MOOC

Electrical engineering I

Description

This course defines the basics of electrical circuits, including the three passive elements (resistance, inductor and capacitor), linear circuits and voltage and current sources.

The elementary laws of electricity are applied to these circuits, followed by a series of methods for combining the elements and transforming the circuit, leading to their simplification and enabling easy analysis of the currents, voltages and powers present. Some classic special circuits are presented.

All these methods are first developed for d.c. operation and then generalized to a.c. operation, involving complex calculations. The importance of alternating current lies in the fact that it is omnipresent in domestic and industrial electrical distribution.

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Description

This course defines the basics of electrical circuits, including the three passive elements (resistance, inductor and capacitor), linear circuits and voltage and current sources.

Instructors (2)

Yves Perriard

Yves Perriard was born in Lausanne in 1965. He received the M. Sc. in Microengineering from the Swiss Federal Institute of Technology - Lausanne (EPFL) in 1989 and the Ph D. degree in 1992. Co-founder of Micro-Beam SA, he was CEO of this company involved in high precision electric drive. Senior lecturer from 1998 and professor since 2003, he is currently director of Laboratory of Integrated Actuators. His research interests are in the field of new actuator design and associated electronic devices. In 2009, he is appointed Vice-Director of the Microengineering Institute in Neuchâtel until 2011. In 2013 the Federal Council has named him the the CTI commission in Bern. In 2014 he is appointed guest professor at Zhejiang University in China. In 2017, the lab is granted by the Werner Siemens Foundation of an amount of 12 millions CHF in order to set up a new Center for Artificial Muscules. Since 2018, he is Expert with Innosuisse, the new Swiss Innovation Agency. http://scholar.google.com/citations?hl=fr&user=V2onuO8AAAAJ https://actu.epfl.ch/news/a-12-million-franc-donation-to-create-a-center-for/

Paolo Germano

FORMATION Mars 1990 : Engagement au Laboratoire d'électromécanique et de machines électriques (LEME), devenu entre temps le laboratoire d'actionneurs intégrés (LAI), comme assistant puis comme fonctionnaire scientifique. Janvier 1990 : Diplôme d'ingénieur EPF en microtechnique. Juillet 1985 : Maturité de type scientifique.

- - EXPERIENCES ET DOMAINES DE COMPETENCES
Modélisation et simulation de l'alimentation des moteurs de l'avion Solar Impulse sur la base des résultats de la modélisation par éléments finis (FEM) de la structure magnétique Développement du banc de mesure (mécanique et software) du moteur Solar Impulse (dès mars 2004);
Dans le cadre d'un Projet CTI en collaboration avec l'entreprise Medtronic (Projet ColoStim), développement d'un appareil de traitement de la constipation consistant en des électrodes implantées le long du colon et alimentées par induction, à haute fréquence, à l'aide d'une bobine primaire placée autour du thorax du patient (janvier 2006 - mars 2007);
Développement du modèle équivalent d'une montre à glace tactile et analyse de l'effet des décharges électrostatiques sur cette montre. Projet CTI en collaboration avec l'entreprise ETA-Swatch Group (avril 2003 à octobre 2004);
Développement d'un système de transfert d'énergie pour navettes automotrices de machines d'assemblage. Projet CTI en collaboration avec l'entreprise Montech AG (octobre 2001 à octobre 2002);
Développement d'une installation de transfert d'énergie pour des wagonnets de transport de rouleaux pour l'industrie du papier avec l'entreprise Valmet AG (Groupe Metso Paper) (2001);
Développement d'un banc de mesure pour actionneurs linéaires dans le cadre d'un mandat avec l'entreprise Sonceboz SA (mars 1998 - juillet 2000);
Développement d'une installation de transfert d'énergie pour un convoyeur d'outils dans le cadre d'un mandat avec l'entreprise MCM SpA (Italie) (juillet 1998 avril 1999 et déc. 1999 avril 2000);
Développement d'un banc de test pour vibreur électromécanique dans le cadre d'un mandat avec l'entreprise ASULAB SA à Marin (octobre décembre 1999);
Développement et responsabilité d'une installation de démonstration d'un Système de transport automatique à transmission d'énergie par induction - Projet Serpentine 2 PSEL (déc. 1996 juin 1999);
Développement d'un banc de mesure et d'analyse pour moteurs à courant continu dans le cadre d'un projet d'impulsion RAVEL (sept. 1995 - mars 1997);
Développement d'un convertisseur de fréquence à résonance de 2,4 kW pour l'alimentation d'un transformateur sans fer dans le cadre du transfert d'énergie sans contacts Projet Serpentine PSEL (février 94 déc. 1995);
Développement d'un banc de mesure pour moteurs pas à pas dans le cadre d'un mandat avec l'entreprise Sonceboz SA (mars 1992 nov. 1995);
Développement d'un convertisseur direct de fréquence AC/AC de basse puissance dans le cadre du projet du cur artificiel Suisse (mars 1990 - mars 1992);
Suivi d'une vingtaine de projets de semestre et de master EPFL;
Divers projets de moindre envergure (alimentations, démonstrateurs, acquisitions de données, micro-informatique, circuits imprimés).

PUBLICATIONS DOMAINE DU TRANSFERT D'ENERGIE PAR INDUCTION M. Jufer, L. Cardoletti, B. Arnet, P. Germano, Ch. Koechli, N. Macabray, M. Perrottet, "Dispositif de transmission d'énergie électrique à un véhicule, sans contact, par induction - Projet PSEL N° 16 - Magnéto-glisseur", Rapport de synthèse 1995, EPFL-DE-LEME, Lausanne - Suisse, 18 octobre 1995; M. Jufer, L. Cardoletti, P. Germano, B. Arnet, M. Perrottet, N. Macabrey, "Induction Contactless Energy Transmission System for an Electric Vehicle", ICEM96, International Conference on Electrical Machines, Vigo, Sept. 10-12, 1996, Vol II, pp. 343-347; P. Germano, M. Jufer, "Contactless power transmission: Frequency tuning by a maximum power tracking method", EPE '97, 7th European Conference on power electronics and applications, Trondheim, Sept. 8-10, 1997, Vol IV, pp. 693-697; M. Jufer, L. Cardoletti, P. Germano, B. Arnet, M. Perrottet, Swiss Federal Institute of Techno-logy, DE-LEME, 1015 Lausanne, Switzer-land, "Inductively powered automatic vehicles - Ser-pen-tine", EVS-15 '98, 15th International Electric Vehicle Symposium and Exhibition, Brussel, Belgium, Sept. 29 - Oct. 3, 1998, pp. 403-404; P. Germano, Nicolas Macabrey, M. Jufer, Swiss Federal Institute of Technology, DE-LEME, 1015 Lausanne, Switzerland, "Contactless Power Transmission: Linear Positioning of the Moving Element", EPE '99, 8th European Conference on Power Electronics and Applications, Lausanne, 7-9 September, 1999, Art Nb 685; P. Germano, M. Jufer, L. Cardoletti, B. Arnet, Ch. Koechli, N. Macabray, M. Perrottet, "Système de transport automatique à transmission d'énergie par induction. - Projet PSEL N° 115", Rapport final 1999, EPFL-DE-LEME, Lausanne - Suisse, 31 août 1999; P. Germano, I. Stefanini, W. Montella, L. Cardoletti, Y. Perriard, "Système de transfert d'énergie pour navette de machines d'assemblage Projet CTI n° 5780.1 KTS", Rapport final, EPF Lausanne-LAI, Suisse, mars 2004; I. Stefanini, P. Germano, L. Cardoletti, W. Montella, Y. Perriard, "Inductive Charge System for Assembly Plant Shuttles", CD-ROM, EPE 2003, Toulouse, (France), 2-4 Septembre 2003; P. Germano, I. Stefanini, Y. Perrirad, "Stimulation colique pour le traitement des troubles de la motilité Projet ColoStim Projet CTI n° 7362.2 LSPP-LS", Rapport final, EPF Lausanne-LAI, Suisse, mai 2007. DOMAINES DES BANCS DE MESURE - MESURES P. Germano, "Système automatique de mesure", Rapport technique vol. I & II, EPF-Lausanne, 1995; P. Germano, Ch. Kuert, "Banc de mesures automatisé pour entraînements électriques", Présentation et mode d'emploi, EPF-Lausanne, 1997; P. Germano, Ch. Kuert, M. Jufer, Swiss Federal Institute of Technology, DE-LEME, 1015 Lausanne, Switzerland, "Automated test bench for electric drives: Modular layout of soft- and hardware", EPE '99, 8th European Conference on Power Electronics and Applications, Lausanne, 7-9 September, 1999, Art Nb 683; Y. Perriard, P. Germano, I. Verettaz, "Banc de test pour vibreur électromécanique", Rapport technique, EPF-Lausanne, janvier 2000; P. Germano, Ch. Kuert, M. Jufer, Swiss Federal Institute of Technology, DE-LEME, 1015 Lausanne, Switzerland, "DSP controlled automated Test Bench for linear Actuators Design and Choices", EPE 2001, 9th European Conference on Power Electronics and Applications, Graz, 27-29 August, 2001, Art Nb 709; P. Germano, M. Crivii, D. Demarco, Y. Perriard, Swiss Federal Instutute of Technology, LAI, 1015 Lausanne, Switzerland & L. Paratte, R. Marquis, Service Unit RD, ETA SA (Swatch Group), 2540 Granges, Switzerland, "Analysis and Modeling of Electrostatic Discharge in a Tactile Glass Featured Watch", IAS 2004, 39th Annual Meeting, Seattle, WA, USA, October 3-7, 2004; P. Germano, M. Crivii, D. Demarco, Y. Perriard, Swiss Federal Instutute of Technology, LAI, 1015 Lausanne, Switzerland & L. Paratte, R. Marquis, Service Unit RD, ETA SA (Swatch Group), 2540 Granges, Switzerland, "Analysis and Modeling of Electrostatic Discharge in a Tactile Glass Featured Watch", IEEE Transaction on Industry Applications, Volume 43, Issue 4, July-aug. 2007, Page(s): 1091-1098;

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Lectures in this MOOC (21)

Sinusoidal Quantities: Analytical Expressions and Parameters MOOC: Electrical engineering I

Covers the analytical expressions and parameter definitions of sinusoidal quantities in electrical engineering.

Analysis and Resolution Methods MOOC: Electrical engineering I

Covers the analysis of circuits, real voltage and current sources, and circuit processing.

Sinusoidal Circuits: Examples and Impedances MOOC: Electrical engineering I

Covers examples in electrical engineering, impedance properties, and circuit components like resistance and reactance.

Thevenin and Norton Theorems in Alternating Regime: Superposition Principle MOOC: Electrical engineering I

Explores Thevenin and Norton theorems in alternating regime, emphasizing superposition principle and complex time domains.

Analysis and Resolution of Linear Circuits MOOC: Electrical engineering I

Covers the analysis and resolution of linear circuits with a focus on parallel and serial elements, equivalent dipoles, and series connections.

Instructors (2)

Yves Perriard

Paolo Germano

- - EXPERIENCES ET DOMAINES DE COMPETENCES
Modélisation et simulation de l'alimentation des moteurs de l'avion Solar Impulse sur la base des résultats de la modélisation par éléments finis (FEM) de la structure magnétique Développement du banc de mesure (mécanique et software) du moteur Solar Impulse (dès mars 2004);
Dans le cadre d'un Projet CTI en collaboration avec l'entreprise Medtronic (Projet ColoStim), développement d'un appareil de traitement de la constipation consistant en des électrodes implantées le long du colon et alimentées par induction, à haute fréquence, à l'aide d'une bobine primaire placée autour du thorax du patient (janvier 2006 - mars 2007);
Développement du modèle équivalent d'une montre à glace tactile et analyse de l'effet des décharges électrostatiques sur cette montre. Projet CTI en collaboration avec l'entreprise ETA-Swatch Group (avril 2003 à octobre 2004);
Développement d'un système de transfert d'énergie pour navettes automotrices de machines d'assemblage. Projet CTI en collaboration avec l'entreprise Montech AG (octobre 2001 à octobre 2002);
Développement d'une installation de transfert d'énergie pour des wagonnets de transport de rouleaux pour l'industrie du papier avec l'entreprise Valmet AG (Groupe Metso Paper) (2001);
Développement d'un banc de mesure pour actionneurs linéaires dans le cadre d'un mandat avec l'entreprise Sonceboz SA (mars 1998 - juillet 2000);
Développement d'une installation de transfert d'énergie pour un convoyeur d'outils dans le cadre d'un mandat avec l'entreprise MCM SpA (Italie) (juillet 1998 avril 1999 et déc. 1999 avril 2000);
Développement d'un banc de test pour vibreur électromécanique dans le cadre d'un mandat avec l'entreprise ASULAB SA à Marin (octobre décembre 1999);
Développement et responsabilité d'une installation de démonstration d'un Système de transport automatique à transmission d'énergie par induction - Projet Serpentine 2 PSEL (déc. 1996 juin 1999);
Développement d'un banc de mesure et d'analyse pour moteurs à courant continu dans le cadre d'un projet d'impulsion RAVEL (sept. 1995 - mars 1997);
Développement d'un convertisseur de fréquence à résonance de 2,4 kW pour l'alimentation d'un transformateur sans fer dans le cadre du transfert d'énergie sans contacts Projet Serpentine PSEL (février 94 déc. 1995);
Développement d'un banc de mesure pour moteurs pas à pas dans le cadre d'un mandat avec l'entreprise Sonceboz SA (mars 1992 nov. 1995);
Développement d'un convertisseur direct de fréquence AC/AC de basse puissance dans le cadre du projet du cur artificiel Suisse (mars 1990 - mars 1992);
Suivi d'une vingtaine de projets de semestre et de master EPFL;
Divers projets de moindre envergure (alimentations, démonstrateurs, acquisitions de données, micro-informatique, circuits imprimés).