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CompatibilitÓ 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. 2023/24

2021/22

CompatibilitÓ elettromagnetica nell'integrazione dei sistemi

Lo studio della Compatibilita' Elettromagnetica ha assunto negli anni una importanza sempre maggiore con il progredire della tecnologia elettronica e con la sua integrazione in sistemi sempre piu' complessi. L'insegnamento 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 insegnamento consentiranno di gestire la compatibilita' 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, compatibilita' elettromagnetica negli apparati bio-medicali, gli effetti biologici dei campi elettromagnetici... L'obiettivo e' di dare una sensibilita' elettromagnetica all'ingegnere sistemista nei campi dell'ingegneria aerospaziale, dell'autoveicolo e biomedica.

CompatibilitÓ elettromagnetica nell'integrazione dei sistemi

Over the years, the study of Electromagnetic Compatibility has assumed a greater importance with the progress of electronic technology and its integration into increasingly complex systems. 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.

CompatibilitÓ elettromagnetica nell'integrazione dei sistemi

Conoscenza dei modelli elementari per l'analisi di fenomeni di compatibilita' 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.

CompatibilitÓ elettromagnetica nell'integrazione dei sistemi

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

CompatibilitÓ elettromagnetica nell'integrazione dei sistemi

Corsi di base di matematica e fisica dell'elettromagnetismo, elettrotecnica.

CompatibilitÓ elettromagnetica nell'integrazione dei sistemi

Basic knowledge of mathematics and physics (electromagnetism), electrical engineering and circuit theory.

CompatibilitÓ elettromagnetica nell'integrazione dei sistemi

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-idealita' 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 compatibilita' 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.

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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.

CompatibilitÓ elettromagnetica nell'integrazione dei sistemi

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CompatibilitÓ elettromagnetica nell'integrazione dei sistemi

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. PARTE I - FENOMENI FISICI (2 cr) PARTE II - INTRODUZIONE ALLA COMPATIBILITA' ELETTROMAGNETICA (1 cr) PARTE III - PROBLEMI DI COMPATIBILITA' ELETTROMAGNETICA E LORO RISOLUZIONE (2 cr) PARTE IV - APPLICAZIONI (1 cr)

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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. PART I ? PHYSICS PHENOMENA (~2 cr) PART II ? INTRODUCTION TO ELECTROMAGNETIC COMPATIBILITY (~1 cr) PART III ? ELECTROMAGNETIC COMPATIBILITY ISSUES AND THEIR RESOLUTION (~2 cr) PARTE IV ?APPLICATIONS(~1 cr)

CompatibilitÓ elettromagnetica nell'integrazione dei sistemi

Materiale didattico fornito dal docente sul portale (articoli didattici, presentazioni, slide). Libri di riferimento: Clayton R. Paul, Introduction to Electromagnetic Compatibility, Wiley Series in Microwave and Optical Engineering, 2006 Consultazione: H.Ott, Electromagnetic compatibility engineering, Wiley, 2009 Le slide del corso saranno di riferimento per tutti gli argomenti presentati a lezione con collegamenti ai testi di riferimento elencati. Lo svolgimento degli esercizi durante le esercitazioni in aula saranno pubblicate dopo ogni esercitazione. Riassumendo, lo studente, in fase di studio e di esame, avra' a disposizione il materiale didattico costituito da: articoli didattici, presentazioni, slide, libri, appunti personali, esercizi svolti.

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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 Other book: H.Ott, ?Electromagnetic compatibility engineering,? Wiley, 2009

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ModalitÓ di esame: Prova scritta (in aula); Prova orale facoltativa; Elaborato scritto individuale; Elaborato progettuale individuale;

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L'esame finale mira a verificare l'acquisizione delle conoscenze e delle capacita' obiettivo dell'insegnamento (descritte nel campo Risultati di apprendimento attesi) tramite una prova scritta, sostituibile eventualmente con elaborati durante il corso delle lezioni o integrabile con un lavoro di progetto/studio e prova orale. La prova scritta della durata di un'ora, include quesiti a risposta multipla e/o aperta ed esercizi. Le valutazioni sono espresse in trentesimi e l'esame e' superato se la votazione riportata e' di almeno 18/30. Punteggio massimo 30/30 e lode. Durante la prova scritta e' possibile consultare materiale didattico (libri, appunti, esercizi svolti). Le prove integrative possono aumentare/diminuire a seconda della valutazione di 3/30 il voto ottenuto nella prova scritta. La prova orale e' costituita da tre domande (teoria, esercizi, applicazioni) e pu˛ far variare il voto sia in positivo sia in negativo. Gli studenti, individualmente, possono integrare la valutazione finale, fino ad un massimo di 3/30, tramite la realizzazione di un progetto/studio focalizzato su una delle applicazioni presentate durante le lezioni in aula nella parte finale dell'insegnamento. Il progetto costituisce un ulteriore elemento per valutare le abilitÓ dello studente nel risolvere problemi in contesti nuovi e pi¨ ampi rispetto ai casi specifici analizzati nel corso dell'insegnamento, e verificarne l'autonomia nell'apprendere le nuove conoscenze necessarie.

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Exam: Written test; Optional oral exam; Individual essay; Individual project;

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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.

CompatibilitÓ elettromagnetica nell'integrazione dei sistemi

ModalitÓ di esame: Prova orale facoltativa; Elaborato scritto individuale; Prova scritta a risposta aperta o chiusa tramite PC con l'utilizzo della piattaforma di ateneo Exam integrata con strumenti di proctoring (Respondus); Elaborato progettuale individuale;

CompatibilitÓ elettromagnetica nell'integrazione dei sistemi

L'esame finale mira a verificare l'acquisizione delle conoscenze e delle capacita obiettivo dell'insegnamento (descritte nel campo Risultati di apprendimento attesi) tramite una prova su piattaforma di Ateneo EXAM, sostituibile eventualmente con elaborati durante il corso delle lezioni o integrabile con un lavoro di progetto/studio e prova orale. La prova EXAM, della durata di un'ora, include quesiti a risposta multipla e/o aperta ed esercizi. Le valutazioni sono espresse in trentesimi e l'esame e' superato se la votazione riportata e' di almeno 18/30. Punteggio massimo 30/30 e lode. Durante la prova EXAM e' possibile consultare materiale didattico (libri, appunti, esercizi svolti). Le prove integrative possono aumentare/diminuire a seconda della valutazione di 3/30 il voto ottenuto nella prova EXAM. La prova orale e' costituita da tre domande (teoria, esercizi, applicazioni) e pu˛ far variare il voto sia in positivo sia in negativo. Gli studenti, individualmente, possono integrare la valutazione finale, fino ad un massimo di 3/30, tramite la realizzazione di un progetto/studio focalizzato su una delle applicazioni presentate durante le lezioni in aula nella parte finale dell'insegnamento. Il progetto costituisce un ulteriore elemento per valutare le abilitÓ dello studente nel risolvere problemi in contesti nuovi e pi¨ ampi rispetto ai casi specifici analizzati nel corso dell'insegnamento, e verificarne l'autonomia nell'apprendere le nuove conoscenze necessarie.

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Exam: Optional oral exam; Individual essay; Computer-based written test with open-ended questions or multiple-choice questions using the Exam platform and proctoring tools (Respondus); Individual project;

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The exam aims at verifying the acquisition of the knowledge and capacities that were the purpose of the course (and are reported in the box Expected Learning outcomes) through EXAM modules (moodle style) on the University portal that can be possibly substituted by paper works during the course or complemented by a project work and an oral exam. The EXAM modules have a duration of one hour and consists of questions with multiple answers and/or open questions and simple numerical problems. The grades are expressed in thirtieths and the exam is passed if the grade is at least 18/30. Max mark is 30/30 cum laude. During the EXAM test it is possible to use study materials (books, notes, exercises). The complementary project work and oral exam can increase/decrease the mark obtained in the EXAM modules of 3/30. The oral exam consists of 3 questions: theory, exercises, applications. The complementary project work is focused on applications that are presented at the end of course classes.

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ModalitÓ di esame: Prova scritta (in aula); Prova orale facoltativa; Elaborato scritto individuale; Prova scritta a risposta aperta o chiusa tramite PC con l'utilizzo della piattaforma di ateneo Exam integrata con strumenti di proctoring (Respondus); Elaborato progettuale individuale;

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L'esame finale mira a verificare l'acquisizione delle conoscenze e delle capacita obiettivo dell'insegnamento (descritte nel campo Risultati di apprendimento attesi) tramite una prova scritta o una prova su piattaforma di Ateneo EXAM, sostituibile eventualmente con elaborati durante il corso delle lezioni o integrabile con un lavoro di progetto/studio e prova orale. La prova scritta e la prova EXAM, della durata di un'ora, include quesiti a risposta multipla e/o aperta ed esercizi. Le valutazioni sono espresse in trentesimi e l'esame e' superato se la votazione riportata e' di almeno 18/30. Punteggio massimo 30/30 e lode. Durante la prova scritta o la prova EXAM e' possibile consultare materiale didattico (libri, appunti, esercizi svolti). Le prove integrative possono aumentare/diminuire a seconda della valutazione di 3/30 il voto ottenuto nella prova scritta o prova EXAM. La prova orale e' costituita da tre domande (teoria, esercizi, applicazioni) e pu˛ far variare il voto sia in positivo sia in negativo. Gli studenti, individualmente, possono integrare la valutazione finale, fino ad un massimo di 3/30, tramite la realizzazione di un progetto/studio focalizzato su una delle applicazioni presentate durante le lezioni in aula nella parte finale dell'insegnamento. Il progetto costituisce un ulteriore elemento per valutare le abilitÓ dello studente nel risolvere problemi in contesti nuovi e pi¨ ampi rispetto ai casi specifici analizzati nel corso dell'insegnamento, e verificarne l'autonomia nell'apprendere le nuove conoscenze necessarie.

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Exam: Written test; Optional oral exam; Individual essay; Computer-based written test with open-ended questions or multiple-choice questions using the Exam platform and proctoring tools (Respondus); Individual project;

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The exam aims at verifying the acquisition of the knowledge and capacities that were the purpose of the course (and are reported in the box Expected Learning outcomes) through a written exam or EXAM modules (moodle style) on the University portal that can be possibly substituted by paper works during the course or complemented by a project work and an oral exam. The written exam and the EXAM modules have a duration of one hour and consists of questions with multiple answers and/or open questions and simple numerical problems. The grades are expressed in thirtieths and the exam is passed if the grade is at least 18/30. Max mark is 30/30 cum laude. During the written exam or the EXAM modules it is possible to use study materials (books, notes, exercises). The complementary project work and oral exam can increase/decrease the mark obtained in the written exam or in the EXAM modules of 3/30. The oral exam consists of 3 questions: theory, exercises, applications. The complementary project work is focused on applications that are presented at the end of course classes.

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