalimentaires, pharmaceutiques, automobiles ou aéronautiques.
• Secteur tertiaire : Regroupe le reste de l’activité économique, souvent sous forme de services comme le commerce, le transport, l’immobilier, l’administration, l’enseignement, la santé et le social.

📝 Points essentiels

• Les BUT sont définis au travers d’un programme national et comprennent 24 spécialités, dont GIM, GEII, GMP, HSE, MP et QLIO.

💡 Astuce mémo

Primaire = extraire, secondaire = transformer, tertiaire = servir

📖 3. Compétences et structure pédagogique

★ À maîtriser

📌 Une compétence est un savoir-agir complexe qui mobilise et articule des connaissances et d’autres ressources pour résoudre un problème rencontré en situation professionnelle.

📌 Les ressources apportent des connaissances et des méthodes fondamentales, tandis que les SAÉ sont des mises en situation professionnelle permettant de développer et de démontrer une compétence.

Compléments

📌 Dans une référence de ressource RX.Y, X désigne le numéro du semestre de 1 à 6 et Y le numéro de la ressource dans ce semestre.

💡 Astuce mémo

Connaissance seule ≠ compétence : la compétence mobilise pour agir

📖 4. Ressource Génie électrique 1

📝 Points essentiels

• La ressource R1.04 Génie électrique 1 appartient à l’ensemble disciplinaire EEA, sigle d’Électronique, Électrotechnique et Automatique.

• Les thèmes de R1.04 sont: régime continu, réponses temporelles des circuits du premier ordre, monophasé, amplificateur opérationnel, mesure en électricité

• R1.04 comprend 6 cours magistraux de 2 heures, 12 travaux dirigés de 2 heures, 6 travaux pratiques de 3 heures et 2 examens d’une heure, portée à 1 h 20 avec un tiers temps.

📌 Dans la moyenne de R1.04, les travaux pratiques comptent pour un tiers et les examens pour deux tiers, chaque examen ayant le même poids.

💡 Astuce mémo

Continu → transitoire → monophasé → amplificateur opérationnel → mesure

📖 5. Grandeurs géométriques et énergétiques

★ À maîtriser

📐 Formule — La surface d’un carré de côté $a$ est $S=a^2$, celle d’un rectangle de côtés $a$ et $b$ est $S=ab$, et celle d’un cercle de rayon $r$ est $S=\pi r^2=\frac{\pi d^2}{4}$.

📐 Formule — L’énergie est égale à la puissance multipliée par la durée, soit $E=P\,t$, et la puissance est égale à l’énergie divisée par la durée, soit $P=\frac{E}{t}$.

• Un kilowattheure vaut $1\,\mathrm{kWh}=3{,}6\times10^6\,\mathrm{J}$.

Compléments

• Un millimètre carré vaut $1\,\mathrm{mm^2}=10^{-6}\,\mathrm{m^2}$.

💡 Astuce mémo

Puissance appliquée pendant une durée → énergie consommée

📖 6. Résistances et conductance

★ À maîtriser

📐 Formule — Une résistance suit la loi d’Ohm $U=RI$, où U est la tension en volts, I l’intensité en ampères et R la résistance en ohms.

📐 Formule — Pour une résistance, la puissance vérifie $P=RI^2=\frac{U^2}{R}$, d’où $R=\frac{P}{I^2}=\frac{U^2}{P}$.

📐 Formule — Des résistances en série ont une résistance équivalente $R_{eq}=\sum_i R_i$, tandis qu’en parallèle leurs conductances s’additionnent selon $G_{eq}=\sum_i G_i$.

📐 Formule — La résistance d’un conducteur vaut $R=\rho\frac{L}{S}$, où ρ est la résistivité en Ω·m, L la longueur en m et S la section en m².

Compléments

📐 Formule — La conductance est l’inverse de la résistance, $G=\frac{1}{R}$, et s’exprime en ohm inverse ou en siemens.

• Les résistivités indiquées sont $\rho_{cuivre}=17\times10^{-9}\,\Omega\cdot\mathrm{m}$ et $\rho_{aluminium}=28\times10^{-9}\,\Omega\cdot\mathrm{m}$.

💡 Astuce mémo

Série : résistances s’additionnent ; parallèle : conductances s’additionnent

📖 7. Piles et capteurs résistifs

🔑 Notions clés & Définitions

• Force électromotrice : Se mesure en volts et est égale à sa tension à vide, c’est-à-dire à sa tension lorsque le courant est nul.

★ À maîtriser

📐 Formule — Pour une pile de force électromotrice E et de résistance interne r, la tension extérieure vérifie $U=E-rI$.

• Les sondes métalliques citées sont:
  • PT100
  • PT1000
  • Ni500

📌 Le montage deux fils est simple mais très incertain à cause de la résistance inconnue des fils, le montage trois fils suppose les trois résistances de fils identiques, et le montage quatre fils est le plus précis mais le plus cher et peu courant.

📌 Les thermistances sont des sondes résistives non métalliques constituées de semi-conducteurs et se distinguent en CTN à coefficient de température négatif et CTP à coefficient de température positif.

Compléments

• Le courant de court-circuit Icc d’une pile correspond à la situation où la tension externe est nulle.

💡 Astuce mémo

Pile : tension diminue avec le courant ; capteur : résistance traduit la température

📊 Tableaux de synthèse

Secteurs économiques