Théorie des réseaux électriques

Table des matières

Avant-propos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Préface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 

I. LES MODÈLES DE LA THÉORIE DES RÉSEAUX
ET LEURS ÉQUATIONS D'ÉQUILIBRE

1. Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. Éléments des réseaux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3. Sources . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4. Équations d'équilibre des réseaux simples . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

a. Les lois de Kirchhoff . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

b. Le réseau de base . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

c. Application des lois de Kirchhoff . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

d. Équations d'équilibre d'un dipôle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5. Solution des équations d'équilibre des réseaux simples . . . . . . . . .

a. Relations v - i de dipôles résistifs simples . . . . . . . . . . . . . . . . .

b. Étude graphique des réseaux simples . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

c. Résolution des équations d'équilibre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 

II. SIGNAUX EXPONENTIELS
ET ÉQUATIONS DIFFÉRENTIELLES LINÉAIRES

1. Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. Rappel des nombres complexes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

a. Interprétation géométrique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

b. Exponentielles complexes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

c. Multiplication sous la forme polaire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

d. Nombres complexes conjugués . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3. Fonctions exponentielles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4. L'échelon unitaire; signaux qui commencent à t = 0 . . . . . . . . . . . . .

5. Solution des équations différentielles
    linéaires à coefficients constants . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

a. Solutions dans la région III, t > 0 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

b. Solution dans la région I, t < 0 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

c. Solution pour la région II (t = 0) et solution totale . . . . . . . . . . . .

6. Opérations linéaires et systèmes linéaires . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7. Quelques propriétés des équations différentielles linéaires . . . . . .

8. Solution des équations différentielles linéaires à coefficients
    constants dont le second membre est une somme de dérivées . . . . .

9. L'impulsion et les autres fonctions singulières . . . . . . . . . . . . . . . .

 

III. RÉPONSE DES RÉSEAUX A L'APPLICATION SOUDAINE
D'UNE EXCITATION

1. Solution formelle des réseaux initialement au repos . . . . . . . . . . . .

a. Réseau RL série excité par une source exponentielle réelle . . . .

b. Réseau RL série avec excitation sinusoïdale . . . . . . . . . . . . . . . .

c. Réseau RC série avec excitation échelon . . . . . . . . . . . . . . . . . .

d. Réponse impulsionnelle des réseaux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. Réponse à un échelon par inspection du réseau . . . . . . . . . . . . . . . .

a. Conditions initiales pour une excitation échelon . . . . . . . . . . . . .

b. Réponse complète de réseaux caractérisés par une seule
    fréquence naturelle excités par une source échelon . . . . . . . . . . .

3. Superposition de fonctions singulières pour la représentation
    de fonctions plus générales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4. Réseaux excités par deux ou plusieurs sources: superposition . . . .

5. Réponse des réseaux non initialement au repos . . . . . . . . . . . . . . . .

6. Réseaux contenant des interrupteurs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 

IV. INTÉGRALE PARTICULIÈRE ;
RÉGIME PERMANENT DES RÉSEAUX RLC

1. Intégrale particulière; conditions pour lesquelles l'intégrale
    particulière devient  la partie dominante de la solution . . . . . . . . . .

2. Transmittance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

a. Définition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

b. Espèces de transmittances . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

c. Impédance et admittance des éléments R, L et C . . . . . . . . . . . . .

d. Détermination de la transmittance par la méthode algébrique . . .

e. Calcul des transmittances de quelques réseaux simples . . . . . . .

3. Calcul de la réponse de réseaux à partir de la transmittance . . . . . .

a. Méthode générale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

b. Réponse à une excitation sinusoïdale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4. Diagrammes vectoriels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5. Réponse en fréquence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6. Représentation de la transmittance
    en terme de ses pôles et zéros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7. Résonance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

8. Relation entre fréquences naturelles et impédance . . . . . . . . . . . . .

9. Synthèse de réseaux à partir d'une configuration connue
    de pôles et de zéros ; sources dépendantes . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

10. Échelles d'amplitude et de fréquence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 

V. ÉQUATIONS GÉNÉRALES D'ÉQUILIBRE DES RÉSEAUX

1. Le concept dé dépendance linéaire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. Courants de branche indépendante; arbres et compléments . . . . . . .

3. Méthode des mailles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

a. Choix d'un ensemble de courants circulatoires . . . . . . . . . . . . . .

b. Équations de la loi des tensions
    et relation voltampère des éléments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

c. Réseaux plans . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

d. Résumé de la méthode des mailles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4. Méthode des nœuds . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

a. Choix d'un ensemble de variables tension . . . . . . . . . . . . . . . . . .

b. Équations de la loi des courants
    et re1ations voltampère des éléments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5. Équations d'équilibre pour les réseaux contenant des sources . . . . .

a. Méthode des mailles pour les réseaux
    contenant des sources indépendantes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

b. Équations de nœud pour les réseaux
    contenant des sources indépendantes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

c. Réseau contenant des sources commandées . . . . . . . . . . . . . . . . .

6. Fréquences naturelles des réseaux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 

VI. MULTIPOLES

1. Équations d'équilibre de réseaux à n bornes . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. Équations d'équilibre de réseaux à n portes . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3. Caractéristiques de dispositifs ayant plus de deux bornes . . . . . . . .

a. Sources dépendantes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

b. Inductances couplées . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

c. Transformateur idéal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 

VII. THÉORÈMES DES RÉSEAUX

1. Théorème de Thévenin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. Théorème de Tellegen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

a. Énoncé du théorème . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

b. Preuve . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

c. Réseaux à plusieurs paires de bornes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3. Réciprocité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4. Unicité de la réponse des réseaux RLC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5. Propriétés des impédances d'entrée de réseaux RLC . . . . . . . . . . .

 

VIII. PUISSANCE ET ÉNERGIE

1. Définition de puissance et d'énergie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. Conservation de l'énergie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3. Puissance et énergie de réseaux RLC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

a. Résistance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

b. Inductance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

c. Capacité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

d. Interprétation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4. Puissance et énergie en régime sinusoïdale permanent . . . . . . . . . .

a. Résistance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

b. Inductance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

c. Capacité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

d. Réseaux RLC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5. Vecteur puissance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6. Expression de l'impédance en termes de l'énergie . . . . . . . . . . . . . .

 

Index alphabétique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 

v

xi

 

 
 

1

3

5

7

8

12

15

25

29

29

39

46

 

 
 

57

59

61

63

64

64

69

73

 
74

75

83

84

90

93

 
98

99

 

 
 

105

105

108

110

111

119

120

 
125

 
132

147

148

158

 

 
 

 
163

168

168

169

173

174

177

182

182

183

190

195

 
197

203

221

 
238

249

 

 

258

260

264

264

 
271

273

276

278

278

 
283

287

 
287

 
290

295

300

 

 

307

317

325

325

326

329

 

 

335

344

344

345

347

348

365

367

 

 

371

372

373

373

374

375

375

379

381

382

382

382

393

394

 

399