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Compatibilità elettromagnetica nell'integrazione dei sistemi

01QYYNX, 01QYYJM, 01QYYLI, 01QYYLM, 01QYYLN, 01QYYLP, 01QYYLS, 01QYYLX, 01QYYLZ, 01QYYMA, 01QYYMB, 01QYYMC, 01QYYMH, 01QYYMK, 01QYYMN, 01QYYMO, 01QYYMQ, 01QYYOA, 01QYYOD, 01QYYPC, 01QYYPI, 01QYYPL

A.A. 2019/20

Lingua dell'insegnamento

Italiano

Corsi di studio

Corso di Laurea in Ingegneria Elettronica - Torino
Corso di Laurea in Ingegneria Meccanica (Mechanical Engineering) - Torino
Corso di Laurea in Ingegneria Dell'Autoveicolo (Automotive Engineering) - Torino
Corso di Laurea in Ingegneria Informatica (Computer Engineering) - Torino
Corso di Laurea in Ingegneria Dell'Autoveicolo - Torino
Corso di Laurea in Electronic And Communications Engineering (Ingegneria Elettronica E Delle Comunicazioni) - Torino
Corso di Laurea in Ingegneria Dei Materiali - Torino
Corso di Laurea in Ingegneria Elettrica - Torino
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Corso di Laurea in Matematica Per L'Ingegneria - Torino
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Corso di Laurea in Ingegneria Fisica - Torino
Corso di Laurea in Ingegneria Del Cinema E Dei Mezzi Di Comunicazione - Torino
Corso di Laurea in Ingegneria Gestionale - Torino
Corso di Laurea in Ingegneria Gestionale - Torino

Organizzazione dell'insegnamento
Didattica Ore
Lezioni 42
Esercitazioni in aula 12
Esercitazioni in laboratorio 6
Docenti
Docente Qualifica Settore h.Lez h.Es h.Lab h.Tut Anni incarico
Lombardi Guido Professore Associato ING-IND/31 42 12 12 0 5
Collaboratori
Espandi

Didattica
SSD CFU Attivita' formative Ambiti disciplinari
ING-IND/31 6 D - A scelta dello studente A scelta dello studente
2019/20
Il corso si propone di fornire gli elementi di base della compatibilita’ elettromagnetica (EMC) per un'efficace integrazione di sistemi elettrici/elettronici che vengono impiegati in diversi settori dell’ingegneria. In particolare saranno analizzate le applicazioni nei settori dell’ingegneria aeronautica e spaziale, dell'autoveicolo e biomedica. Le conoscenze acquisite in questo corso consentiranno di gestire la compatibilità elettromagnetica del singolo sistema ma soprattutto dell’integrazione di piu’ sistemi nel rispetto degli standard e delle regolamentazioni legali, obbligatorie nello Spazio Economico Europeo e in varie altre parti del mondo. Strumenti di base della matematica e fisica dell’elettromagnetismo, uniti a un approccio sperimentale intuitivo, permettono di spiegare il comportamento ricco e talvolta inatteso di sistemi e della loro integrazione. I temi presentati saranno illustrati attraverso esempi applicativi. Inoltre, semplici dimostrazioni sperimentali con dimostratori permetteranno una piena comprensione dei fenomeni fisici coinvolti nella compatibilita’ elettromagnetica. Tra gli esempi pratici si ricordano: la schermatura tra sistemi, la messa a terra di sistemi complessi, le interferenze con i campi intensi artificiali (sistemi di localizzazione) o naturali (esposizioni a fulmini), la coesistenza di molti sistemi radio in varie bande (telefonini, Wifi, navigazione), l’interazione con sistemi di natura non elettromagnetica, sicurezza del volo, compatibilità elettromagnetica negli apparati bio-medicali, gli effetti biologici dei campi elettromagnetici... L’obiettivo è di dare una sensibilità elettromagnetica all’ingegnere sistemista nei campi dell’ingegneria aerospaziale, dell'autoveicolo e biomedica.
This course provides the fundamental concepts of the electromagnetic compatibility (EMC) for the reliable integration of electrical and electronic systems employed by different fields of engineering. In particular the course presents applications in aerospace, automotive and biomedical engineering. The knowledge acquired in this course helps the students to handle the electromagnetic compatibility of single systems and especially the integration of systems, allowing their compliance with international (European and worldwide) EMC standards. Basic mathematical and electromagnetic concepts, together with an intuitive experimental approach, will be used to explain the complex functioning of systems and their sometime unexpected behavior after integration. The course topics will be presented through applicative examples. Simple experimental setups with demos will allow the full comprehension of physics phenomena involved in electromagnetic compatibility. Among the applicative examples we recall: shielding of systems, grounding of complex systems, interference due to artificial high intensity source (localization systems) or natural high intensity source (lightning exposure), coexistence of multi-band radio systems (cellular phones, Wifi, navigation), coexistence with non-electromagnetic systems, flight safety, electromagnetic compatibility in biomedical equipment, biological effects of electromagnetic fields… The aim is to provide an electromagnetic sensitivity to the system engineer in aerospace, automotive and biomedical engineering.
Conoscenza dei modelli elementari per l’analisi di fenomeni di compatibilità elettromagnetica Conoscenza delle principali problematiche inerenti la compatibilita’ elettromagnetica. Capacita’ di analisi qualitativa e quantitativa delle problematiche dovute all’integrazione di sistemi. Capacita’ di risolvere le problematiche di compatibilita’ elettromagnetica per il corretto funzionamento dei moderni apparati.
Knowledge of fundamental models for the analysis of electromagnetic compatibility. Knowledge of principal issues relevant to electromagnetic compatibility Ability for the qualitative and the quantitative analysis of the issues in system integration. Ability to solve electromagnetic compatibility issues for the proper operation of modern equipment
Corsi di base di matematica e fisica dell’elettromagnetismo, elettrotecnica.
Basic knowledge of mathematics and physics (electromagnetism), electrical engineering and circuit theory.
PARTE I – FENOMENI FISICI (~2 cr) * Introduzione alla compatibilita’ elettromagnetica: dalle equazioni di Kirchhoff alle equazioni di Maxwell. Esempi di fenomeni non modellabili con le equazioni di Kirchhoff. Modelli circuitali per la compatibilita’ elettromagnetica e introduzione alle linee di trasmissione. Non-idealità dei componenti ed effetti parassiti (conduttori, piste stampate, resistori, condensatori, induttori, ferriti, ecc), segnali a banda larga PARTE II – INTRODUZIONE ALLA COMPATIBILITA’ ELETTROMAGNETICA (~1 cr) * Trittico della compatibilita’ elettromagnetica (sorgente, percorso di accoppiamento e vittima), problemi di emissione condotte/radiate intenzionali/non-intenzionali, problemi di immunita’, meccanismi di accoppiamento (modo differenziale e modo comune). Strumentazione e configurazioni di misura per la verifica della compatibilità elettromagnetica. PARTE III – PROBLEMI DI COMPATIBILITA’ ELETTROMAGNETICA E LORO RISOLUZIONE(~2 cr) Cavi, connettori, strutture, sistemi e loro integrazione, interferenza, diafonia, schermatura, messa a terra, scariche elettrostatiche, fenomeni di non linearita’. Tecniche di risoluzione di problemi di EMC, filtri e loro corretto inserimento PARTE IV – APPLICAZIONI (~1 cr) Dimostrazioni pratiche sperimentali di problematiche di EMC: interferenze, messa a terra non perfetta, schermatura campi elettromagnetici, misure di EMC. Simulatori per analisi di compatibilita’ elettromagnetica. Esempi di applicazione nei campi dell’ingegneria aerospaziale, dell'autoveicolo e biomedica.
PART I – PHYSICS PHENOMENA (~2 cr) * Introduction to electromagnetic compatibility: from Kirchhoff’s laws to Maxwell’s equations. Examples of phenomena not modelled by Kirchhoff laws. Circuit models of electromagnetic compatibility and theory of transmission lines. Non-ideal components (wires and PCB lands, resistors, capacitors, inductors, ferrites, etc.) and their parasitic effects, wideband signals PART II – INTRODUCTION TO ELECTROMAGNETIC COMPATIBILITY (~1 cr) * Electromagnetic compatibility “triptych” (source, coupling-path, victim), conducted/radiated and intentional/not-intentional emissions, susceptibility, coupling mechanisms (differential mode and common mode). Instrumentation and setups for electromagnetic compatibility compliance PART III – ELECTROMAGNETIC COMPATIBILITY ISSUES AND THEIR RESOLUTION (~2 cr) Cables, connectors, structures, systems and their integration, interference, cross-talk, shielding, grounding, electrostatic discharge, non-linear phenomena. Techniques for mitigation of EMC problems, filters and their insertion. PARTE IV –APPLICATIONS(~1 cr) Practical experimental setups of EMC issues: interference, incorrect grounding, shielding of electromagnetic fields, EMC measurements. Simulation tools for the analysis of electromagnetic compatibility. Examples of applications in aerospace, automotive and biomedical engineering.
Lezioni tradizionali ed esercitazioni in aula, con lo svolgimento di esercizi semplici per la comprensione dei fenomeni fisici. Uso di simulatori per analisi di compatibilita’ elettromagnetica. Dimostrazioni sperimentali di fenomeni di compatibilita’ elettromagnetica per la piena comprensione dei fenomeni fisici.
Standard lectures and practice sessions in class, where simple exercises are proposed and solved for the comprehension of the physics phenomena. The use of numerical simulation tools for the analysis of electromagnetic compatibility. Simple experiments of electromagnetic compatibility for the full comprehension of physics phenomena.
Materiale didattico fornito dal docente (articoli didattici, presentazioni, lucidi,…). Libri di riferimento: Clayton R. Paul, “Introduction to Electromagnetic Compatibility”, Wiley Series in Microwave and Optical Engineering, 2006 H.Ott, “Electromagnetic compatibility engineering,” Wiley, 2009
Supporting material provided by the instructor (papers, lecture notes,….). Reference textbook: Clayton R. Paul, “Introduction to Electromagnetic Compatibility”, Wiley Series in Microwave and Optical Engineering, 2006 H.Ott, “Electromagnetic compatibility engineering,” Wiley, 2009
Modalità di esame: prova scritta; progetto individuale;
La verifica dell’apprendimento avviene mediante una prova scritta, integrabile o sostituibile eventualmente con un lavoro di progetto o studio. La prova scritta, della durata di un’ora, include quesiti a risposta multipla e/o aperta ed esercizi.
Exam: written test; individual project;
The verification of acquired skills consists of a written exam that can be possibly complemented or substituted by a simple project work. The written test has a duration of one hour and consists of questions with multiple answers and/or open questions and simple numerical problems.


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