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Was genau sind elektromagnetische Interferenzen (EMI)? Welche Auswirkungen haben sie auf unsere elektronischen Geräte?
Im heutigen Zeitalter boomender Elektrotechnik sind elektromagnetische Störungen (EMI) zu einem Problem geworden, das nicht mehr ignoriert werden kann. Ob es sich um elektronische Haushaltsgeräte, elektronische Systeme im Auto oder moderne Kommunikationsgeräte handelt, elektromagnetische Störungen können deren Leistung und Stabilität beeinträchtigen. Daher ist es von entscheidender Bedeutung, zu verstehen, was EMI ist und welche Auswirkungen sie hat.
Unter elektromagnetischer Interferenz versteht man die Leistungsminderung elektronischer Geräte oder Übertragungskanäle, die durch elektromagnetische Störungen verursacht wird.
Unter elektromagnetischer Verträglichkeit (EMV) versteht man die Fähigkeit elektronischer Geräte, in der elektromagnetischen Umgebung, in der sie sich befinden, ordnungsgemäß zu funktionieren, ohne unnötige elektromagnetische Störungen zu verursachen. Das Hauptziel der EMV besteht darin, sicherzustellen, dass sich verschiedene Geräte, die in derselben Umgebung betrieben werden, nicht gegenseitig stören. Um dieses Ziel zu erreichen, müssen drei Hauptaspekte berücksichtigt werden: die Entstehung von Störungen, der Widerstand der Geräte und der Ausbreitungsweg der Störungen.
Die frühesten Probleme mit elektromagnetischen Störungen sind auf Blitzeinschläge zurückzuführen. Mitte des 18. Jahrhunderts ermöglichten durch Blitzeinwirkung induzierte elektromagnetische Impulse (LEMPs) den Schutz von Schiffen und Gebäuden. Mit der zunehmenden Verbreitung der Elektrizität seit Ende des 19. Jahrhunderts waren immer mehr Geräte im Stromversorgungssystem von Kurzschlüssen betroffen und es entstanden verschiedene Arten von Schutzvorrichtungen wie Leistungsschalter und Sicherungen.
Mit Beginn des 20. Jahrhunderts und der Entwicklung der Funkkommunikation traten immer mehr Probleme auf, die Störungen verursachen konnten. Um Störungen des Funkverkehrs zu vermeiden, wurden internationale Regelungen erlassen. Konstruktive Veränderungen, wie beispielsweise der Einsatz von Schaltanlagen, haben zum Auftreten elektromagnetischer Störungen in öffentlichen und privaten Geräten geführt und es wurden Gesetze erlassen, um die Quellen solcher Störungen einzuschränken.
Elektromagnetische Emissionen sind elektromagnetische Energie, die von einer Quelle, sei es absichtlich oder versehentlich, erzeugt und in die Umwelt freigesetzt wird.
Nach dem Zweiten Weltkrieg schenkte der Verteidigungssektor den Auswirkungen nuklearer elektromagnetischer Impulse (NEMP) und Blitzeinschläge auf die Ausrüstung immer mehr Aufmerksamkeit. Angesichts eines immer strengeren Spektrummanagements werden ständig Standards für verschiedene Ausgangspegel entwickelt, was zur Entstehung der EMV-Industrie geführt hat, deren Schwerpunkt auf Analyse, Prüfung und Design liegt und gleichzeitig die Konformität der Geräte gewährleistet.
Es ist wichtig, die Natur elektromagnetischer Störungen und ihre Auswirkungen auf elektronische Geräte zu verstehen. EMI lässt sich in mehrere Kategorien einteilen, darunter Hintergrundrauschen und vorübergehende Störungen. Die Quelle kann künstlich oder natürlich sein. Vom Menschen verursachter Lärm, etwa von intelligenten Geräten und Haushaltsgeräten, kann sich auf andere Geräte in ihrer Umgebung auswirken. Dann ist da noch das Problem des Verbindungspfads – wie elektromagnetische Störungen von der Quelle zum Empfangsgerät übertragen werden.
Der Zweck der EMV besteht darin, elektromagnetische Störungen zu kontrollieren, um unerwünschte Effekte zu verhindern.
Es gibt verschiedene Maßnahmen zur Kontrolle elektromagnetischer Störungen und zur Verbesserung der Kompatibilität, wie etwa Erdung, Abschirmung, Filterung und andere Designtechniken. Durch gutes Design können sowohl die elektronischen Emissionen verringert als auch die Störfestigkeit erhöht werden. Dazu müssen Entwickler die Prinzipien verschiedener elektromagnetischer Störungen und deren Bedeutung für die Sicherheit von elektronischen Computern und Haushaltsgeräten kennen.
Mit dem Fortschritt der Technologie haben verschiedene Länder und internationale Organisationen nach und nach eine Reihe von EMV-Standards festgelegt, wie etwa die Internationale Elektrotechnische Kommission (IEC) und die Federal Communications Commission (FCC) der Vereinigten Staaten. Diese Normen helfen Ländern und Unternehmen dabei, die Konstruktion und Produktion von Geräten zu regeln, um unnötige Störungen des Gerätebetriebs zu vermeiden.
Bei den Prüfungen wird üblicherweise zwischen Emissions- und Immunitätsprüfungen unterschieden und die EMV-Konformität der Geräte wird durch professionell kalibrierte Testgeräte bestätigt. Open Area Test Facilities (OATS) und EMV-Testräume sind gängige Orte für diese Art von Tests.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass angesichts der rasanten Weiterentwicklung der elektronischen Technologie die Auswirkungen elektromagnetischer Störungen nicht unterschätzt werden dürfen. Ein effektives EMV-Management trägt dazu bei, die Leistung und Stabilität elektronischer Geräte zu verbessern und unser Leben und unsere Arbeit vor elektronischen Störungen zu schützen. Sind die hier dargestellten Herausforderungen und Lösungen eine eingehendere Diskussion wert?
