INDUSTRIAL ELECTROMAGNETIC COMPATIBILITY

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.

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.

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”.

Non obbligatoria.

Class attendance is not compulsory.

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.

1. Paul Clayton R., Introduction to ELECTROMAGNETIC COMPATIBILITY 2nd ed.,WILEY.
2. Paul Clayton R., COMPATIBILITA' ELETTROMAGNETICA, HOEPLI Ed.
3. Materiale didattico fornito dal docente (disponibile su Studium).

L'esame consiste in una 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.

Oral exam.
The oral exam typically consists of 3 questions, the first of which is chosen by the student.
The evaluation takes into account the knowledge of the topics of the course program, the rigor and clarity of presentation, and the ownership of the technical language used.
The oral exam lasts about 30 minutes.

Verification of learning can also be carried out remotely, should the conditions require it.

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.