COMPATIBILITATE ELECTROMAGNETICA - NOTIUNI INTRODUCTIVE -

1. COMPATIBILITATE ELECTROMAGNETICA • - NOTIUNI INTRODUCTIVE - CEM - Curs 1

2. Definitii actiunea unor fenomene electromagnetice asupra circuitelor electrice, aparatelor, sistemelor si fiintelor vii (VDE 0870). • Interferenta electromagnetica  • Compatibilitatea electromagnetica Capacitatea unui dispozitiv electric de a funcţiona satisfăcător în mediul sau electromagnetic fără ca acest mediu, care aparţine şi altor dispozitive, să fie inadmisibil perturbat.(VDE 0870). este aptitudinea unui aparat, echipament sau sistem de a functiona la parametrii proiectati in prezenta perturbatiilor electromagnetice. • Imunitatea electromagnetica CEM - Curs 1

3. Aprecierea cantitativa a CEM - NIVELELE raporteaza marimile de sistem, de exemplu, tensiunile, la o valoare de referinta fixata, de exemplu U0=1V. Marimile de sistem raportate se denumesc atunci nivele de tensiuni. - RAPOARTELE DE TRANSFER raporteaza marimile de intrare si de iesire ale unui sistem si servesc pentru caracterizarea proprietatilor de transfer ale sistemului. Aceste rapoarte reprezinta, de fapt, logaritmul valorilor inverse ale factorului de transfer. CEM - Curs 1

4. [dB] Nivelul semnalului util (Semnal util 100%) - Valoarea nominala raportata a semnalului util. Interval semnal – perturbatii - Diferenta dintre nivelul semnalului util si nivelul pragului de perturbatii. Nivelul limita de perturbatii - Valoarea minima raportata a semnalului util, care daca este depasita de nivelul de perturbatii, este perceputa la locul de receptie ca semnal perturbator. Interval de siguranta la perturbatii - Diferenta dintre nivelul pragului de perturbatii si nivelul de perturbatii. Nivelul de perturbatii - Valoarea raportata a unei marimi perturbatoare. f Aprecierea cantitativa a CEM CEM - Curs 1

5. Elementele unei probleme CEM SURSA DE PERTURBATII (EMITATOR) SISTEM PERTURBAT (RECEPTOR) CANAL DE TRANSMITERE a reduce perturbatiile sursei la valori admisibile A asigura compatibilitatea electromagnetica a dota aparatele, echipamentele si sistemele cu un grad de imunitate rezonabil asigurand la instalarea aparatelor, echipamentelor si sistemelor, masurile necesare CEM - Curs 1

6. ELEMENTUL PERTURBATOR (EMIŢĂTORUL) ELEMENTUL PERTURBAT (RECEPTORUL) Clasificarea perturbatiilor electromagnetice • NIVELUL APARIŢIEI PERTURBAŢIEI ÎN : INTERFERENŢE INTRASISTEM, de origine internă • fenomenele de reacţie parazită din amplificatoarele cu mai multe etaje; • schimbul de semnale între liniile de date vecine la modulele electronice • variaţiile de curent pe liniile de alimentare şi căderile de tensiune inductive determinate de acestea, etc. CEM - Curs 1

7. ELEMENTUL PERTURBATOR (EMIŢĂTORUL) ELEMENTUL PERTURBAT (RECEPTORUL) Clasificarea perturbatiilor electromagnetice INTERFERENŢE INTERSISTEM, de origine externă. • fenomenele de interferenta intre sistemele de tractiune electrica si echipamentele electrice din apropiere; CEM - Curs 1

8. Clasificarea perturbatiilor electromagnetice • INTENSITATEA INTERFERENTEI • INTERFERENTE REVERSIBILE, precum pierderea temporara a inteligibilităţii la convorbirile telefonice, pocniturile care apar la comutarea aparatelor electrocasnice; în practică, acestea se împart în: • interferente care produc reduceri de funcţionalitate, încă admisibile; • interferente care conduc la o funcţionare eronată, inadmisibilă. • INTERFERENTE IREVERSIBILE, precum distrugerile unor componente electronice de pe cablajele imprimate datorită încărcării electrostatice, sau ale distrugerilor provocate aparatelor sau circuitelor electrice datorate supratensiunilor determinate de trăznet. CEM - Curs 1

9. SURSE DEINTERFERENTA • NATURALE • TERESTRE • Fulgere • Radiatii • Descarcari in gaze in atmosfera • EXTRATERESTRE • Radiatia solara, • Zgomotul galactic • Raze cosmice • ARTIFICIALE • Sisteme de telecomunicatii, sol-sol, sol-satelit • Sisteme de transmisiuni de date interconectate terestre si prin satelit • Sisteme de transmisiuni radio , TV, PTT • Sisteme de operare in domeniul militar • INTENTIONATE • Sistemele energetice de producere si transport energie electrica • Sistemele industriale electrotehnice • Sistemele de tractiune electrica • Aparatura electrocasnica • NEINTENTIONATE CEM - Curs 1

10. SISTEME PERTURBATE • sisteme de telecomunicatii, sol-sol, sol-satelit; • sisteme de transmisiuni de date interconectate terestre si prin satelit; • sisteme de transmisiuni radio , TV, PTT; • sisteme de operare in domeniul militar; • echipamente de tehnica medicala; • sisteme de semnalizare si control ale traficului feroviar, fluvial, maritim, aerian, etc. CEM - Curs 1

11. CANALE DE TRANSMITERE • prin conductie prin inductie electromagnetica in camp apropiat prin inductie electrostatica • prin radiatie prin radiatie electromagnetica in camp indepartat CEM - Curs 1

12. CANALE DE TRANSMITERE A PERTURBATIILOR ELECTROMAGNETICE. Interferenta in camp apropiat Transportul energiei prin spatiu are loc sub forma undelor electromagnetice Sursa de interferenta electromagnetica A M C B Re Le Interferenta in camp indepartat C Interferenta conductiva datorata portiunilor comune de circuit CEM - Curs 1

13. TEORIA MACROSCOPICA A ELECTROMAGNETISMULUI Este o teorie fenomenologică, independentă de orice model microscopic. mărimi primitive (mărimi fizice care se definesc direct pe cale experimentală) mărimi derivate (mărimi fizice care se pot defini cu ajutorul altora presupuse cunoscute) legi, generale şi de material relaţii care exprimă raporturile obiective existente între fenomenele electromagnetice CEM - Curs 1

14. 1. MARIMI DE STARE ELECTRICA SI MAGNETICA ALE CORPURILOR • Sarcina electrica q • Momentul electric p • Intensitatea curentului electric i • Momentul magnetic m • Densitatea de sarcina v • Densitatea de curent J • Polarizatia electrica P • Magnetizatia M - caracterizeaza starea de incarcare electrica a corpurilor - caracterizeaza starea de polarizare electrica a corpurilor - caracterizeaza starea electrocinetica a corpurilor - caracterizeaza starea de magnetizatie a corpurilor CEM - Curs 1

15. 2. MARIMI DE STARE LOCALA ALE CAMPULUI ELECTROMAGNETIC • Intensitatea campului electric E • Inductia electrica D • Intensitatea campului magnetic H • Inductia magnetica B - caracterizeaza local aspectul electric al campului electromagnetic (campul electric) - caracterizeaza local aspectul electric al campului electromagnetic (campul electric) - caracterizeaza local aspectul magnetic al campului electromagnetic (campul magnetic) - caracterizeaza local aspectul magnetic al campului electromagnetic (campul magnetic) CEM - Curs 1

16. Tensiunea electrica Fluxul electric Tensiunea magnetica Fluxul magnetic CEM - Curs 1

17. 3. LEGILE GENERALE SI PRINCIPALELE LEGI DE MATERIAL 3.1. Legile care stabilesc toate conditiile producerii campului electric 1.Legea inductiei electromagnetice 2. Legea fluxului electric 3. Legea legaturii dintre, si 4. Legea polarizatiei electrice temporare CEM - Curs 1

18. 3. LEGILE GENERALE SI PRINCIPALELE LEGI DE MATERIAL 3.2. Legile care stabilesc toate conditiile producerii campului magnetic 5. Legea circuitului magnetic 6. Legea fluxului magnetic 7. Legea legaturii dintre,si 8. Legea magnetizatiei temporare CEM - Curs 1

19. 3. LEGILE GENERALE SI PRINCIPALELE LEGI DE MATERIAL 3.3. Legile care stabilesc proprietati ale curentului electric de conductie 9. Legea conservarii sarcinii electrice 10. Legea conductiei electrice 3.4. Legea care stabileste efectul energetic al procesului de conductie a curentului electric 11. Legea transformarii de energie in conductori CEM - Curs 1

20. LEGATURI CAUZALE PE CARE LE IMPLICA SISTEMUL DE LEGI 1-10 Campul electromagnetic Corpurile 4 3 2 5 1 10-Ei 9 10 5 7 6 8 CEM - Curs 1

21. ECUATIILE LUI MAXWELL - ecuatii cu derivate partiale care reprezinta formele locale ale legilor generale ale campului electromagnetic in medii imobile si in domenii de continuitate a proprietatilor fizice locale. - Forma locala a legii circuitului magnetic - Forma locala a legii inductiei electromagnetice - Forma locala a legii fluxului magnetic - Forma locala a legii fluxului electric - Formele locale ale relatiilor de material CEM - Curs 1

22. Solutiile sunt univoc determinate daca se dau: •  si  • sursele v • Jx, Jy, Jz • conditiile de frontiera pe frontiera domeniului • conditiile initiale CEM - Curs 1

23. Campuri variabile in timp Campul magnetic Campul electric - legea circuitului magnetic - legea inductiei electromagnetice existenta campului electromagnetic ‘desprins’ de corpuri, sub forma de UNDE ELECTROMAGNETICE CEM - Curs 1

24. UNDA ELECTROMAGNETICA PLANA – unda ale carei marimi de stare locala au aceeasi valoare in toate punctele unui plan perpendicular pe o directie privilegiata. - unda electromagnetica plana este o unda transversala, adica nu are componente in directia de propagare : Ex=0 ; Hx=0 ; vectorii E si H sunt continuti in plane transversale fata de directia de propagare. - avand in vedere independenta perechilor de marimi (Ey, Hz) si (Ez, Hy) rezulta ca orice unda electromagnetica plana provine din suprapunerea a doua unde cu polarizari liniare, dupa doua directii ortogonale, care sunt independente intre ele. CEM - Curs 1

25. Solutia ecuatiei undelor Unda directa Unda inversa Forma (repartitia spatiala) a solutiei se deplaseaza in lungul avei x cu viteza vu numita viteza de faza a undei. CEM - Curs 1

26. CONCLUZII • In medii omogene, izotrope, liniare, neincarcate, izolante si extinse indefinit, solutiile ecuatiilor lui Maxwell care depind de o singura variabila spatiala, corespunzand, de exemplu, directiei axei Ox, sunt suprapuneri de unde plane elementare care se propaga cu viteza constanta vu de in lungul acestei axe. • In fiecare unda elementara, vectorii E si H sunt perpendiculari intre ei si perpendiculari pe directia de propagare, astfel ca vectorii vu, E si H formeaza in aceasta ordine un triedru triortogonal drept, adica produsul vectorial dintre E si H are directia de propagare. • Variatia in timp a marimilor E si H este arbitrara (si depinde de conditiile de producere a undei) ; in fiecare punct si in fiecare moment valorile E si H sunt proportionale, raportul lor fiind impedanta de unda a mediului. CEM - Curs 1

27. CONCEPTE DE BAZA IN COMPATIBILITATE ELECTROMAGNETICA CEM - Curs 1

28. CEM - Curs 1

29. S T RB R N, pământare N Statie de transformare R S T N N, pământare pământare Bara de potentializare RA Consumator monofazat Sistem de conducte metalice ingropate Consumator trifazat Priza de pământ de adancime Carcasa CIRCUITE DE CURENTI TARI CEM - Curs 1

30. UB U1 U2 Ra RV U2 Ri U1 Ri Ri Masa comună Conductor de masă CIRCUITE DE CURENTI SLABI CEM - Curs 1

31. 0V 0V PUNCT DE MASA CENTRAL CU LEGATURI RADIALE PUNCT DE MASA CENTRAL CU BARA COLECTOARE CEM - Curs 1

32. CIRCUITE DE SEMNAL ELECTRONICA DE PUTERE, RELEE BLOCURI ELECTRONICE, CELULE PUNCT DE MASACU GRUPAREA UNITATILOR FUNCTIONALE SIMILARE CEM - Curs 1

33. SUBSISTEM I SUBSISTEM II SUBSISTEM III PUNCT DE MASASI MASA DISTRIBUITA CEM - Curs 1

34. Conductor activ 1 I1 IMN Usursă ZS ZR IMN Conductor activ 2 I2 • Curentii perturbatori de mod normal au, pe traseul de ducere si de intoarcere, aceeasi directie ca si curentii produsi de semnalul util. • Perturbatiile de mod normal apar, in majoritatea cazurilor, prin cuplaj magnetic. CEM - Curs 1

35. (a) (b) IMN IMN UMN UMN ~ ~ ZR/2 ZR/2 Usim Unesim ZR Uutil Uutil ~ ~ ZS ZS IMN IMN • Se manifesta ca : • tensiuni simetrice (a) pentru circuite simetrice (scheme care lucreaza fara punere la pamant sau scheme care au punctul median pus la pamant); • tensiuni nesimetrice (b) pentru circuite nesimetrice ( scheme cu un conductor pus la pamant). CEM - Curs 1

36. Conductor activ 1 I1 IMN ZS Usursă ZR U1masă IMC2 Conductor activ 2 I2 U2masă Z1masă Z2masă IMC Masă de referinţă CEM - Curs 1

37. IMC=0 IMC=0 Uutil ~ Uutil Uutil Uutil IMC=0 ~ ~ UMC ~ UMC IMC=0 (a) (b) • In circuitele care functioneaza simetric (a), conductorii de ducere si de intoarcere au aceeasi tensiune fata de pamant, iar tensiunea de mod comun apare intre “mijlocul” electric al schemei si masa de referinta. • In circuitele care functioneaza nesimetric (b), apar tensiuni de mod comun intre fiecare conductor in parte si masa de referinta. Tensiunile nesimetrice ale conductoarelor de ducere si de intoarcere difera intre ele, ca marime, cu valoarea tensiunii utile. CEM - Curs 1

38. CP2 U (2)nesim ZL2 ICM2 Uutil ~ + Uutil CP1 ICM1 ZL1 U (1)nesim ~ UMC • Cu cresterea frecventei, se fac simtite efectele impedantei conductoarelor liniei ZL si cele ale capacitatilor parazite CP. CEM - Curs 1

39. Impedante egale • Impedante inegale • Tensiunea de mod comun se transforma total sau partial in tensiune de mod normal CONVERSIE MOD COMUN/MOD NORMAL Factor de conversie mod comun/mod normal CEM - Curs 1