Bibliographie & annexes
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RÉSUMÉ
Cet article a pour objectif de rappeler et de fournir les fondamentaux théoriques et pratiques sur la compatibilité électromagnétique (CEM). Sont ainsi abordées les définitions et les descriptions des principales interactions électromagnétiques, depuis les interactions conduites, de champ proche, aux interactions rayonnées en champ lointain. Les mécanismes fondamentaux à la base des interactions entre des particules chargées et des composants, ainsi que les mécanismes de base qui permettent de comprendre les bruits engendrés par les circuits électroniques numériques de grandes tailles, sont détaillés.
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Lire l’articleAuteur(s)
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Olivier MAURICE : Directeur de la recherche et du laboratoire - ESIGELEC – IRSEEM EA4353, Saint-Étienne du Rouvray, France
INTRODUCTION
Cet article a pour objet le rappel de notions fondamentales pour la CEM, qui pourront être utilisées dans l’ensemble des articles traitant de la CEM de projets. Des renvois sont effectués lorsque les notions rejoignent celles des cours d’électromagnétisme pour l’ingénieur. On s’attache ici à rappeler des notions plus spécifiques au métier de la compatibilité électromagnétique. On aborde tout d’abord les principes qui prévalent aux interactions conduites ou de champs proches (interactions électrostatiques, magnétostatiques). Puis on aborde les interactions d’ondes guidées ou rayonnées. Une méthode de calcul dite « méthode de Kron » est présentée dans le paragraphe 3, qui permet de calculer rapidement de nombreux problèmes et d’une façon très efficace. Cette méthode permettra à tout ingénieur d’évaluer des problèmes de CEM déjà complexes et qui ne seraient pas, ou très difficilement, calculables par l’intermédiaire des outils disponibles sur le marché. Comme la méthode est utilisée dans divers paragraphes comme exemple et support d’exercices, nous la présentons en premier. Enfin nous abordons les effets des particules sur les composants et les approches « CEM » de ces derniers. Il faut bien discerner l’exercice de simulation d’un problème de CEM, qui exploite des schémas numériques s’appuyant sur des maillages et réalisant par là des expériences virtuelles, de l’exercice d’analyse théorique du problème qui s’appuie sur une description faite par l’ingénieur du système traité. La notion de démonstration se raccroche à l’accord entre une prédiction théorique et une expérience, qu’elle soit réelle ou virtuelle, dès lors que les schémas employés dans l’expérience virtuelle sont en adéquation avec la précision et la pertinence recherchées vis-à-vis du problème réel et de la maîtrise que l’on a de ses paramètres et phénomènes physiques.
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VERSIONS
- Version archivée 1 de mai 2011 par Olivier MAURICE, Alain REINEIX, Etienne SICARD, Guillaume HUBERT
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Magnétostatique
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1. Phénomènes électrostatiques
1.1 Origine des phénomènes électrostatiques
La plupart des corps sont électriquement neutres, toutefois, il est possible de procéder à un transfert de charges par divers procédés :
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l’électrisation par frottement qui consiste à arracher des charges en frottant le corps considéré ;
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l’électrisation par contact : un corps apparemment sans charges mis en contact avec un corps électriquement chargé (par exemple par le procédé précédent) se charge automatiquement ;
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l’électrisation par influence : un corps initialement neutre placé à proximité d’un corps chargé voit sa répartition de charges modifiée et devient à son tour électriquement chargé ;
-
l’électrisation par action mécanique : certains corps possédant une structure cristalline particulière et initialement neutres voient leur centre de gravité se déplacer par traction ou compression. Sur le plan pratique, cette transformation de variation de pression en signal électrique est utilisée dans la piézoélectricité.
-
l’électrisation par chauffage : dans ce cas, c’est le chauffage d’un corps qui donne naissance à un champ électrique par pyroélectricité ;
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l’électrisation à partir du rayonnement de particules élémentaires : l’envoi d’une énergie à des particules est susceptible de faire apparaître des charges électriques.
1.2 Lignes de champ électrostatiques
Il est bien connu que deux charges de même signe se repoussent alors que deux charges de signes contraires s’attirent. L’expérience de Milliquan a permis de montrer que les valeurs des charges étaient quantifiées et que la charge élémentaire était de 1,6 × 10–19 C (coulombs). Ainsi, nous voyons qu’il s’exerce une force dite force électrostatique entre ces deux charges. Cette force est donnée par la loi de Coulomb et se généralise à un nombre quelconque de charges.
La formule traduisant l’interaction entre deux charges q 1 et q 2 s’écrit...
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Phénomènes électrostatiques
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - KRON - Tensorial Analysis of Networks - (1939).
-
(2) - MAURICE (O.) - La compatibilité électromagnétique des systèmes complexes. - Hermès-Lavoisier (2007).
-
(3) - ANGOT (A.) - Compléments de mathématiques pour l'ingénieur. - Masson (1957).
-
(4) - * - http://www.scilab.org
-
(5) - NOUGIER (J.P.) - Méthode de calcul numérique. - Hermès-Lavoisier (2001).
-
(6) - PAUL (C.R.) - Electromagnetics for Engineer, - Wiley ( ).
-
(7) - VABRE...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
Ibis Spécifications des différentes normes IBIS sur http://www.eda.org/ibis/home/specs/specs.htm (page consultée le 28/10/10)
IEC Spécifications des différentes normes modélisation composants (projet IEC 62433), méthodes de mesure en émission (IEC 61967) et immunité (IEC 62132) sur http://www.iec.ch. Voir détails dans la section « Normes et standards » ci-après (page consultée le 28/10/10)
ITRS The International Technology Roadmap for Semiconductors (ITRS), http://www.itrs.net, version 2009 (page consultée le 28/10/10)
HAUT DE PAGE
International Electrotechnical Commission IEC http://www.iec.ch/
IEC 62433 ((2010)), EMC IC modelling – Part 1 : General modelling framework IEC 62 433-1 47A/840/DTS.
IEC 61967-1 ((2002-03)), Integrated circuits – Measurement of electromagnetic emissions, 150 kHz to 1 GHz – Part 1 : General conditions and definitions IEC 61967-1
IEC 61967-1-1 ((2010)), Integrated circuits – Measurement of electromagnetic emissions – Part 1-1 : General conditions and definitions – Near-field scan data exchange format IEC/TR 61967-1-1
IEC 61967-1-1 ((2005)), Integrated circuits – Measurement of electromagnetic emissions,...
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