Detail předmětu

Electromagnetic Compatibility

FEKT-MPA-VECAk. rok: 2024/2025

Předmět je zaměřen na následující oblasti elektromagnetické kompatibility: Základní pojmy a úkoly elektromagnetické kompatibility (EMC). Zdroje, přijímače a cesty přenosu rušivých signálů. Snižování úrovně a omezení rušivých signálů. Technické prostředky ke zlepšování odolnosti elektronických zařízení vůči přírodním a umělým rušivým signálům, elektrostatickým výbojům a průmyslovému rušení. Experimentální ověřování a testování elektromagnetické kompatibility, národní a mezinárodní normy, technické prostředky, homologační kritéria, odlišné nároky pro automotive průmysl. Specifika návrhu elektrických vozidel. Laboratorní měření elektromagnetického rušení a testování odolnosti elektrických přístrojů. Výuka je doplněna exkurzí v profesionální zkušebně EMC.

Jazyk výuky

angličtina

Počet kreditů

6

Garant předmětu

doc. Ing. Martin Štumpf, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav radioelektroniky (UREL)

Vstupní znalosti

Jsou požadovány znalosti na úrovni bakalářského studia v technickém studijním oboru.Práce v laboratoři je podmíněna platnou kvalifikací „osoby znalé pro samostatnou činnost“, kterou musí studenti získat před zahájením výuky. Informace k této kvalifikaci jsou uvedeny ve Směrnici děkana Seznámení studentů s bezpečnostními předpisy.

 

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

Předmět Elekromagnetická kompatibilita je hodnocen následujícím způsobem: Pro získání zápočtu je nutné odměřit 5 laboratorních úloh z 6 možných. Laboratorní výuka je hodnocena v průběhu semestru a lze za ni získat max. 12 bodů. Během semestru je pak vypsán jeden volitelný písemný test s bodovým hodnocením 18 bodů. Závěrečná zkouška se skládá ze dvou částí (písemné a ústní) a je celkově hodnocena 70 body. Pro úspěšné zvládnutí zkoušky je třeba dosáhnout minimálního bodového hodnocení 35 bodů ze 70 možných.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

 

Učební cíle

Cílem předmětu je seznámit studenty se základními pojmy a úkoly elektromagnetické kompatibility (slučitelnosti) EMC s ohledem na vývoj, výrobu a testování elektrických vozidel. Jsou zde představeny jednotlivé zdroje rušení, přijímače a způsoby přenosu rušivých signálů. Dále pak se kurz zaměřuje na: snižování úrovně a omezení rušivých signálů; technické prostředky ke zlepšování odolnosti elektronických zařízení vůči přírodním a umělým rušivým signálům, elektrostatickým výbojům a průmyslovému rušení; měření a zajišťování EMC; experimentální ověřování elektromagnetické kompatibility technických zařízení, národní a mezinárodní normy, homologační kritéria elektrických vozidel a technické prostředky. Laboratorní cvičení předmětu jsou pak zaměřena na laboratorní měření elektromagnetického rušení a testování elektromagnetické odolnosti elektrických přístrojů a komponent.

 

Absolvent předmětu je schopen (1) porozumět základním pojmům elektromagnetické kompatibility (slučitelnosti) EMC. Umí (2) identifikovat a klasifikovat zdroje, přijímače a cesty přenosu rušivých signálů. Dále umí (3) navrhnout řešení pro snížení a omezení úrovně rušivých signálů. Umí použít (4) technické prostředky ke zlepšování odolnosti elektronických zařízení vůči přírodním a umělým rušivým signálům, elektrostatickým výbojům a průmyslovému rušení. Absolvent je dále schopen (5) provádět měření a zajišťovat úrovně EMC a to včetně experimentálního ověřování elektromagnetické kompatibility technických zařízení dle národních a mezinárodních norem.

 

Základní literatura

PAUL, C. R., Introduction to Electromagnetic Compatibility. New York: John Wiley, 1992. 765 stran. ISBN: 0-471-54927-4. (EN)
Regulation No 10 of the Economic Commission for Europe of the United Nations (UN/ECE) — Uniform provisions concerning the approval of vehicles with regard to electromagnetic compatibility. [online]. [cit. 2021-11-25]. Available at URL: < https://eur-lex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do?uri=OJ:L:2010:116:0001:0052:en:PDF >. (EN)
WESTON D. A., Electromagnetic Compatibility – Principles and Applications. New York: Marcel Dekker, Inc. 2001, 840 stran. ISBN: 0-8247-8889-3. (EN)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program MPA-AEE magisterský navazující 2 ročník, zimní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Martin Štumpf, Ph.D.

Osnova

1. Úvod do problematiky elektromagnetické kompatibility (EMC), základní pojmy a členění oboru EMC.
2. Rušivé signály a jejich zdroje, průmyslové zdroje rušení, zdroje napěťového přepětí, zdroje kontinuálního rušení, zvláštní zdroje rušení.
3. Vazební mechanismy přenosu rušivých signálů, galvanická vazba, kapacitní vazba, induktivní vazba, vazba vyzařováním.
4. Způsoby omezování rušení, odrušovací tlumivky, odrušovací kondenzátory a zásady jejich použití, odrušovací filtry.
5. Přepěťové ochranné prvky, prvky pro hrubou přepěťovou ochranu, prvky pro jemnou přepěťovou ochranu, obvodové zapojení přepěťových ochran.
6. Elektromagnetické stínění a jeho základní charakteristiky, účinnost elektromagnetického stínění, účinnost stínění ve vzdálené a blízké zóně pole, vliv otvorů na účinnost stínění, stínění koaxiálních kabelů.
7. Měření rušivých signálů s umělou sítí, s napěťovou sondou, s proudovou sondou, s absorpčními kleštěmi.
8. Měření rušivých signálů pomocí antén. Měření na volném prostranství, v elektromagnetických stíněných prostorech, v bezodrazových (absorpčních) prostorech. Přístroje pro měření rušení.
9. Elektromagnetická odolnost a její testování, kritéria odolnosti, metodika zkoušek odolnosti, zkušební signály, vazební obvody a sestava pracoviště pro zkoušky elektromagnetické odolnosti.
10. Normalizace v oblasti EMC, normalizační grémia a organizace, druhy norem EMC. Civilní normy, vojenské normy EMC, české normy EMC. Stručný obsah vybraných norem EMC.
11. Vybrané problémy EMC, kontrola a přidělování elektromagnetického spektra, biologické aspekty EMC. 

Laboratorní cvičení

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Martin Štumpf, Ph.D.

Osnova

Měření elektromagnetického rušivého pozadí s použitím měřicího přijímače a spektrální analyzátorů pro EMC.
Měření vedených rušivých signálů pomocí umělé sítě (LISN). Použití kvazi-špičkové a špičkové detekce a detekce střední hodnoty.
Testování elektromagnetické odolnosti TV přijímače vůči poklesům a krátkým přerušením napájecího napětí.
Testování odolnosti osobního počítače vůči nízkoenergetickým rychlým poruchám (transienty) a vůči vysokoenergetickému impulznímu rušení.
Demonstrace simulátoru elektrostatických výbojů (ESD) pro vzduchové a kontaktní výboje zkoušek odolnosti.

Exkurze

1 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Martin Štumpf, Ph.D.

Osnova

Exkurze do profesionální zkušebny EMC.