Electromagnetic Comparability, Exams of Electronics engineering

Electromagnetic Comparability (EMC/CEM) exams' examples + detailed solution Electromagnetic compatibility (EMC) refers to the ability of electronic devices and systems to operate without interference in their electromagnetic environment. EMC is essential for ensuring proper functioning of electronic devices in various settings, such as medical equipment in hospitals, communication devices in airplanes, and navigation systems in automobiles. EMC testing is conducted to evaluate the level of emissions from electronic devices and the susceptibility of these devices to electromagnetic interference that can impact their performance. Compliance with EMC regulations is mandatory in most countries for electronic devices to be sold commercially.

Typology: Exams

2020/2021

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1ère Année M1-ELT Département de Génie Electrique F.T. Université A. Mira Bejaïa 2015/2016
Pr. B. MAOUCHE
EXAMEN - UEF 21 (CEM)
DURÉE 02H00
Exo. 1 : (08 pts)
1.Donner la définition de la susceptibilité électromagnétique.
2.Quelles sont les causes principales des perturbations électromagnétiques.
3.Comment circulent les courants perturbateurs en mode différentielles.
4.Peut-on avoir plusieurs prises de terre. Si oui, pourquoi ? Si non, pourquoi ?
5.Quel est le rôle du blindage ?
Exo. 2 :(12 pts)
1. Considérons deux câbles 1 et 2 de résistances négligeables. Le câble 1 est une source de
perturbation sinusoïdale de tension v1(t) et de pulsation. Le câble 2 est alimenté par une tension
continue E équivalente à une capacité de très grande valeur.
a. Représenter sur le schéma (figure 1) les capacités issues du couplage capacitif et faire le
schéma électrique équivalent.
b. Etablir l’expression de la tension V2en fonction de V1.
c. Déduire son expression dans les domaines de hautes et basses fréquences et conclure.
2. Le câble 1 alimente une résistance R1,comme le montre la figure 2.
Même questions que précédemment (1.a. 1.b et 1.c).
3. Même configuration que la question 2 (Figure 2).
a. Représenter sur le schéma les inductances issues du couplage inductif et faire le schéma
électrique équivalent.
a. Soit M l’inductance mutuelle entre les deux câbles. Etablir l’expression de la tension
V2(tension induite) en fonction de V1.
b. Déduire son expression dans les domaines de hautes et de basses fréquences et conclure.
4. Même configuration que précédemment.
a. Représenter sur le schéma les capacités issues du couplage capacitif et les inductances issues
du couplage inductif et faire le schéma électrique équivalent.
b. Etablir l’expression de la tension V2en fonction de V1.
c. Déduire son expression dans les domaines de hautes et de basses fréquences et conclure.
Figure 2
2
E
r
R1
v1(t)
1v2(t)
Figure 1
2
v2(t)
E
r
v1(t)
1
pf3
pf4

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Pr. B. MAOUCHE

EXAMEN - UEF 21 (CEM)

DURÉE 02H

Exo. 1 : (08 pts)

  1. Donner la définition de la susceptibilité électromagnétique.
  2. Quelles sont les causes principales des perturbations électromagnétiques.
  3. Comment circulent les courants perturbateurs en mode différentielles.
  4. Peut-on avoir plusieurs prises de terre. Si oui, pourquoi? Si non, pourquoi?
  5. Quel est le rôle du blindage? Exo. 2 :(12 pts)
  6. Considérons deux câbles 1 et 2 de résistances négligeables. Le câble 1 est une source de perturbation sinusoïdale de tension v 1 (t) et de pulsation. Le câble 2 est alimenté par une tension continue E équivalente à une capacité de très grande valeur. a. Représenter sur le schéma (figure 1) les capacités issues du couplage capacitif et faire le schéma électrique équivalent. b. Etablir l’expression de la tension V 2 en fonction de V 1. c. Déduire son expression dans les domaines de hautes et basses fréquences et conclure.
  7. Le câble 1 alimente une résistance R 1 ,comme le montre la figure 2. Même questions que précédemment (1.a. 1.b et 1.c).
  8. Même configuration que la question 2 (Figure 2). a. Représenter sur le schéma les inductances issues du couplage inductif et faire le schéma électrique équivalent. a. Soit M l’inductance mutuelle entre les deux câbles. Etablir l’expression de la tension V 2 (tension induite) en fonction de V 1. b. Déduire son expression dans les domaines de hautes et de basses fréquences et conclure.
  9. Même configuration que précédemment. a. Représenter sur le schéma les capacités issues du couplage capacitif et les inductances issues du couplage inductif et faire le schéma électrique équivalent. b. Etablir l’expression de la tension V 2 en fonction de V 1. c. Déduire son expression dans les domaines de hautes et de basses fréquences et conclure. Figure 2 2 E r R 1 v 1 (t) (^1) v 2 (t) Figure 1 2 v^2 (t) E r v 1 (t) 1

SOLUTION DE L’EXAMEN - UEF 21 (CEM)

Exo. 1 : (08 pts)

1. Donner la définition de la susceptibilité électromagnétique. La capacité à supporter les perturbations. 2. Quelles sont les causes principales des perturbations électromagnétiques. Les variations brusques du courant et de la tension. 3. Comment circulent les courants perturbateurs en mode différentielles. Il circule en sens opposé sur chacun des fils 4. Peut-on avoir plusieurs prises de terre. Si oui, pourquoi? Si non, pourquoi? Non car plusieurs prises de terre provoquent les différences de potentiels entre les différentes masses. 5. Quel est le rôle du blindage? Il maintient en dehors les perturbations externes, à l’intérieur les signaux internes et procure aux perturbations un chemin à basse impédance. **Exo. 2 :(15 pts)

  1. Considérons deux câbles 1 et 2 de résistance négligeable. Le câble 1 est une source de perturbation sinusoïdale de tension v 1 (t) et de pulsation** . Le câble 2 est alimenté par une tension continue E équivalente à une capacité de valeur très grande (infinie). a. Capacités issues du couplage capacitif et schéma électrique équivalent. L’alimentation continue E est un circuit fermé car elle est équivalente à une capacité très grande (infinie). Elle ne présente pas d’effet capacitif car la fréquence est zéro. b. Etablir l’expression de la tension V 2 en fonction de V 1. 1 12

2 V

jC

r

r

V

12 12

2 V

1 jrC

jrC

V

c. Déduire son expression dans les domaines de hautes et basses fréquences et conclure.

 BF : V 1  0 : le câble 2 n’est pas perturbé

 HF : V 2 ^ V 1 : le câble 2 est perturbé

C 1 v 1 (t) r^ v^2 (t) C 12 (^12) v 1 (t) C 12 C 1 E r V 2 (t) 1pt 1pt 2pts 2pts 2pts 1pts 0.5pt 0.5pt 1pts

4. Même configuration que la question 2. a. Capacités issues du couplage capacitif et inductances issues du couplage inductif et schéma électrique équivalent. b. Etablir l’expression de la tension V 2 en fonction de V 1. On applique le théorème de superposition :  Couplage capacitif : (^) 1 12 12

2 V

1 jrC

jrC

V

 Couplage inductif : (^1) (^121)

2 V

R jL

jM

V

La somme : (^) 1 (^12121) 12

2 V

R jL

jM

1 jrC

jrC

V

c. Déduire son expression dans les domaines de hautes et de basses fréquences et conclure.

 BF V 2  0

 HF 1

2

2 V

L

M

V 1 

b (^) B v 1 (t) a E r C 12 Ca L 1 L 2 R 1 I 2 r M L 2 V 2 C 12 v 1 (t) C 1 R 1 L 1 1pts (^) 1pts 0.5pt s 0.5pt s