1008156 - INDUSTRIAL ELECTROMAGNETIC COMPATIBILITY A - Z
Risultati di apprendimento attesi
La compatibilità elettromagnetica industriale si basa sullo studio degli effetti dei campi elettromagnetici generati dai dispositivi elettrici ed elettronici e sulla progettazione di sistemi per ridurre il loro impatto sui dispositivi stessi, su altri dispositivi o su esseri umani.
Conoscenza e comprensione
Lo scopo del corso è quello di fornire conoscenze di base sui modelli analitici e sugli aspetti tecnici legati alla compatibilità elettromagnetica (EMC): emissioni irradiate e condotte, diafonia, schermatura elettromagnetica, requisiti europei per i prodotti commerciali, misure per la verifica della conformità, progettazione di un sistema elettromagneticamente compatibile.
In laboratorio, poi, lo studente acquisirà la capacità di utilizzare un software per la soluzione numerica di problemi di campo elettromagnetico con esempi di simulazione di semplici dispositivi fonti di disturbi elettromagnetici e relative soluzioni.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione
Alla fine del corso lo studente avrà una panoramica delle problematiche relative alla progettazione di dispositivi elettromagneticamente compatibili e delle principali soluzioni che potrà applicare per risolverle.
Autonomia di giudizio
Lo studente sarà in grado di osservare criticamente un dispositivo elettromagnetico dal punto di vista della sua compatibilità elettromagnetica e di valutare autonomamente, già in fase di progettazione, la presenza di possibili sorgenti di disturbi elettromagnetici. Tale capacità è potenziata grazie alla possibilità di prevedere il comportamento elettromagnetico del dispositivo mediante l'uso di simulazioni numeriche.
Abilità comunicative
Lo studente acquisirà il linguaggio tecnico della compatibilità elettromagnetica. Sarà inoltre in grado di comunicare le scelte progettuali effettuate per la riduzione dei disturbi elettromagnetici. L’esame orale consentirà agli studenti di affinare il linguaggio tecnico e le capacità comunicative.
Capacità di apprendimento
Lo studente sarà in grado di apprendere cause e soluzioni delle problematiche di compatibilità elettromagnetica industriale attraverso l’approfondimento sui testi consigliati e sul materiale didattico fornito dal docente. Inoltre, grazie alla peculiarità e lla trasversalità degli argomenti trattati, lo studente migliorerà la capacità di studiare i vari argomenti mantenendo una visione interdisciplinare.
Modalità di svolgimento dell'insegnamento
Lezioni frontali su argomenti di teoria svolte tramite videoproiettore. Laboratorio CAD con l'utilizzo di software di simulazione numerica.
Qualora l'insegnamento venisse impartito in modalità mista o a distanza potranno essere introdotte le necessarie variazioni rispetto a quanto dichiarato in precedenza, al fine di rispettare il programma previsto e riportato nel syllabus.
Prerequisiti richiesti
Oltre alle conoscenze pregresse di analisi matematica, fisica, elettrotecnica ed elettronica, si considerano acquisiti i concetti studiati nel corso di “Numerical Methods for Electromagnetic Fields and Circuits”.
Frequenza lezioni
Non obbligatoria.
Contenuti del corso
Introduzione alla compatibilità elettromagnetica.
Requisiti di compatibilità elettromagnetica per sistemi elettronici.
Richiami di elettromagnetismo.
Teoria dei campi elettromagnetici. Linee di trasmissione. Antenne. Introduzione al metodo degli elementi finiti.
Applicazioni alla progettazione con vincoli di compatibilità elettromagnetica.
Comportamento non ideale dei componenti. Spettri dei segnali. Emissioni irradiate e suscettività. Emissioni condotte e suscettività. La diafonia. Schermature. Scariche elettrostatiche. Progetto di sistemi elettromagneticamente compatibili.
Esercitazioni.
Esercitazioni di calcolo numerico. Prove di laboratorio.
Testi di riferimento
- Paul Clayton R., Introduction to ELECTROMAGNETIC COMPATIBILITY 2nd ed.,WILEY.
- Paul Clayton R., COMPATIBILITA' ELETTROMAGNETICA, HOEPLI Ed.
- Materiale didattico fornito dal docente (disponibile su Studium).
| Autore | Titolo | Editore | Anno | ISBN |
|---|---|---|---|---|
| Clayton R. Paul | Introduction To Electromagnetic Compatibility 2nd Ed. | Hoboken, N.J: John Wiley & Sons | 2006 | 978-0471755005 |
Programmazione del corso
| Argomenti | Riferimenti testi | |
|---|---|---|
| 1 | Introduction to Electromagnetic Compatibility (EMC) | 1): cap. 1 |
| 2 | EMC Requirements for Electronic Systems*. | 1): cap. 2 2): cap. 2 |
| 3 | Electromagnetic fields theory. | 3): Material provided by the lecturer. |
| 4 | Transmission Lines and Signal Integrity. | 1): cap. 4 |
| 5 | Antennas*. | 1): cap. 7 |
| 6 | Introduction to the Finite Element method for simulating 3-D full-wave electromagnetic fields. | 3): Material provided by the lecturer. |
| 7 | Non-ideal Behavior of Components*. | 1): cap. 5 |
| 8 | Signal Spectra | 1): cap. 3 |
| 9 | Radiated Emissions and Susceptibility*. | 1): cap. 8 |
| 10 | Conducted Emissions and Susceptibility*. | 1): cap. 6 |
| 11 | Crosstalk. | 1): cap. 9 |
| 12 | Shielding*. | 1): cap. 10 |
| 13 | Electrostatic discharges. | 2): cap. 12 |
| 14 | System Design for EMC. | 1): cap. 11 |
Verifica dell'apprendimento
Modalità di verifica dell'apprendimento
L'esame consiste in una prova orale.
La prenotazione per l'appello sulla piattaforma SmatEdu è obbligatoria. Dopo essersi prenotato, lo studente deve inviare una mail al docente al fine di fissare l'appuntamento per la prova orale.
La prova orale consta, tipicamente, di 3 domande di cui la prima a scelta dello studente.
La valutazione terrà conto della conoscenza degli argomenti del programma del corso, del rigore e chiarezza espositiva e della proprietà del linguaggio tecnico utilizzato.
La prova orale ha una durata di 30 minuti circa.
La verifica dell’apprendimento potrà essere effettuata anche in remoto, qualora le condizioni lo dovessero richiedere.
Esempi di domande e/o esercizi frequenti
Transmission Lines and Signal Integrity: ringing and clock skew.
Antennas: effects of balancing and baluns.
Nonideal Behavior of Components: inductors, common mode choke.
Radiated Emissions: simple emission models for wires and PCB lands.
Conducted emissions: line impedance stabilization network.
Crosstalk: shielded wires.
Shielding effectiveness: near-field sources.
Electrostatic Discharge (ESD): susceptibility to ESD fields.
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