Que é a Interferencia Electromagnética

Que é a Interferencia Electromagnética?

Definición da Interferencia Electromagnética

A interferencia electromagnética (EMI) defínese como unha perturbación que afecta a un circuito eléctrico debido á indución electromagnética ou radiación.

A interferencia electromagnética (EMI) defínese como unha interrupción nun circuito eléctrico debido á indución electromagnética ou radiación electromagnética externa. Ocorre cando os campos electromagnéticos dun dispositivo interfieren con outro dispositivo.

As ondas electromagnéticas (EM) crean cando un campo eléctrico interactúa con un campo magnético. Viaxan a unha velocidade de 3,0 × 10^8 m/s no vacío. As ondas EM poden moverse a través do aire, auga, sólidos ou incluso no vacío.

A figura a continuación amosa o espectro EM usado para representar diversos tipos de enerxía EM segundo as súas frecuencias (ou lonxitudes de onda). A EMI enfréntase todos nós na nosa vida diaria e espera-se que enfrente unha inflación exponencial no futuro debido ao crecemento do número de dispositivos inalámbricos e estándares, incluíndo teléfonos móveis, GPS, Bluetooth, Wi-Fi e comunicación de campo próximo (NFC).

A EMI pode ocorrer a lo largo dun amplio rango do espectro electromagnético, incluíndo frecuencias de radio e microondas. Perturba outros dispositivos eléctricos. Calquera dispositivo con correntes eléctricas que cambian rapidamente pode producir emisións electromagnéticas.

Así, a emisión dun obxecto "interfere" coa emisión doutro obxecto. Cando unha EMI interfere con outra, resulta en distorsión dos Campos Electromagnéticos. A radiación electromagnética pode interferir e perturbarse mesmo se non están na mesma frecuencia. Esta interferencia pode escoitar en radios cando se cambian as frecuencias e en TV cando a señal se distorsiona, a imaxe tornase perturbada. Por tanto, no espectro de frecuencias de radio, a EMI tamén coñécese como Interferencia de Frecuencia de Radio.

A EMI pode afectar facilmente o funcionamento dun dispositivo electrónico. En xeral, xa que hai un fluxo de electricidade a través dos circuitos nos dispositivos electrónicos, tende a crear algúns cantidades de radiación electromagnética. A enerxía creada polo dispositivo 1 propácase a través do aire como radiación ou acoplada aos cabos do dispositivo 2. Isto resulta no malfuncionamento do dispositivo 2. A enerxía do dispositivo 1 que interfere coa operación do dispositivo 2 coñécese como Interferencia Electromagnética.

Causas da EMI

A EMI pode vir de varias fontes, incluíndo eventos naturais como os relampagos e fontes feitas polo home como equipos industriais.

• Transmisión da TV

• Radio AM, FM e Satélite

• Tormenta solar magnética

• Relampago que brilla como alta tensión e corrente alta

• Radar de aeroporto, Descarga Electroestática e Ruido Branco

• Fuentes de alimentación de modo conmutado

• Soldadores por arco, Escovas de motor e Contactos Eléctricos

Tipos de EMI

EMI feita polo home

A EMI feita polo home ocorre dende outro dispositivo electrónico fabricado. Este tipo de interferencia ocorre cando dúas señales chegan preto unha da outra ou cando múltiples señales pasan a través dun dispositivo ás mesmas frecuencias. Un bo exemplo é cando o radio no coche recolle dúas estacións simultaneamente.

EMI natural

Este tipo de EMI tamén afecta aos dispositivos, pero non son feitos polo home, senón que a EMI ocorre debido a fenómenos naturais na terra e no espazo como Relampagos, Tempestades Eléctricas, ruido cósmico, etc.

O segundo método de clasificación basease na duración da EMI. Duración da interferencia significa o período de tempo durante o cal o dispositivo experimenta interferencia.

EMI Continua

Cando unha fonte emite EMI de forma continua, coñécese como EMI continua. A fonte pode ser feita polo home ou natural. A EMI ocorre como un mecanismo de acoplamento longo existe entre a fonte de EMI e o receptor. Este tipo de EMI surge de fontes como un circuito que emite unha señal continua.

EMI Impulsiva

Estes tipos de EMI ocorren durante unha duración moi curta como pulsos. Polo tanto, coñécese como EMI impulsiva. A fonte pode ser natural ou feita polo home como o tipo continuo de EMI. Bo exemplos para entender son os ruidos escoitados desde interruptores, iluminación, etc. que emiten señales que poden causar unha perturbación na tensión e corrente.

O terceiro método de clasificación basease na anchura de banda da EMI. A anchura de banda da EMI refírese ao rango de frecuencias experimentadas pola EMI. Basándose nisto, a EMI divide en dous tipos como EMI de Banda Estreita e EMI de Banda Laxa.

EMI de Banda Estreita

Este tipo de EMI ocorre a unha única frecuencia que xerado por un oscilador. Tamén pode ocorrer debido a diferentes tipos de distorsión nun transmisor. Xeralmente, no sistema de comunicación, a EMI de banda estreita xoga un papel moi menor e pode corrixirse facilmente. Pero, o límite da interferencia debe controlarse dentro dos límites.

EMI de Banda Laxa

A principal diferenza coa EMI de banda estreita é que este tipo de EMI non ocorre a unha única frecuencia. Ao mirar o espectro magnético, este tipo de EMI cubre un amplo espectro e existe en diferentes formas. A fonte pode ser natural ou feita polo home. Un exemplo de fonte feita polo home é a soldadura por arco, na que se emite chispa de forma continua. De forma similar, un exemplo de fonte natural é o apagón solar para un sistema de TV por satélite.

Mecanismos de Acoplamento de EMI

O mecanismo de acoplamento de EMI axuda a entender como a EMI xénese desde a fonte e chega ao receptor. Para corrixir os problemas que ocorren debido á EMI, a natureza da EMI e como se acopla dende a fonte ao receptor deben entenderse claramente. Algunhas variedades de acoplamento son Conducción, Radiación, Capacitivo e Indutivo. Entendendo os mecanismos de acoplamento, a EMI pode reducirse tomando medidas para reducir o acoplamento e o nivel de interferencia.

Acoplamento por Conducción

O acoplamento por conducción ocorre cando as emisións de EMI viaxan a través do conductor, fios e cabos que conectan a fonte e o receptor. Cando hai conducción ao longo da ruta na que as señales viaxan, ocorren emisións conducidas e isto enténdese como EMI conducida. Pode aparecer ao longo das liñas de enerxía ou calquera cabo de interconexión. A conducción pode ocorrer en un dos dous modos,

Modo Común

A EMI ocorre cando o ruído desenvólvese na mesma fase cando se usan dous conductores. Ex: + e - dun cabo de enerxía

Modo Diferencial

Cando se usan dous conductores, cando o ruído está fora de fase nos conductores, dise que opera en modo diferencial.

Acoplamento por Radiación

O tipo máis común de acoplamento que ocorre cando a fonte e o receptor están separados por unha gran distancia que é maior que unha lonxitude de onda. Non hai contacto físico entre a fonte e o receptor xa que a EMI irradia a través do espazo ao receptor. Polo tanto, cando a señal indeseada transfírese da fonte ao receptor mediante a técnica de radiación a través do espazo, coñécese como EMI irradiada.

Acoplamento Capacitivo

Este tipo de acoplamento lográselle entre dous dispositivos conectados. Ocorre cando unha tensión que cambia dende unha fonte, transfire capacitivamente a carga á vítima.

Acoplamento Indutivo

Cando un conductor induce interferences noutra conductor que está colocado preto baseado no principio da indución electromagnética, produce EMI coñecida como EMI acoplada magneticamente. En termos simples, cando hai un campo magnético variante entre a fonte e a vítima, unha corrente suficiente será inducida no circuito da vítima. Isto resulta na transferencia de sinais dende a fonte á vítima.

Mecanismos de Acoplamento de EMI

A EMI pode transferirse dende unha fonte a un receptor a través de conducción, radiación, capacitive e acoplamento inductivo.

Redución da EMI

Terra

Nas industrias, as señais e correntes de retorno transportanse usando sistemas de terra. Tamén forman as referencias para circuitos analóxicos e dixitais, protexendo así ao humano e ao equipo de fallos e relampagos. Cando a corrente fluye no sistema de terra, causa as diferenzas de potencial.

Cando un relampago atopa, causa unha diferenza de potencial en unidades de miles de volts. Desde o comezo do deseño do circuito, o sistema de terra debe considerarse de xeito que o sistema funcione cos requisitos de seguridade necesarios. Cando se debuxa un terra ou se soluciona un problema de terra, primeiro é necesario determinar onde a corrente está pasando.

Cando varios tipos de terras coinciden, a corrente pode non retornar polo camiño asumido. Un correcto aterramento depende de varios factores como as frecuencias e impedancias, a lonxitude de cableado necesaria e os problemas de seguridade.

O tipo máis beneficioso de terra para aplicacións de baixa frecuencia é o terra de punto único como se mostra na figura a continuación. Cando se usa circuitaría ou cabos sensibles, a conexión en serie ou cadea de margaritas, debe evitarse porque as correntes de retorno dos tres circuitos fluen a través das impedancias comúns que ligan os circuitos.

Na figura, vése que o potencial de terra do circuito 1 non está definido só pola súa corrente de retorno a través da impedancia Z1, senón tamén polas correntes de retorno dos circuitos 2 e 3 a través da mesma impedancia. Esta influencia chámase acoplamento de impedancia común e é un medio fundamental de acoplamento de ruído.

Para evitar este problema, prefírese unha conexión en paralelo para o aterramento. Xeralmente é máis complicado e máis caro de implementar debido á cantidade de cableado necesaria. A maioría dos sistemas utilizan unha mestura de ambas as topoloxías