Génie électrique. Édition 2020 (PDF)

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À propos du livre

Auteur(s) : Sous la direction de Gregor Hàberle
Éditeur(s) : Dunod
Édition : 2020
Language : French
Couverture : PDF
Poids du fichier : 11 Mo
Nb. de pages : 495

Ce tome englobe les domaines de l'électrotechnique et du génie électrique dans leur ensemble.

Le contenu de l'ouvrage comprend:

➔ Des rappels en mathématiques et en physique, avec les symboles et les unités utilisés. Théorie des circuits et des composants.

➔ Représentations graphiques, schémas électriques et mesures.

➔ Installations électriques, KNX, câblage et éclairage.

➔ Sécurité, alimentation électrique, transformateurs, générateurs et accumulateurs, chauffage.

➔ Ordinateurs et interfaces, réseaux et transmissions.

➔ Automatisation, commande et régulation.

➔ Matériaux conducteurs et isolants, connexions.

➔ Fonctionnement de l'entreprise et organisation du travail.

Au sommaire

Partie 1 :
Mathématiques, physique, théorie des circuits et composants ...11
Symboles ............................................................................. 12
Indices ................................................................................ 13
Symboles internationaux ................................................... 14
Grandeurs et unités ........................................................... 15
Symboles mathématiques ................................................. 17
Puissances, préfixes, logarithmes, règle de trois ............ 18
Angles, fonctions trigonométriques,
calcul de pourcentages....................................................... 19
Relations entre les fonctions trigonométriques .............. 20
Longueurs et surfaces ....................................................... 21
Solides et masse ................................................................. 22
Masse, force, pression, moment de force......................... 23
Cinématique ....................................................................... 24
Travail mécanique, puissance mécanique, énergie ......... 25
Transmissions ..................................................................... 26
Poulies, coins, treuils ......................................................... 27
Chaleur ................................................................................. 28
Charge, tension, intensité du courant, résistance .......... 29
Puissance électrique, travail électrique ............................. 30
Champ électrique, condensateur ...................................... 31
Grandeurs alternatives, longueur d'onde ........................ 32
Puissance en courant alternatif sinusoïdal, impulsions ..... 33
Champ magnétique, bobine............................................... 34
Amplitudes des champs électriques et magnétiques . . . 35
Courant dans un champ magnétique, induction ............. 36
Circuits avec des résistances ............................................. 37
Orientations, lois de Kirchhoff ........................................... 38
Potentiomètre .................................................................... 39
Source de tension équivalente, source de
courant équivalente, adaptation ....................................... 40
Montages de base de bobines et de condensateurs . . . . 41
Circuits RCet RL ................................................................ 42
Montage en série de Rf L, C ............................................... 43
Montage en parallèle de R, L, C......................................... 44
Montage en série équivalent et
montage en parallèle équivalent ....................................... 46
Filtres simples ..................................................................... 46
Courant triphasé ................................................................. 47
Charge déséquilibrée, transformation de circuits, montage en pont........ 48
Harmoniques .................... 49
Résistances et condensateurs ........................................... 50
Code des couleurs des résistances et des condensateurs ................. 51
Types de résistances et de condensateurs ...................... 52
Groupes d'application et structure des condensateurs ............ 53
Résistances à semi-conducteur ......................................... 54
Termes relatifs aux redresseurs......................................... 55
Diodes ................................................................................ 56
Transistors à effet de champ, transistors bipolaires à grille isolée ............ 57
Transistors bipoiaires ......................................................... 58
Thyristors ............................................................................ 59
Types de thyristors et diodes de déclenchement ............ 60
Formes de boîtiers des diodes, transistors et Cl ............ 61
Composants dépendant du champ magnétique ............ 62
Composants optoélectroniques......................................... 63
Circuit de protection de diodes et de transistors ............. 64
Composants pour la protection contre les surtensions............. 65
Refroidissement des composants à semi-conducteur . . . 66
Partie 2 :
Documentation technique, mesures .............................. 67
Représentation graphique des courbes caractéristiques ........... 68
Dessins techniques généraux .............. 69
Représentation graphique des solides ........................... 70
Flèches de cote, représentations particulières ................ 71
Cotation ............................................................................... 72
Cotation, hachures ............................................................. 73
Schémas électriques comme documents fonctionnels . . 74
Autres documents fonctionnels ......................................... 75
Documents se rapportant à l'implantation et aux liaisons .................... 76
Marquage dans les schémas électriques ......................... 77
Lettres de code des objets (matériel) ............................... 78
Sous-classes pour les rôles des objets ............................. 79
Marquage des contacts dans les schémas des circuits . . 80
Symboles électriques ................................... 81
Symboles électriques généraux......................................... 82
Symboles électriques supplémentaires, interrupteurs
dans une installation électrique ......................................... 83
Instruments et appareils de mesure ................................. 84
Composants à semi-conducteur ....................................... 85
Éléments logiques............................................................... 86
Traitement analogique des informations, compteurs et dispositifs de changement de tarif ............. 88
Convertisseurs éiectroacoustiques et antennes ............. 89
Symboles pour les schémas électriques d'installation et les schémas d'installation ................. 90
Schéma électrique d'installation ....................................... 92
Symboles électriques pour les schémas généraux ......... 93
Bobines, transformateurs, générateurs tournants .......... 94
Moteurs monophasés à courant alternatif et démarreurs ........ 95
Moteurs triphasés et démarreurs ..................................... 96
Moteurs avec alimentation par convertisseur ................ 97
Comparaison des symboles électriques ........................... 98
Commandes hydrauliques et pneumatiques .................. 100
Symboles du génie des procédés ..................................... 101
Élaboration d'une documentation pour équipements ou installations ........... 102
Structure et contenu d'un mode d'empioi ....................... 103
Appareils et systèmes de mesure électrique .................. 104
Pictogrammes utilisés en technique de mesure .............. 105
Circuits de mesure des résistances ................................. 106
Extension de la plage de mesure....................................... 107
Mesure dans les installations électriques ......................... 108
Dispositifs de mesure de puissance ................................. 110
Compteurs d'énergie électrique ....................................... 111
Compteurs électroniques d'énergie électrique ............... 112
Oscilloscope ....................................................................... 113
Mesures avec l'oscilloscope............................................... 114
Mesure de déplacement et d'angle avec des capteurs ..... 115
Mesure de force et de pression avec des capteurs ......... 116
Mesure de mouvement avec des capteurs ...................... 117
Mesure de température avec des capteurs ...................... 118
Partie 3 :
Installations électriques .................................................... 119
Travaux sur les installations électriques ........................... 120
Équipement d'un atelier ..................................................... 121
Pose des câbles, travaux sur les câbles ........................... 122
Coupure, circuit série ......................................................... 123
Circuit va-et-vient, permutateur ........................... 124
Minuterie d'éclairage d'escalier, installation de sonnettes avec ouvre-porte ..........125
Circuits avec télérupteur..................................................... 126
Circuits de motorisation des volets roulants, des bannes et des stores ................. 127
Interphones ......................................................................... 129
Portiers à deux fils............................................................... 130
Circuits de lampes avec variateurs .................................. 131
Variateur à bouton-poussoir types de variateurs ............ 132
Interrupteurs automatiques avec capteur therm ique .........133
Interrupteur automatique avec détecteur de mouvements à ultrasons............. 134
Installation électrique avec lampes halogènes BT .......... 135
Installation électrique à champ réduit ............................... 136
Gestion technique du bâtiment et domotique ................ 137
Lignes et domaines dans un système KNX ..................... 138
Symboles de circuit du KNX ............................................. 139
Composants de systèmes KNX ......................................... 140
Actionneurs et appareils spéciaux pour le KNX .............. 141
Capteurs pour KNX ........................................................... 142
Actionneurs pour KNX ...................................................... 143
KNX à courant porteur ....................................................... 144
Configuration et mise en service de KNX......................... 145
LON ...................................................................................... 146
Composants de LON........................................................... 147
Installation électrique avec commande sans fil .............. 148
LCN ...................................................................................... 150
Branchement domestique avec liaison équipotentielle de protection ..............151
Câbles principaux dans les immeubles d'habitation ......... 152
Installation du tableau de compteur ................................ 153
Équipement électrique minimal dans les bâtiments d'habitation, tableaux de compteur .............. 154
Câblage dans les bâtiments d'habitation ........................ 155
Calcul des lignes sans dérivation .................................... 156
Calcul des lignes avec dérivation .................................... 158
Protection des lignes contre les surcharges et les courts-circuits ............ 159
Modes de pose pour une installation fixe ........................ 160
Intensités admissibles dans les câbles et les lignes pour û a - 25 °C ....... 161
Intensités admissibles dans les câbles et les lignes pour = 30 °C ....... 162
Intensités admissibles dans les lignes
souples ou résistantes à la chaleur ................................... 163
Facteurs de correction pour les intensités admissibles ........................................................................ 164
Sections minimales des conducteurs, intensités admissibles des câbles de puissance ............................... 165
Dispositifs de protection contre les surintensités (fusibles basse tension) ...................... 166
Dispositifs de protection contre les surintensités .......... 167
Pièces avec baignoire ou douche .................................... 168
Pièces et installations de type particulier, travaux sous tension ..............169
Saunas et piscines .............................................................. 170
Installation électrique dans les ateliers exposés au risque d'incendie..........171
Installation électrique dans les exploitations agricoles .............172
Installation électrique dans les zones à usage médical ............... 173
Installation électrique dans les salles de cours avec dispositifs d'expérimentation.............. 175
Installation électrique dans les zones exposées au risque d'explosion ..............176
Alimentation électrique des ateliers et des salles des machines ............ 177
Techniques d'éclairage ............... ...................................... 178
Planification de l'éclairage des lieux de travail intérieurs ............. 179
Facteurs de maintenance des éclairages
des lieux de travail ............................................................ 180
Calcul des installations d'éclairage ...................... 181
Éclairage et éblouissement .............................................. 182
Lampes à incandescence, lampes à vapeur métallique .............. 183
Lampes à économie d'énergie,
rendu des couleurs ............................................................. 184
Lampes à induction et câbles à fibres optiques ............... 185
Tubes fluorescents pour 230V ........................................... 186
Ballasts électroniques pour tubes fluorescents ............... 187
Circuits des lampes à décharge ..................................... 188
Éclairage par DEL .............................................................. 189
Lampes à DEL .................................................................... 190
Données photométriques des lampes ............................ 191
Installations à tubes fluorescents .................................... 192
Partie 4 :
Sécurité, alimentation électrique .................................. 193
Premiers secours sur le lieu de travail ............................ 194
Équipement de protection individuelle (EPI) .................. 195
Panneaux pour la prévention contre des accidents ......... 196
Signes et couleurs pour la prévention des accidents ...... 197
Santé au travail, sécurité au travail .................................. 198
Types de contacts, risques liés au courant, types de défauts ........ 199
Mesures de protection, classes de protection ............ 200
Schémas des liaisons à la terre (SLT) ............................... 201
Protection contre Seschocs électriques .......................... 202
Dispositifs à courant différentiel ....................................... 203
Protection en cas de défaut par coupure
automatique de l'alimentation .......................................... 204
Autres mesures de protection .......................................... 205
Autres protections en cas de défaut dans des
installations surveillées par des professionnels .............. 206
Conducteurs pour les mesures de protection ................ 207
Vérification des mesures de protection ............................ 208
Vérifications répétitives .................................................... 209
Réparation, modification et vérification
d'appareils électriques ...................................................... 210
Transformateurs et bobines d'arrêt, vérification de l'isolement .............. 212
Calcul des transformateurs .............................................. 213
Petits transformateurs ...................................................... 214
Types de centrales électriques .......................................... 215
Générateurs tournants ...................................................... 216
Classes d'isolation, plaques signalétiques des transformateurs .............. 217
Transformateurs triphasés ............................ 218
Association en parallèle des transformateurs....219
Réseaux électriques ...................................... 220
Lignes aériennes ............................................ 221
Réseaux aériens ............................................ 222
Flèche des lignes aériennes .............................................. 223
Pose de câbles souterrains ................................................ 224
Installations de production autonomes .......................... 225
Installations d'énergie éolienne......................................... 226
Photovoltaïque ........................................ 227
Installations photovoltaïques ............................................ 228
Marquage des appareils électriques ................................ 229
Piles à combustible ............................................................ 230
Degrés de protection des matériels électriques .............. 231
Électrochimie ...................................................................... 232
Piles .................................................................................... 233
Accumulateurs .................................................................. 234
Méthodes de charge des accumulateurs ........................ 235
Alimentation électrique de secours et éclairage de secours ................. 236
Alimentations électriques de secours (AES) .................... 237
Alimentations sans interruption (ASI) .............................. 238
Compatibilité électromagnétique (CEM) .......................... 239
Inte rférences électromagnétiques (IEM ) .......................... 240
Mesures contre les IEM .................................................... 241
Installation intérieure de protection contre la foudre ......... 242
Installation extérieure de protection contre la foudre .........  243
Dispositifs de capture et conducteurs de descente ......... 245
Qualité de l'alimentation .................................................. 246
Compensation .................................................................... 247
Compensation de puissance réactive ......................... 248
Surveillance du circuit final .............................................. 250
Systèmes d'alarme et de surveillance .............................. 251
Systèmes de sécurité dans les bâtiments ........................ 252
Installation de détection d'effraction ................................ 253
Surveillance vidéo .............................................................. 254
Températures pour le calcul des besoins en chauffage ............. 255
Besoins de chaleur et conduction thermique des bâtiments ................. 256
Consommation annuelle d'énergie pour le chauffage
et indice énergétique d'une maison individuelle ............ 257
Chauffage des bâtiments .................................................. 258
Chauffage au sol et au plafond ......................................... 259
Climatisation ...................................................................... 260
Plaques chauffantes pour cuisinières électriques ........... 261
Classes d'efficacité énergétique ........................................ 262
Potentiels d'économies d'énergie .................................... 263
Marquage CE ...................................................................... 264
Chauffe-eau ........................................................................ 265
Appareils ménagers ....................... 266
Pompes à chaleur .............................................................. 267
Tarifs de l'électricité ....................... 268
Partie 5 :
Systèmes d'information et de communication ............. 269
Nombres binaires et codes binaires ................................. 270
Nombres hexadécimaux et octaux ................................... 271
Code ASCII en Unicode....................................................... 272
Opérations binaires............................................................. 273
Algèbre de Boole ................................................................ 274
Conception de circuits combinatoires ............................... 275
Convertisseurs de code ..................................................... 276
Bascules .............................................................................. 277
Compteurs numériques et registres à décalage............... 278
Convertisseurs NA et convertisseurs AN ......................... 279
Modulation et démodulation ............................................. 280
Micro-ordinateurs .............................................................. 281
Ordinateurs personnels PC ............................................... 282
Afficheurs............................................................................. 283
Interfaces et connecteurs du PC ....................................... 284
Couplages d'interface, convertisseurs d'interface ........... 285
Système d'exploitation Windows .................................... 286
Éléments de l'interface utilisateur deWindows .............. 287
Réseaux des techniques de l'information ......................... 288
Composants des réseaux de données ............................. 289
Communication parÉthernet ............................................ 291
Installation d'un réseau Ethernet....................................... 292
Ethernet industriel .............................................................. 293
Transmission de signaux ................................................... 294
Transmission de données sans fil ..................................... 295
Réseau local sans fil ........................................................... 296
Systèmes d'identification ................................................... 297
Système de bus ASh ........................................................... 298
Interbus .............................................................................. 299
PROFIBUS .......................................................................... 300
Systèmes de commande à distance ................................. 301
Transducteurs de mesure et convertisseurs de signal pour systèmes de commande à distance ......... 302
Convertisseur de mesure universels paramétrables . . . . 303
Connexion au réseau téléphonique .................................. 304
Télécommunication avec RNIS ........................................ 305
Conception d'une installation RNIS .................................. 306
Accès à Internet .................................................................. 307
Recherches sur Internet ..................................................... 308
Sauvegarde et protection de données ............................. 309
Antennes, matériel pour installations d'antennes .......... 310
Réception satellite .............................................................. 311
Installations satellite ........................................................... 312
Systèmes d'antennes pour récepteurs satellite .............. 313
Télévision numérique terrestre ......................................... 314
Installations d'antennes collectives ................................... 315
Construction d'installations d'antennes .................. 316
Installations de communication à large bande .............. 317
Câblage multimédia dans la maison ................................. 318
Partie 6 :
Systèmes d'automatisation, d'entraînement, de commande et de régulation ............ 319
Circuits de base des amplificateurs ................................... 320
Bases de l'amplificateur opérationnel ............................... 321
Circuits à amplificateurs opérationnels............................. 322
Types de convertisseurs de puissance ............................. 324
Désignation des convertisseurs de puissance ................ 325
Circuits pour redresseurs et convertisseurs ..................... 326
Gradateurs, caractéristiques de commande .................... 327
Quadrants de fonctionnement des entraînements, moteurs linéaires ......... 328
Convertisseurs mixtes .............................................. 329
Convertisseurs totalement commandés .................. 330
Onduleurs .......................................................................... 331
Hacheurs, convertisseurs avec circuit intermédiaire à tension continue.................. 332
Convertisseurs avec circuit intermédiaire à tension continue .................... 333
Circuits de déclenchement de semi-conducteurs............. 334
Lissage et stabilisation de tension..................................... 335
Bases des alimentations à découpage ............................ 336
Alimentations à découpage ............................................... 337
Transistor et amplificateurs opérationnels en commutation .............. 338
Relais statiques et relais à lames souples {relais reed) , , 339
Module de commande easy............................................... 340
Module de commande LOGO ! ......................................... 341
Structogrammes et organigrammes ................................. 342
Automates programmables industriels {API) ................... 343
Couplages de signaux pour API et micro-ordinateurs ............. 344
Instructions pour API ......................................................... 345
Exemples de programme pour API ................................... 347
Compteurs et horloges dans les API ................................. 348
Langage littéral structuré {ST),
diagramme séquentiel de fonction (SFC) ......................... 349
Structure des programmes pour l'API S7 ......................... 350
Commande séquentielle avec le GRAFCET ..................... 351
Identification alphanumérique des bornes ....................... 353
Technique de commande ................................................... 354
Commande électronique des matériels d'utilisation ........... 355
Valeurs limites de la puissance de branchement sur le réseau public....... 356
Circuits auxiliaires .............................................................. 357
Parties des systèmes de commande relatives à la sécurité ............ 358
Architectures de commandes .......................................... 359
Équipement électrique basse tension des machines ........ 360
Contacteurs ........................................................................ 361
Types spéciaux de contacteurs ......................................... 362
Marquage et commande des contacteurs ...................... 363
Catégories d'emploi et conditions d'essai des contacteurs ................................... 364
Circuits à contacteurs ......................... 365
Protection des moteur ....................... 367
Protection électronique des moteurs ............................... 368
Commande par commutateur de moteur ......................... 369
Détecteurs de proximité optoélectroniques
(barrières lumineuses) ....................................................... 370
Détecteurs de proximité ..................................................... 371
Capteurs à ultrasons .......................................................... 372
Technique de régulation ..................................................... 373
Régulateurs non linéaires................................................... 374
Régulateurs continus numériques .................................... 375
Régulateurs continus analogiques .................................. 376
Régulation numérique ....................................................... 377
Réglage des boucles d'asservissement............................. 378
Types de services et limites d'échauffement .................. 380
Efficacité des entraînements électriques........................... 381
Données de fonctionnement des moteurs à cage .......... 382
Moteurs à cage refroidis par leur surface (moteurs normalisés) ..................... 383
Types de construction des machines électriques tournantes ......................... 384
Formules de calcul pour les machines électriques tournantes ................. 385
Flaques signalétiques des machines électriques tournantes ........ 386
Moteurs triphasés .............................................................. 387
Moteurs à changement de pôles ...................................... 388
Diagnostic des pannes des moteurs asynchrones triphasés ....... 389
Moteurs monophasés......................................................... 390
Moteurs à courant continu ................................................ 391
Servomoteurs .................................................................... 392
Commande de servomoteurs .......................................... 393
Moteurs pas-à-pas ............................................................. 394
Micro-moteurs .................................................................... 395
Données des micro-entraînements réducteurs
de micro-moteurs .............................................................. 396
Entraînements linéaires ..................................................... 397
Actionneurs piézoélectriques et entraînements piézoélectriques............... 398
Vérification des machines électriques ............................... 399
Technique d'entraînement ................................................. 400
Choix d'un moteur d'entraînement ................................... 401
Démarrage des moteurs à cage......................................... 402
Partie 7 :
Matériaux, technique d'assemblage ................................. 403
Classification périodique, liaison chimique...... 404
Propriétés des matériaux .......................405
Désignation normalisée des aciers ............406
Matériaux conducteurs en électricité (métaux non-ferreux) .............................407
Caractéristiques de magnétisation .................... 408
Matériaux magnétiques ....................................409
Soudures, bilames thermiques, balais ................410
Matériaux de contact, lignes aériennes .................411
Matériaux isolants ................................................412
Matières plastiques utilisées comme isolants 414
Autres matériaux isolants .................... 415
Matériaux auxiliaires .................... 416
Conducteurs et câbles .................... 417
Câbles de puissance .................... 418
Câbles et conducteurs de puissance .................... 419
Autres câbles pour installation fixe .................... 420
Câbles pour le branchement des appareils mobiles .................... 421
Conducteurs et câbles pour les installations de signal et d'alarme .................... 422
Câbles dans les réseaux de données .................... 423
Lignes pour éclairages à basse tension .................... 424
Code de désignation de couleurs, câbles de puissance .................... 425
Câbles de distribution d'énergie .................... 426
Prises électriques .......... 427
Connecteurs .................... 428
Connecteurs RJ45 et RJ11 .................... 429
Connexions sans soudure .................... 430
Conduits .................... 431
Exemples de nomenclature des vis et écrous .................... 432
Filetages métriques ISO .................... 433
Tolérances et ajustements .................... 434
Partie 8 :
L'entreprise et son environnement, ingénierie de l'environnement, annexes ..... 435
Structures des entreprises  ..................... 436
Organisation du travail ........................ 437
Planification du travail, méthode du réseau ......438
Travail en équipe ................ 439
Gestion des conflits .............. 440
Analyse et conception des processus ............. 441
Préparation d'une présentation .................. 442
Présentation d'un projet ........................ 443
Diagrammes pour les présentations  ......... 444
Réalisation de projets ................... 445
Marketing systémique ................ 446
Communication avec les clients ................... 447
Réalisation de formations du client ................... 448
Convention collective ................... 449
Actes juridiques de l'entreprise ...................  450
Coûts et chiffres clés ................... 451
Calcul des coûts ................... 452
Établissement d'un devis ................... 453
Cahier des charges, cahier des spécifications ................... 454
Planification assistée par ordinateur d'une instailation électrique ................... 455
Exécution réelle de circuits d'installations ................... 456
Certification, audit ................... 457
Matières dangereuses ................... 458
Phrases de risques (phrases H) pour les matières dangereuses ................... 459
Conseils de prudence (phrases P) pour les matières dangereuses ................... 460
Gestion des déchets électroniques ................... 461
Normes ................... 462
Normes importantes ................... 463
Contenu de la norme française NF C 15-100
Installations électriques à basse tension ................... 465
Glossaire ................... 466
Sigles et acronymes ................... 471
Anglais technique (anglais-français) ................... 473
Liste de termes techniques ................... 480
Répertoire des sources d'images ................... 496

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