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.

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.

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

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.

Lezioni tradizionali ed esercitazioni in aula, con lo svolgimento di esercizi semplici per la comprensione dei fenomeni fisici. Dimostrazioni sperimentali di fenomeni di compatibilita’ elettromagnetica per la piena comprensione dei fenomeni fisici. Uso di simulatori per analisi di compatibilita’ elettromagnetica.

Testo di riferimento: Clayton R. Paul, "Introduction to Electromagnetic Compatibility", Wiley Series in Microwave and Optical Engineering, 2006 (prima edizione anche in italiano) Materiale didattico fornito dal docente e disponibile sul portale (articoli didattici, presentazioni, lucidi,...). Ulteriori testi per approfondimenti verranno indicati durante lo svolgimento dell’insegnamento stesso

Modalità di esame: Prova scritta (in aula); Progetto individuale;

Exam: Written test; Individual project;

... L’esame è volto ad accertare la conoscenza teorica degli argomenti elencati nel programma del corso, nonché la capacità di applicare la teoria stessa allo svolgimento di esercizi. La verifica dell’apprendimento avviene mediante una prova scritta, integrabile eventualmente con un lavoro di progetto o studio disponibile a termine corso riguardante applicazioni dei concetti di compatibilità elettromagnetica. La prova scritta, della durata di un’ora e mezza, include quesiti a risposta multipla e/o aperta ed esercizi. E’ possibile consultare durante la prova scritta libri, appunti o altro materiale didattico. L’uso della calcolatrice e’ permesso, mentre non e’ permesso l’utilizzo di altri dispositivi elettronici. Ciascuna parte dell’esame scritto corrisponde ad un punteggio indicato nel testo stesso del quesito/esercizio e la somma dei punteggi è pari a 30/30. La valutazione massima e’ di 30/30+lode ottenuta totalizzando nell’esame un punteggio pari a 30/30 che in più presenta rigore espositivo e chiarezza notazionale

Gli studenti e le studentesse con disabilità o con Disturbi Specifici di Apprendimento (DSA), oltre alla segnalazione tramite procedura informatizzata, sono invitati a comunicare anche direttamente al/la docente titolare dell'insegnamento, con un preavviso non inferiore ad una settimana dall'avvio della sessione d'esame, gli strumenti compensativi concordati con l'Unità Special Needs, al fine di permettere al/la docente la declinazione più idonea in riferimento alla specifica tipologia di esame.