Electricité

Durée

24h Th, 36h Pr

Nombre de crédits

Enseignant

Bernard Heinesch

Langue(s) de l'unité d'enseignement

Langue française

Organisation et évaluation

Enseignement au premier quadrimestre, examen en janvier

Horaire

Horaire en ligne

Unités d'enseignement prérequises et corequises

Les unités prérequises ou corequises sont présentées au sein de chaque programme

Contenus de l'unité d'enseignement

Afin d'acquérir les savoirs et savoirs-faires requis, la table des matières proposée est la suivante :

• Electrostatique : Champ électrique, Théorème de Gauss, Potentiel électrique, Condensateurs et diélectriques.
• Electrocinétique : Courant électrique et résistance, Circuits à courant continu.
• Electromagnétisme : Champs magnétiques, Sources de champ magnétique, Induction électromagnétique, Inductance.
• Courants alternatifs : Circuits RC, RL, RLC, Filtres.

Acquis d'apprentissage (objectifs d'apprentissage) de l'unité d'enseignement

Pourquoi un bio-ingénieur doit-il étudier l'électricité ? Parce que les savoirs et savoirs-faires acquis dans le cours d'électricité sont largement utilisés en aval de la formation de bio-ingénieur. Soit par le biais d'aspects purement techniques et métrologiques (e.g. mesure de la résistivité électrique du sol par la techniqe de l'ERT), soit parce que des quantités électriques jouent un rôle fondamental dans un processus physique/biologique/chimique (e.g. différence de potentiel au travers des parois cellulaires responsable du transfert d'ions), soit parce que des analogies électriques sont utilisées pour décrires ces phénomènes (e.g. schéma de résistance pour la modélisation de la déposition d'ozone dans la végétation).
Au-delà de ces aspects, le cours participe à développer des compétences de base en sciences exactes comme l'initiation au raisonnement scientifique, l'apprentissage des ordres de grandeur et des approximations, l'utilisation de concepts mathématiques.
Plus précisément pour les concepts d'électricité, à l'issue du cours, l'étudiant doit être capable de

• Appliquer les lois de l'électrostatique, afin de prédire le champ, les forces et le potentiel électrique pour différentes configurations symétriques.
• Appliquer les lois de l'électrocinétique afin de prédire l'évolution du courant, de la tension et de la puissance dissipée dans un circuit électrique alimenté en continu.
• Appliquer les lois de l'électromagnétisme afin de prédire le champ et les forces pour différentes configurations symétriques.
• Décrire le comportement d'un condensateur, d'une résistance ; d'une bobine de self induction et de leurs associations en conditions continue, transitoire et oscillatoire.

Savoirs et compétences prérequis

• Enseignement secondaire
• MATH0493-1 - Mathématique générale : Analyse 1, calcul différentiel
• MATH0494-1 - Mathématique générale : Algèbre et géométrie
• PHYS3025-1: Physique générale : Mécanique particule

Activités d'apprentissage prévues et méthodes d'enseignement

Les bases théoriques sont fournies au cours d'exposés ex cathedra, présentés sous forme modulaire (1 chapitre du livre de référence par séance) et illustrés par des exercices tirés du recueil d'exercices.
Les travaux pratiques seront constitués essentiellement de manipulations et visent à assurer d'une part une meilleure compréhension des principaux concepts mis en œuvre dans le cours théorique, d'autre part l'acquisition d'un certain « savoir-faire » (pas uniquement technique) en électricité. Les étudiants travailleront par groupe de deux, auront le droit à l'erreur et pourront travailler à leur propre rythme. Il n'y a pas de rapports exigés, l'évaluation se fera au cours d'un examen oral final et sera axée sur la compréhension et le raisonnement et nullement sur des connaissances de mémoire.
La démarche expérimentale sera privilégiée. Dans de nombreux cas, l'étudiant abordera au laboratoire des concepts qui n'ont pas encore été abordés au cours théorique. Il devra alors construire son savoir sur base des résultats expérimentaux pour ensuite discuter de ses conclusions avec les encadrants.

Mode d'enseignement (présentiel, à distance, hybride)

Présentiel avec Cours magistral : 24h Travaux pratiques : 36h

Lectures recommandées ou obligatoires et notes de cours

Support pour cours théorique:
Physique - Serway Tome 2, Electricité et magnétisme - 4ème édition, éditions de boeck, ISBN 978-2-8041-7133-9

ou

Physique - Benson Tome 2, Electricité et magnétisme - 5ème édition, ISBN 978-2-7613-5500-1

Support pour les travaux pratiques:
Notes de laboratoires d'électricité

Modalités d'évaluation et critères

Examen écrit pour le cours théorique (50%) Examen oral de laboratoire pour les travaux pratiques (50%)

Stage(s)

Remarques organisationnelles et modifications principales apportées au cours

Contacts

HEINESCH Bernard (Professeur part-time)
BioDynE research axis Unité de recherche TERRA/Département Biosystem Engineering (BIOSE) Gembloux Agro-Bio Tech University of Liege
8, Avenue de la Faculté 5030 Gembloux BELGIUM
+32 81 622492 bernard.heinesch@uliege.be

Association d'un ou plusieurs MOOCs