CIEM_Introduo_20140805174328

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Prof. MSc. Maurício G. Ballarotti 
Faculdade Pitágoras – Campus Londrina 
Engenharia Elétrica, 10º sem. 
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Aula ZERO 
 Apresentar: 
 Plano de Ensino 
 Plano de Aulas Estruturadas 
 Atividades avaliadas: 
 Normal: 30% Trabalhos (ACs) + 70% Provas 
 Representante dos alunos? 
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Aula ZERO 
 Por que fazer anotações das aulas? 
1. Fazer anotações das aulas exige do aluno 
prestar atenção cuidadosa às aulas e a 
testar o seu entendimento da matéria 
lecionada. Isso ajuda o aprendizado e 
poupa tempo de estudo. 
2. A revisão das anotações mostra o que é 
mais importante na matéria lecionada e 
o que deve ser estudado com mais 
cuidado. 
3. É mais fácil guardar na memória as 
próprias anotações do que os textos dos 
livros. 
4. Promove entendimento mais profundo 
da matéria do que a simples escuta. 
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Conteúdo do curso (quatro unidades) 
1. Introdução a Compatibilidade e Interferência Eletromagnética 
a. Aspectos gerais e campos de aplicação da Compatibilidade e Interferência Eletromagnética 
b. Conceitos fundamentais de Compatibilidade Eletromagnética 
2. Perturbações e Interferência Eletromagnéticas 
a. Perturbações EM (tipos, fontes e efeitos) 
b. Mecanismos envolvidos na transmissão e no acoplamento da perturbação eletromagnética 
c. Nível e Margem de compatibilidade (fazer alguns exemplos numéricos) 
3. Soluções de Compatibilidade Eletromagnética 
a. Cablagem, passagem de cabos, bandejas, capacitâncias parasitas e percursos 
b. Massas, terra, aterramento e SPDA 
c. Regime do neutro e esquemas de aterramento 
d. Blindagem, gaiola de Faraday e invólucros 
e. Filtragem: capacitores, filtros passivos (e ativos) e ferrites 
f. Dispositivos isoladores e de proteção: transformadores, optoacopladores e para-raios 
(princípios, tipos e instalação) 
4. Medição da Interferência Eletromagnética 
a. Experimento de laboratório sobre o acoplamento de uma perturbação eletromagnética em 
uma instalação 
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a. Aspectos gerais e campos de aplicação da Compatibilidade e 
Interferência Eletromagnética 
b. Conceitos fundamentais de Compatibilidade Eletromagnética 
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O mundo eletromagnético "interativo"... 
 
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Há muitas ondas eletromagnéticas no 
ambiente... 
 Fontes intencionais; operação normal: 
 Estações transmitindo sinais de TV e rádio 
 Transmissores de comunicação 
 Radares 
 Sistemas de navegação 
 Fontes não-intencionais; não é parte essencial 
de seu funcionamento: 
 Ignição de veículos 
 Equipamentos de controle industriais 
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Compatibilidade e Interferência EM 
 Especialmente após a 2ª Guerra Mundial (> 
1945) 
 Surgiu então a necessidade de disciplinar e 
regulamentar as bandas EM para atividades 
específicas a fim evitar a interferência. 
 Há tanto uso atualmente que, muitas vezes, uma 
banda tem que ser compartilhada por mais de um 
serviço ou usuário. 
 
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Conceitos fundamentais de Compatibilidade e 
Interferência Eletromagnética 
 Perturbação eletromagnética 
 A decomposição básica (Fonte, Acoplamento e 
Vítima) 
 Interferência eletromagnética 
 Compatibilidade eletromagnética 
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Perturbação Eletromagnética 
 Também chamada de “Distúrbio Eletromagnético” 
 "É qualquer fenômeno eletromagnético que pode 
degradar o desempenho de um aparelho, 
equipamento ou sistema". 
 Exemplos: 
 Descarga atmosférica 
 Descarga eletrostática 
 Harmônicas 
 Queda de tensão 
 Etc. 
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Interferência Eletromagnética - IEM 
 "É a degradação do desempenho do aparelho, 
equipamento ou sistema causada por uma 
perturbação eletromagnética". 
 Os mecanismos primários de IEM são: 
1. Radiação 
2. Condução 
 Exemplo: 
 Um PC (receptor) tendo interferência devido às 
perturbações de uma chave comutadora (fonte). 
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Interferência EM 
 "Há sempre um limite tolerável de interferência 
acima do qual o receptor se tornará uma vítima". 
 Se está acima do limite: não é compatível 
 Se está abaixo do limite: é compatível 
 Relé industrial: bastante tolerável 
 Circuito integrado com milhares de transistores: 
pouco tolerável 
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Compatibilidade Eletromagnética - CEM 
 "A aptidão de um dispositivo, aparelho ou 
sistema de funcionar em seu ambiente 
eletromagnético de modo satisfatório e sem 
produzir, ele próprio, perturbações 
eletromagnéticas que possam criar problemas 
graves no funcionamento dos aparelhos ou dos 
sistemas situados em seu ambiente". 
 Sigla universal: 
 EMC (Electromagnetic Compactibility) 
 
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A decomposição básica de qualquer 
problema de Compatibilidade EM 
Fonte 
(Emissor) 
Caminho de 
Transferência 
(acoplamento) 
Vítima 
(Receptor) 
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Descarga 
atmosférica incide 
no solo 
Indução de 
sobretensão na 
distribuição 
Enrolamento do 
motor sofre pico 
de tensão e queima 
Situações Práticas e de Interesse 
 Linhas de Transmissão de Energia/ Transmissoras 
de Rádio e TV 
 Intenso campo EM (proporcional ao nível de tensão) até 
várias dezenas de metros da linha 
 Podem ativar dispositivos eletroexplosivos 
 Danos ao homem 
 Redes de Transmissão/Distribuição de Energia 
 Vulneráveis a indução de descargas atmosféricas (redes 
aéreas) 
 Transportam transientes de chaveamentos de alta 
corrente, disjuntores, chaves, etc. > danos em eletrônicos 
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Algumas Situações Práticas de Interesse 
 Instalações elétricas: 
 Interação entre equipamentos, cablagem, aterramento, 
descargas atmosféricas, seres vivos, etc. geram interferência 
frequentemente. 
 Chaves e Relés: 
 As descargas elétricas associadas com a comutação destes 
pode causar IEM 
 Problema frequente para circuitos telefônicos, 
instrumentação de controle, telecomandos, etc., onde sinais 
ultra baixos são usados. 
 Efeitos biológicos: 
 Ser humano: baseado em pulsos elétricos de baixa intensidade 
(30 µV – 1 mV), portanto interage com campos EM. 
 Interação complexa e ainda pouco compreendida. Há 
pesquisas sendo feitas. 
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Algumas Situações Práticas de Interesse 
 Aviação: 
 Uma televisão portátil e um laptop já interferiram nos 
equipamentos de navegação de aviões comerciais durante o 
voo e decolagem/pouso respectivamente. 
 Todo ano linhas comerciais são atingidas por descargas 
atmosféricas uma vez em média. 
 Sistemas Aeroespaciais/Militares (altos risco e 
exigência): 
 Sistemas como mísseis, foguetes lançadores, satélites, etc. tem 
sua CEM atendida com a mesma importância que sua 
confiabilidade. 
 Suas CEM são testadas extensivamente antes da montagem. 
 Desde descargas eletrostáticas até as d. atmosféricas são 
consideradas. 
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Algumas Situações Práticas de Interesse 
 Sistemas Aeroespaciais/Militares: 
 Componentes/equipamentos eletrônicos com 
especificação militar/aeroespacial são bem mais 
caros, pois suportam muito mais em vários 
parâmetros (IEM, temp., pressão, vibração, etc.). 
 Acidentes históricos com os foguetes americanos 
Atlas-Centauro, Titan, Saturn e Minuteman. 
 Abordagens e técnicas de mitigamento de IEM: 
 Planejamento de freq., aterramento, filtragem, construção 
de circuitos que evitam interferências de modo pulsado, 
blindagem, aproveitamento de cabos, etc. 
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Exemplos de cameras anecóicas para 
ensaios de CIEM 
1. Sistemas automotivos 
2. Satélite Pléiades (EADS) 
3. Laboratório de Integração e Ensaios do INPE 
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http://www.lit.inpe.br/emc 
http://www.lit.inpe.br/emc
Exemplos mais próximos 
 Primeiras páginas de manuais de aparelhos 
eletrônicos pessoais/domésticos 
 Manual celular Nokia (próx. slide) 
Geralmente sobre a interferência com outros 
equipamentos: 
 ou preocupado com o funcionamento do mesmo 
 ou preocupado em interferir em algum sistema 
muito importante/vital 
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E
M
C
 
Referências bibliográficas (biblioteca) 
 KOWYOURNDJIAN, Ara. Compatibilidade 
eletromagnética. Editora: Artliber, Coleção MM 
Editora, 1998. 
 KODALI, V. P. Engineering electromagnetic 
compatibility:principles, measurements, 
tecnologies and computer models. New York: IEEE 
Press, 2001. 
 PAUL, C. R. Introduction to Electromagnetic 
Compatibility. Second Edition. New Jersey: John 
Wiley, 2006. 
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