Programme des cours 2022-2023
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Physique 2 et électronique
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Durée :
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| Physique générale 2 et exercices : 32h Th Electronique : 16h Th Travaux pratiques de physique 2 et d'électronique : 24h Pr |
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Nombre de crédits :
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Nom du professeur :
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| Physique générale 2 et exercices : Gauthier COUSSEMENT, Axel MORIS, Isabelle TILQUIN
Electronique : Régine PIRLOT Travaux pratiques de physique 2 et d'électronique : Basile CHRISTOU, Gauthier COUSSEMENT, Axel MORIS, Régine PIRLOT, Geoffrey STENUIT, Isabelle TILQUIN |
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Coordinateur(s) :
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| Isabelle TILQUIN | |||||
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Langue(s) de l'unité d'enseignement :
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| Langue française | |||||
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Organisation et évaluation :
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| Enseignement au deuxième quadrimestre | |||||
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Unités d'enseignement prérequises et corequises :
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| Les unités prérequises ou corequises sont présentées au sein de chaque programme | |||||
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Contenus de l'unité d'enseignement :
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| L'objectif de l'UE est d'introduire avec rigueur, dans le cadre d'un cours de physique classique, les concepts d'électromagnétisme, y compris les courants alternatifs, d'ondes et d'optique géométrique. La partie d'introduction à l'électronique comporte l'étude de l'oscilloscope, l'étude des semi-conducteurs et du fonctionnement de différents types de diodes, une introduction au traitement du signal (notion d'amplitude, de fréquence, de phase, de représentation de la propagation des signaux, de transformée de Fourier des signaux périodiques). Ces concepts doivent être compris, restitués et doivent savoir être manipulés, sur papier et via une série d'expérimentations. A la fin de l'UE, les étudiants auront acquis les bases physiques théoriques et expérimentales dans les domaines d'électromagnétisme, des ondes, d'optique géométrique et d'électronique nécessaires à la poursuite de leur formation en biologie et en chimie. Electromagnétisme et courants alternatifs Ondes et optique Oscilloscope Diode Traitement du signal Physique générale et exercices 2 Notions complémentaires d'électrostatique.Théorème de Gauss pour le champ électrique - Dipôle électrique - Effet du champ électrique sur la matière - Capacité électrique - Condensateurs. Première partie : MagnétismeInteraction Magnétique - Représentation du champ créé par un aimant permanent -Théorème de Gauss pour le champ magnétiqueAction d'un champ magnétique sur une charge en mouvement- Champ magnétique créé par une charge en mouvementAction d'un champ magnétique sur un courant électrique - Dipôle magnétique- Champ magnétique produit par un courant : loi d'Ampère-Laplace- Champ électromagnétique dépendant du temps - Loi de Faraday-Henry- Effet du champ magnétique sur la matière- Résumé des lois de l'électromagnétisme et équations de Maxwell Deuxième partie : Circuits électriques en courants alternatifs- Auto induction- Les circuits électriques en régime non stationnaire- Les circuits électriques en régime stationnaire : circuits RLC séries et parallèles : puissance en courant alternatifs, résonance, facteur de qualité d'un circuit résonnant Troisième partie : Ondes- Ondes élastiques - Ondes électromagnétiques - Front d'onde - Intensité de l'onde - Principe de superposition - Ondes transversale et longitudinale- Propagation de l'onde : Equation générale et propagation d'ondes harmoniques- Propriétés des ondes- Polarisation - Interférence - Diffraction - Diffusion - Ondes aux interfaces : Réflexion, réfraction, absorption Quatrième partie : Optique géométrique- Elément de photométrie visuelle - Description générale des appareils optiques Gaussien- Réflexion : Lois - Réflexion diffuse - Réflexion spéculaire - Réflexion sur une surface plane - Description des miroirs sphériques - Réflexion sur une surface sphérique concave - Réflexion sur une surface sphérique convexe - Aberrations des miroirs sphériquesRéfraction : Lois - Réfraction d'un milieu moins réfringent vers un milieu plus réfringent - Réfraction d'un milieu plus réfringent vers un milieu moins réfringent : angle critique et réflexion totale - Réfraction à une interface plane - Réfraction à une interface sphérique - Réfraction à plusieurs interfaces sphériques : lentilles - Aberrations des lentilles Electronique Eléments d'électronique - Filtres passifs du premier et du second ordre - L'oscilloscope : différentes parties du tube à rayons cathodiques - Création modulation et concentration du faisceau - Déviation horizontale et verticale - La post-accélération - L'écran - Les différentes fonctionnalités de l'oscilloscope : Figures de Lissajous - Balayage en dents de scie - Fonction multitrace - Caractéristiques des diodes idéales - Conducteur - Isolant - Semi-conducteur - Jonction PN - Les diodes semi-conductrices idéales et réelles - Redresseurs à diodes - autres types de diodes : Zener, DEL, photodiode, Varicap -La transformée de Fourier des signaux périodiques Travaux pratiques de Physique et d'Electronique Circuits électriques en courants alternatifs -Etude des condensateurs (en courant continu et alternatif) et des circuits R-C -Etude des selfs et des circuits R-L (en courant alternatif) -Etude des circuits RLC et applications : les filtres passifs Oscilloscope à rayons cathodiques Magnétisme et courants alternatifs Ondes -Etude de la lumière à travers un prisme (réfraction) et un réseau de diffraction (interférence et diffraction) -Etude des ondes ultrasonores (paramètres de l'onde, directivité, réflexion, interférence) Optique géométrique - Miroirs sphériques, lentilles convergentes et système de lentilles Eléments d'électronique -Etude des diodeq semi-conductrices et des diodes Zéner |
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Physique générale 2 et exercices
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| Notions complémentaires d'électrostatique Théorème de Gauss pour le champ électrique - Dipôle électrique - Effet du champ électrique sur la matière - Capacité électrique - Condensateurs Première partie : Magnétisme Interaction Magnétique - Représentation du champ créé par un aimant permanent - Théorème de Gauss pour le champ magnétique - Action d'un champ magnétique sur une charge en mouvement - Champ magnétique créé par une charge en mouvement - Action d'un champ magnétique sur un courant électrique - Dipôle magnétique - Champ magnétique produit par un courant : loi d'Ampère-Laplace - Champ électromagnétique dépendant du temps - Loi de Faraday-Henry - Effet du champ magnétique sur la matière - Résumé des lois de l'électromagnétisme et équations de Maxwell Deuxième partie : Circuits électriques en courants alternatifs - Auto induction - Les circuits électriques en régime non stationnaire - Les circuits électriques en régime stationnaire : circuits RLC séries et parallèles : puissance en courant alternatifs, résonance, facteur de qualité d'un circuit résonnant - Filtres passifs du premier et du second ordre - L'oscilloscope : différentes parties du tube à rayons cathodiques - Création modulation et concentration du faisceau - Déviation horizontale et verticale - La post-accélération - L'écran - Les différentes fonctionnalités de l'oscilloscope : Figures de Lissajous - Balayage en dents de scie - Fonction multitrace Troisième partie : Ondes - Ondes élastiques - Ondes électromagnétiques - Front d'onde - Intensité de l'onde - Principe de superposition - Ondes transversale et longitudinale - Propagation de l'onde : Equation générale et propagation d'ondes harmoniques - Propriétés des ondes - Polarisation - Interférence - Diffraction - Diffusion - Ondes aux interfaces : Réflexion, réfraction, absorption Quatrième partie : Optique géométrique - Elément de photométrie visuelle - Description générale des appareils optiques Gaussien - Réflexion : Lois - Réflexion diffuse - Réflexion spéculaire - Réflexion sur une surface plane - Description des miroirs sphériques - Réflexion sur une surface sphérique concave - Réflexion sur une surface sphérique convexe - Aberrations des miroirs sphériques - Réfraction : Lois - Réfraction d'un milieu moins réfringent vers un milieu plus réfringent - Réfraction d'un milieu plus réfringent vers un milieu moins réfringent : angle critique et réflexion totale - Réfraction à une interface plane - Réfraction à une interface sphérique - Réfraction à plusieurs interfaces sphériques : lentilles - Aberrations des lentilles | |||||
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Electronique
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| - Caractéristiques des diodes idéales - Conducteur - Isolant - Semi-conducteur - Jonction PN - Les diodes semi-conductrices idéales et réelles - Redresseurs à diodes - autres types de diodes : Zener, DEL, photodiode, Varicap | |||||
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Travaux pratiques de physique 2 et d'électronique
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| Première partie : Magnétisme et courants alternatifs - Etude du magnétisme Deuxième partie : Circuits électriques en courants alternatifs -Etude des condensateurs (en courant continu et alternatif) et des circuits R-C -Etude des selfs et des circuits R-L (en courant alternatif) -Etude des circuits RLC et applications : les filtres passifs -Utilisation de l'oscilloscope à rayons cathodiques Troisième partie : Ondes -Etude de la lumière à travers un prisme (réfraction) et un réseau de diffraction (interférence et diffraction) -Etude des ondes ultrasonores (paramètres de l'onde, directivité, réflexion, interférence) Quatrième partie : Optique géométrique - Miroirs sphériques, lentilles convergentes et système de lentilles Cinquième partie : Eléments d'électronique -Etude des diodes cristallines et Zéner | |||||
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Acquis d'apprentissage (objectifs d'apprentissage) de l'unité d'enseignement :
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Savoirs et compétences prérequis :
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Activités d'apprentissage prévues et méthodes d'enseignement :
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| BCHV1100-A-a Physique générale 2 et exercices 32 h BCHV1100-B-a Electronique 16 h BCHV1100-C-a Travaux pratiques de physique 2 et d'électronique 24 h BCHV1100 A -Cours théorique magistral - Séances d'exercices par groupes d'une vingtaine d'étudiants. Les étudiants travaillent d'abord seuls. Le professeur propose, s'il le juge nécessaire et selon les consignes établies, une solution à l'ensemble du groupe. Des résolutions sont disponibles sur l'extranet. - BCHV1100 B: Cours théorique magistral. Différents types d'exercices sont résolus au cours. BCHV1100 C travaux pratiques - Les séances de travaux pratiques sont données à des groupes d'une vingtaine d'étudiants. Les étudiants travaillent en binômes et doivent remettre un rapport de laboratoire en fin de séance. Les activités d'apprentissage BCHV1100-A, BCHV1100-B et BCHV1100-C sont évaluées distinctement. Le cours de physique BCHV1100-A, suite logique de BCHV1040 A, introduit de nouveau concepts théoriques. L'activité BCHV1100-B est considérée comme une application de l'activité BCHV1100-A et introduit des concepts avancés qui préparent au traitement du signal. Ces différents concepts sont concrétisés et travaillés lors des séances d'exercices et des travaux pratiques. La théorie et les exercices sont évalués par un examen écrit. Les travaux pratiques sont évalués par un examen oral au laboratoire de physique. Chaque étudiant doit reproduire une manipulation. Tous les étudiants doivent en outre savoir utiliser un oscilloscope pour visualiser un signal alternatif, mesurer son amplitude et sa période. La validation de l'UE est conditionnée à la réussite (50% au moins) des questions relatives aux unités et conversions d'unité. L'étudiant qui ne participe pas assidûment aux activités d'enseignement peut se voir refuser la participation aux épreuves [Extrait RGE] |
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Mode d'enseignement (présentiel, à distance, hybride) :
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| Selon l'évolution des conditions sanitaires, l'enseignement pourra être organisé en distanciel, en présentiel ou en mode hybride
BCHV1100-A-a : Physique théorie et exercices 2 : cours théorique magistral. Les séances d'exercices sont données à des groupes d'une vingtaine d'étudiants encadrés par un professeur. Les étudiants travaillent d'abord seuls. Le professeur propose, s'il le juge nécessaire et selon les consignes établies, une solution à l'ensemble du groupe. Des résolutions sont disponibles sur l'extranet. BCHV1100-B-a : électronique : cours théorique magistral. BCHV1100-C-a : Travaux pratiques de physique 2 et d'électronique : les séances de travaux pratiques sont données à des groupes d'une vingtaine d'étudiants. Les étudiants travaillent en binômes et doivent remettre un rapport de laboratoire en fin de séance. |
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Physique générale 2 et exercices
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| Cours théorique magistral. Les séances d'exercices sont données à des groupes d'une vingtaine d'étudiants encadrés par un professeur. Les étudiants travaillent d'abord seuls. Le professeur propose, s'il le juge nécessaire et selon les consignes établies, une solution à l'ensemble du groupe. Des résolutions sont disponibles sur la plateforme pédagogique. | |||||
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Electronique
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| Cours magistral. | |||||
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Travaux pratiques de physique 2 et d'électronique
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| Les séances de travaux pratiques sont données à des groupes d'une vingtaine d'étudiants. Les étudiants travaillent en binômes et doivent remettre un rapport de laboratoire en fin de séance. | |||||
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Lectures recommandées ou obligatoires et notes de cours :
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Physique générale 2 et exercices
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Support(s):
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Electronique
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Support(s):
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Travaux pratiques de physique 2 et d'électronique
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| Un syllabus contenant les modes opératoires et les feuilles de rapport est fourni aux étudiants. | |||||
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Modalités d'évaluation et critères :
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| Responsable de l'évaluation: PIRLOT Régine Langue de l'évaluation: Français Mode d'évaluation:
En fin de quadrimestre, les étudiants sont évalués via un examen écrit de physique théorique et d'exercices (un formulaire est à disposition des étudiants). Une liste de questions de théorie est proposée aux étudiants dès le début du quadrimestre pour leur permettre de structurer la matière; les exercices à résoudre sont du niveau de ceux vus en séance d'exercices. BCHV1100-B-a: En fin de quadrimestre, les étudiants sont évalués via un examen écrit ; des examens à blanc sont disponibles sur l'extranet. BCHV1100-C-a : L'évaluation des travaux pratiques est une évaluation uniquement continue, elle est acquise en fin de quadrimestre pour l'ensemble de l'année académique et ne peut être récupérée. Cette évaluation continue se répartit en trois évaluations différentes:
Pondération des évaluations: BCHV1100-A-a: 2ème quadrimestre (juin) : examen écrit : 50% 3ème quadrimestre (septembre) : examen écrit : 50% BCHV1100-B-a: 2ème quadrimestre (juin) : examen écrit : 30% 3ème quadrimestre (septembre) : examen écrit : 30% BCHV1100-C-a : 2ème quadrimestre (juin) : évaluation continue : 20% 3ème quadrimestre (septembre) : note non représentable (20% note de juin) Au sein de cette AcAp, la cote est calculée par des moyennes arithmétiques pondérées. Le calcul de la note finale de l'UE se fait via une moyenne géométrique pondérée des notes des AcAp BCHV1100-1 La validation de cette UE est conditionnée à la réussite des questions relatives aux unités et conversions d'unité. L'étudiant qui ne participe pas assidûment aux activités d'enseignement peut se voir refuser la participation aux épreuves [Extrait RGE] Dispenses partielles: Cette UE est composée d'activités d'apprentissage distinctes donnant lieu, à partir de 10/20, à des reports de notes d'une session à l'autre et d'une année académique à l'autre. Les étudiants qui ne savent absolument pas participer à l'évaluation continue car il y a un conflit entre deux activités avec évaluation continue sont priés de se référer au document rédigé à ce sujet et disponible sur l'intranet et contacter l'enseignant responsable. |
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Stage(s) :
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Remarques organisationnelles :
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Contacts :
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| Régine Pirlot :regine.pirlot@vinci.be
Isabelle Tilquin : isabelle.tilquin@vinci.be |
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