10h-12h : Séance TIPE 4

Fin des entretiens avec les étudiants en les regroupant par thèmes.
Travail avec M Gabory (prof de SI)

14h-16h : Chapitre Tphy1 : Conduction thermique

Les DM2 sont rendus corrigés (copie désormais à comparer avec le corrigé)

Les trois modes de transfert thermique : convection, rayonnement et conduction (ou diffusion) thermique.
Description de la conduction.
Définition du flux thermique traversant une surface et du vecteur densité de courant thermique.(par son intégrale sur une surface ouverte ou fermée)
Loi de Fourier
Définition intrinsèque du gradient d'un champ scalaire, perpendicularité du gradient avec les surfaces équi-champ scalaire (ici la température T)
Expression des coordonnées du gradient dans les trois systèmes de coordonnées usuels.
Définition de la conductivité thermique

Les étudiants me rendent une copie recensant les erreurs faites sur le DS1 et leur résolution pour ne plus les refaire.

Travaux en cours :
Pour Lundi : Lire le sujet du TP 3 : Oscillateur à pont de Wien. Lire les documents sur Barkhausen et le principe du LASER
Pour Mercredi : Préparer le TD IMSP 1 Calcul de FFT avec Python et chercher des exercices du TD Ec2-2

13h-17h : suite du chapitre Ec2

Oscillateurs astables (à relaxation) : définition
On cherche à deviner les associations de quadripôles linéaires à associer aux 2 comparateurs à hystérésis pour réaliser des oscillateurs de relaxation
On étudie l'association Comparateur à hystéresis non inverseur avec Intégrateur inverseur (calcul de la fréquence, forme et amplitude des signaux)
On étudie l'association Comparateur à hysteresis inverseur avec filtre RC passe bas (calcul de la fréquence, forme et amplitude des signaux)
Comment en extraire un signal sinusoïdal ?

Oscillateurs quasi-sinusoïdaux : définition
Principe.
Exemple de l'oscillateur à résistance négative
Exemple de l'oscillateur à pont de Wien (calcul de la fonction de transfert du filtre de Wien, limite d'oscillations, critère de Barkhausen)
Généralisation du critère (présentation en schéma bouclé de rétroaction : mise en garde sur les formulations avec sommateur ou comparateur en entrée)

Travaux en cours : Bilan du DS1 à rendre sur feuille pour vendredi

8h-10h : Suite du chapitre Ec2 :

Le DS 1 corrigé est rendu aux étudiants.
ILs doivent en faire un bilan écrit pour vendredi : les erreurs que je n'aurais jamais du faire et que je me promets de ne plus refaire.

Chapitre Ec2 :
- Corrigé du montage sommateur inverseur (application à un montage de principe de CNA)
- Montage simulateur d'inductance (occasion d'un rappel d'utilisation du diviseur de courant)
- Filtre actif de Sallen Key en condition de Butterworth

L'ALI en saturation :
- comparateur simple
- comparateur à deux seuils : tracé du cycle d'hystérésis d'un comparateur inverseur à Hysteresis

Le DM2 est ramassé.


13h-18h : TP 2 : Filtrages et FFT (2 * 2h par demi-classe)

On revient sur les caractéristiques du RLC série passe-bande.
Détermination de RLC par un cahier des charges
Réalisation du filtre et obtention des caractéristiques par modélisation d'une réponse temporelle amortie sous REGRESSI

Réalisation d'un montage déphaseur (retardateur de phase)
Obtention de la fonction de transfert théorique
Expression et signe de l'avance de phase (négative)
Branchements d'un ALI sur plaquette LAB et réalisation du montage

Mesures de retards de phase pour des signaux sinusoïdaux de fréquences différentes.
Recherche de la fréquence caractéristique par une représentation elliptique en XY (figure de Lissajous)
Repérage d'une quadrature en Lissajous

Cas de signaux périodiques non sinusoïdaux : même FFT en entrée et en sortie car gain uniformément unitaire alors que la forme des signaux temporels est totalement différente en entrée et en sortie.

Le corrigé du DM2 est distribué aux étudiants



Travaux en cours : Recueil des erreurs fatales du DS1 + Lecture des documents (Barkhausen+LASER)

10h-12h : Séance TIPE 3

Organisation d'entretiens avec les étudiants en les regroupant par thèmes.
Travail avec M Gabory (prof de SI)

14h-16h : Suite du chapitre Ec2 ALI

Analyse d'un montage à ALI (Amplificateur Non Inverseur) avec le formalisme de la rétroaction.
Importance du Facteur de mérite pour déterminer une fréquence de coupure haute due à l'ALI pour un gain donné

Impédances d'entrée et de sortie d'un quadripôle amplificateur de tension

Montage suiveur de tension (schéma à connaître et intérêt)

Comparaison de boucles de rétroaction en compétition (une stabilisante et une déstabilisante)

Etude du montage amplificateur inverseur

Etude du montage dérivateur inverseur

A chercher pour Lundi : application sur le montage sommateur (principe d'un CNA)
DM2 à rendre Lundi

13h-17h : Corrigés en demi-classe d'exercices du TD Ec2-1

Les étudiants avaient un exercice à préparer nominativement.

On corrige d'abord l'application de cours comparant le montage "Amplificateur Non Inverseur" et le montage "Comparateur à Hystérésis Inverseur" qui ne diffèrent que par l'interversion des branchements aux bornes inverseuse et non-inverseuse.
Etudes de stabilité par l'équation différentielle et la fonction de transfert de Laplace.

Corrigés supplémentaires dans le groupe A : exos 2 et 5
Corrigés supplémentaires dans le groupe B : exos 1 et 3

Les étudiants rendent leur fiche de projet de TIPE

8h-10h : Suite du chapitre Ec2

Avant de reprendre le chapitre, les étudiants doivent appliquer la LNTP au circuit quadripôle double T ponté (exercice 5 du TD Ec1-2) pour valider ce savoir faire indispensable.

Retour détaillé sur le Facteur de Mérite (ordre de grandeur, limitations induites pour les montages à ALI)
Récapitulatifs des écarts (quantifiés) à l'idéalité
Rappel du modèle ALI idéal avec ses 2 modes de fonctionnement : linéaire et saturation
Rappel du modèle ALI Passe Bas du premier ordre avec ses 2 modes de fonctionnement.
Rétroaction et stabilité : application 1 : Montage intégrateur inverseur corrigé

13h-17h : TP 1 : DSF et FFT (2 * 2h par demi-classe)

A partir des connaissances sur les DSF, on met en lumière les différences et similitudes avec la FFT réalisée par un ordinateur ou un oscilloscope numérique. On teste la possibilité d'utiliser des FFT d'entrée et de sortie pour tracer un diagramme de Bode approché de filtres inconnus.

8h-10h : Début du chapitre Ec2 : ALI et applications
- Nous commençons par un point sur la loi des noeuds en termes de potentiels (LNTP ou Th de Millman) : définition formelle rappelée (et évacuée !)
Application à un exemple type (plusieurs écritures possibles en fonction des données)
Démonstration à partir de la loi de noeuds.

- Chapitre Ec2 : ALI Objet physique et modélisations plus ou moins caricaturales du comportement électrique
Présentation physique des broches
Symboles
Datasheets et limites
Modèle ALI idéal
Modèle linéaire avec impédances finies et offsets
Fonctionnement en amplification (linéaire) et en saturation
Interrogation quantitative sur les conditions de fonctionnement en amplification (epsilon<0,07 mV !?)
Modèle linéaire en filtre passe-bas du premier ordre
Introduction du Facteur de mérite en MHz

Divers documents papiers distribués :
- énoncé du DM 2 ( à rendre lundi 23 septembre)
- diaporama et plan Ec2
- énoncé TD Ec2-1
- support du TP1 : DSF vers FFT

10h-12h : Séance TIPE 2

Les étudiants essaient de finaliser la feuille précisant leurs pistes actuelles.
Elles seront récupérées lundi
Discussions avec eux pour leur faire réaliser l'ampleur des difficultés de certaines pistes de travail.
Réunion des sources indispensables.

8h-12h : DS1 (4h)

- 2 exercices de révisions de la chimie des solutions aqueuses (titrages acide-base et dissolution de précipité)
-1 questionnaire de cours
- 2 exercices sur la détermination de régimes transitoires sur des circuits contenant les dipôles usuels R,L et C

Corrigé distribué en fin d'épreuve

13h-17h : Corrigés en demi-classe d'exercices du TD Ec1-2

Fin du 2 dans les deux groupes
Exercice 4 dans un groupe
Exercice 6 dans l'autre

10h-12h : Suite et fin du chapitre Ec1

La DSF : définition, cas des signaux usuels (créneau, triangulaire, "dents de scie" (ou rampes))
Théorème de Parseval
Présentation de la DSF en amplitude et phase des composantes harmoniques
Ecriture complexe
Retour sur l'analyse fréquentielle des signaux d'entrée et sortie pour différents filtres
Comportement dérivateur ou intégrateur d'un filtre pour un signal périodique donné

Début d'exercices DSF : TD Ec1-2 exercice 1 et début du 2

10h-12h : Séance d'introduction au TIPE

Un diaporama est projeté aux étudiants. Il reprend les échéances, le thème, la grille d'évaluation, des exemples de l'année passée et des conseils généraux.
Les 5/2 font part de leurs expériences de préparation sur l'année et du passage.
Un fiche "proposition de sujet" est distribuée à la classe (elle doit être rendue vendredi prochain 13 septembre)


14h-16h : Chapitre Ec1 : suite

Interprétation énergétique de la stabilité des systèmes régis par des EDL 2
Réponses indicielles (sans Laplace) ordres 1 et 2
Évaluation des coefficients d'amortissement sur une réponse pseudo-périodique
Rappels sur le dépassement, le temps de réponse réduit à 5%, le décrément logarithmique etc.

10h-12h : Chapitre Ec-1 : les Systèmes Linéaires Continus Invariants

Le plan de Chapitre est l'occasion de hiérarchiser les items (importance relative aux exigences du programme, des épreuves de concours, parties permettant d'aller plus loin, relations à apprendre par coeur…)
J'invite les étudiants à annoter d'emblée ce document sur mes recommandations.

L'épreuve papier du diaporama sert de support à la prise de notes périphériques sur le discours du prof.

- Rappel des définitions (Linéarité, Continuité, Invariance) + exemples et contrexemples
- Définition générale de la stabilité
- Systèmes régis par une équation différentielle linéaire : transmittance de Laplace
- Fonction de transfert (conversion dans le domaine de Fourier)
- Rappels des fonctions de transfert des filtres principaux d'ordre 1 et 2 avec les diagrammes de Bode
- Critère de stabilité de Routh ( non exigible en physique au concours)
- Démonstrations du critère général de stabilité dans tous les cas de systèmes régis par des EDL 1 ou 2 (même signe des coefficients du polynôme en p du dénominateur)

- Cette séance d'introduction permet de parler de la notion d'impulsion (à partir du modèle rectangulaire) et d'affirmer que la réponse d'un système à un Dirac le caractérise totalement (réponse impulsionnelle par comparaison à la réponse indicielle beaucoup plus largement développée dans les programmes)

13h-15h puis 15h-17h : Séance de TD Ec1-1

Les étudiants avaient à préparer un exercice nominativement. Ils passent au tableau proposer une correction qui est donc amendée en direct par le professeur.
L'essentiel porte sur les techniques de calcul dans le domaine complexe dans le cadre de modélisations de situations plus ou moins concrètes.

Les exercices abordés sur l'un ou l'autre des groupes sont les : 1,2,3,4,6,7

Un corrigé développé de l'exercice 3 est distribué version papier pour signaler l'interprétation géométrique des additions de tensions dans le plan complexe (Fresnel sans le nommer)

Un corrigé succinct des exercices 5,6,7 est disponible sur le site en fin de séance.

10h : Prise de contact avec les étudiants. Distribution des emplois du temps et des fiches de renseignements individuels.

13h-15h puis 16h-18h : Les étudiants (en demi-classe) prennent connaissance du corrigé détaillé du DM1 (révisions estivales : ondes mécaniques stationnaires amorties, induction dans un moteur asynchrone, mécanique du point pour une étude de glissade dans un toboggan hélicoïdal de piscine, procédé de chloration par électrolyse)
Ils doivent proposer une rédaction "nécessaire et suffisante" et faire une analyse critique des difficultés qu'ils ont pu rencontrer dans la résolution du devoir. L'ensemble sera ramassé ce vendredi 6 septembre pour être analysé et noté.