Poluarea Electromagnetică

Odata cu folosirea intensiva a circuitelor integrate, problema interferentei si susceptibilitatii electromagnetice a devenit o conditie în proiectarea unor echipamente de automatizare de înalta fiabilitate. Prin compatibilitate electromagnetica se întelege particularitatea unui echipament, sau a unui sistem în ansamblu, de a functiona în conditiile unui mediu poluat electromagnetic, fara a fi perturbate intolerabil functiile acestuia. Interferenta electromagnetica ( FMI - electomagnetic interference, sau RFI - radio frequence interference ) este reprezentata printr-un semnal nedorit, care este indus datorita câmpului electromagnetic poluant, semnal care poate defecta functionarea unui echipament sau sistem. Interferenta electromagnetica poate fi definita ca o poluare electromagnetica, la fel de periculoasa ca poluarea aerului sau a apei în mediul ambiant. Fenomenul de compatibilitate electromagnetica are trei componente, fig. 12.1 : sursa unui câmp electromagnetic poluant, calea de propagare si receptorul afectat, reprezentat prin echipamentul sau sistemul în functionare normala. Sursele de zgomot electromagnetic sunt cauzate de fenomene naturale sau artificiale, ca de exemplu:

- Zgomotele electrice generate de furtuni electrice, reprezinta surse naturale de zgomote electromagnetice cu frecvente sub 10 MHz.

- Zgomotele generate de radiatiile solare si zgomotele cosmice reprezinta surse naturale de zgomote cu frecvente peste 10 MHz.

- Zgomotele electrice artificiale sunt generate de activitatile umane si pot fi neintentionat sau intentionat create. Sursele neintentionat create de om sunt echipamente a caror functionare nu are ca scop emisia de câmpuri electromagnetice, precum calculatoarele electronice, motoarele electrice, echipamentele cu relee cu contacte, tuburi fluorescente, sudura cu arc, motoarele cu autoaprindere, cablurile TV etc. Sursele de poluare electromagnetica intentionat create de activitatile umane sunt acele echipamente a caror functionare normala consta în emisia de semnale electromagnetice, ca de exemplu echipamente radar, radiouri mobile, echipamente cu modulare în frecventa sau amplitudine etc.

Important în poluarea electromagnetica este mecanismul de cuplare între sursa si receptor, care poate fi prin radiatie sau prin conductie. Cuplarea prin radiatie se face prin intermediului câmpului electromagnetic între sursa si receptor ca între doua aparate, ca de exemplu un pistol de lipit în contact manual si cu transformator poate afecta prin impulsurile câmpului electromagnetic un calculator. Cuplarea prin conductie între doua aparate se face prin firele retelei de alimentare , prin firul comun de împamântare al echipamentelor , etc. De exemplu, cuplând la aceiasi retea de alimentare un calculator si un termostat pentru încalzirea unui volum, conectarea/deconectarea automata a rezistentei de încalzire a termostatului provoaca variatii ale tensiunii de alimentare a retelei care influenteaza aparatele conectate la aceiasi retea de alimentare. Poluarea electromagnetica, adica operatia unor tensiuni parazite în circuitele electrice, poate fi numai între doua aparate, ci si în cadrul aceluiasi aparat. De exemplu, poluarea prin conductie apare în cadrul unui aparat în care functionarea unui etaj de putere în impulsuri poate provoca variatii ( caderi ) ale tensiunii de alimentare, ceea ce poate influenta ( prin conductie ) alte etaje ale aparatului respectiv. Poluarea prin inductie în cadrul unui aparat poate apare atunci când de exemplu variatii ale unui semnal electric provoaca, datorita câmpului magnetic propriu, semnale în alte circuite ale aparatului.

În fig. 11.2. sunt prezentate câteva mecanisme de cuplare prin radiatii si prin conductie între sursa poluanta si aparatul poluat electromagnetic.

Interferenta electromagnetica poate apare si între echipamente de calcul, atât prin inductie ( prin sursa de alimentare în ca ) cât si prin conductie ( prin câmpul electromagnetic creat de functionarea unui calculator ), fig.12.3. Pentru a studia interferenta electromagnetica sunt necesare teste, prin care se masoara amplitudinea si frecventa semnalului nedorit, indus de sursa poluanta în aparatul supus testarii. Aceste masurari se fac cu analizoare spectrale.

Pentru a reduce semnalele parazite care apar prin inductie de la sursa poluanta se folosesc ecrane electrice între sursa si aparatul testat. Pentru a reduce semnalele parazite care apar prin conductie între sursa poluanta si aparatul testat, se folosesc filtre electrice pe tensiunile de alimentare. De exemplu, în acest scop la aparatele cu circuite integrate, circuitul imprimat este astfel realizat încât barele de alimentare ( +, - ) sa fie suprapuse pe suprafate cât mai mari, ceea ce formeaza de fapt un condensator electric cu rol de filtrare.

În prezent, datorita aparitiei a numeroase surse poluante, problema compatibilitatii electromagnetice este deosebit de actuala, existând institutii de specialitate care se ocupa cu elaborarea de standarde si recomandari în acest domeniu. La nivel international, exista organizatii de standardizare, specializate pe anumite domenii de aplicatie, ca de exemplu

- ISO - în domenii largi ( mecanic , electric etc. )

- IEC, CISPR - în domeniul electrotehnic, electronic

- CCITT - în domeniul telecomunicatiilor

- CCIR - în comunicatii radioOdata cu folosirea intensiva a circuitelor integrate, problema interferentei si susceptibilitatii electromagnetice a devenit o conditie în proiectarea unor echipamente de automatizare de înalta fiabilitate. Prin compatibilitate electromagnetica se întelege particularitatea unui echipament, sau a unui sistem în ansamblu, de a functiona în conditiile unui mediu poluat electromagnetic, fara a fi perturbate intolerabil functiile acestuia. Interferenta electromagnetica ( FMI - electomagnetic interference, sau RFI - radio frequence interference ) este reprezentata printr-un semnal nedorit, care este indus datorita câmpului electromagnetic poluant, semnal care poate defecta functionarea unui echipament sau sistem. Interferenta electromagnetica poate fi definita ca o poluare electromagnetica, la fel de periculoasa ca poluarea aerului sau a apei în mediul ambiant. Fenomenul de compatibilitate electromagnetica are trei componente, fig. 12.1 : sursa unui câmp electromagnetic poluant, calea de propagare si receptorul afectat, reprezentat prin echipamentul sau sistemul în functionare normala. Sursele de zgomot electromagnetic sunt cauzate de fenomene naturale sau artificiale, ca de exemplu:

- Zgomotele electrice generate de furtuni electrice, reprezinta surse naturale de zgomote electromagnetice cu frecvente sub 10 MHz.

- Zgomotele generate de radiatiile solare si zgomotele cosmice reprezinta surse naturale de zgomote cu frecvente peste 10 MHz.

- Zgomotele electrice artificiale sunt generate de activitatile umane si pot fi neintentionat sau intentionat create. Sursele neintentionat create de om sunt echipamente a caror functionare nu are ca scop emisia de câmpuri electromagnetice, precum calculatoarele electronice, motoarele electrice, echipamentele cu relee cu contacte, tuburi fluorescente, sudura cu arc, motoarele cu autoaprindere, cablurile TV etc. Sursele de poluare electromagnetica intentionat create de activitatile umane sunt acele echipamente a caror functionare normala consta în emisia de semnale electromagnetice, ca de exemplu echipamente radar, radiouri mobile, echipamente cu modulare în frecventa sau amplitudine etc.