Course syllabus

Kurs-PM

EEN230 Elektromagnetisk miljö, hälsa och kompatibilitet lp4 VT24 (7,5 hp)

Kursen ges av institutionen för Elektroteknik.

(Kurs-PM kommer att uppdateras med förtydliganden och korrektioner om så behövs.)

 

Kontaktuppgifter

• Thomas Rylander är föreläsare och examinator:
  epost rylander@chalmers.se
  tel 031-7721735
  (rum 7407 i EDIT-huset)
• Victor Wåhlstrand Skärström är assistent:
  epost victor.wahlstrand.skarstrom@chalmers.se
  (rum 7330 i EDIT-huset)
• August Ekman är assistent:
  epost august.ekman@chalmers.se

Kursens syfte

En storskalig elektrifiering av energisystem, transportsektor och samhället i allmänhet är av avgörande betydelse för miljön och en hållbar utveckling. Parallellt med denna utveckling pågår en genomgripande digitalisering inom många områden av samhället där speciellt hälso- och sjukvård omfattar många extra störningskänsliga och säkerhetskritiska tillämpningar. Den nya elektrotekniska utrustningen som krävs för en framgångsrik och genomgripande elektrifiering påverkar naturligtvis miljön i vid bemärkelse och speciellt så medför den betydande och ofta försummade förändringar av den elektromagnetiska miljön, där begrepp som tex elektromagnetisk smog används. För att kunna bidra till en hållbar utveckling måste därför elektroteknisk utrustning uppfylla lagar och bestämmelser med avseende på tex emissioner och immunitet. Kursens syfte är ge studenterna en grundläggande förståelse av den elektromagnetiska miljön och dess huvudsakliga beståndsdelar samt hur dessa påverkar varandra, där den medicinska inverkan på människors hälsa också beaktas. Kursen syftar också till att ge en orientering kring de lagar och bestämmelser som måste vara uppfyllda, bland annat för en godkänd arbetsmiljö och motsvarande miljökrav som gäller för allmänheten. Slutligen syftar kursen till att ge deltagarna kunskap om verktyg inom grundläggande analys och design av elektroteknisk utrustning för att möjliggöra en hållbar utveckling. Dessa verktyg består av enklare analytiska metoder i kombination med kommersiell mjukvara och etablerade mätmetoder, där verktygen sammantaget ger insikter i teknikens möjligheter och begränsningar.

Schema

Schemat finns i TimeEdit och länkar för kursen finns här:

EEN230

Kurslitteratur

Tillgänglig på STORE i kårhuset:

• Fredrik Hedenus, Martin Persson, Frances Sprei, "Sustainable Development - Nuances and Perspectives," (2nd edition), Studentlitteratur, 2022. 

Referenslista att använda vid behov: (obs! ej obligatorisk läsning)

• Arbetsmiljöverkets föreskrifter om elektromagnetiska fält och allmänna råd om tillämpningen av föreskrifterna (AFS 20216:3)
• Strålsäkerhetsmyndighetens allmänna råd om begränsning av allmänhetens exponering för elektromagnetiska fält (2008:18)
• Directive 2013/35/EU on the minimum health and safety requirements regarding the exposure of workers to the risks arising from physical agents (electromagnetic fields)
• International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection, "Guidelines for limiting exposure to electromagnetic fields (100 kHz to 300 GHz)," Health physics, vol. 118, no. 5, pp. 483-524, 2020.
• C. Polk and E. Postow, "Handbook of Biological Effects of Electromagnetic Fields," CRC Press, 1986.
• Directive 2014/30/EU of the European Parliament and of the Council of 26 February 2014 on the harmonisation of the laws of the Member States relating to electromagnetic compatibility.
• C.R. Paul, R.C. Scully and M. Steffka, "Introduction to electromagnetic compatibility," (3rd edition), John Wiley Sons, 2022.
• T. Williams, "EMC for product designers," (5th edition), Elsevier, 2017.
• F.M. Tesche, M.V. Ianoz and T. Karlsson, "EMC analysis methods and computational models," Johan Wiley Sons, 1997.

 

Kursens upplägg

Kursen genomförs på campus med föreläsningar, övningar och datorlaborationer. Vid datorlaborationerna används program baserat på finita elementmetoden för att lösa elektromagnetiska problem i två dimensioner. Kursens hemsida innehåller information om kursen, komplement till kursboken, obligatorisk datorlabb, nyheter, länkar, tentor med lösningar, etc.

• Föreläsningar: 
  • Föreläsaren går igenom teori med tillämpningar. Föreläsningarna innehåller också demonstrationer av datorprogram och experiment.
  • Online-föreläsningar tillhandahålls via YouTube. Dessa är användbara för fördjupningar inom elektromagnetiska fält.  
• Övningar: En assistent går igenom övningsuppgifter och det finns möjlighet att ställa frågor. Seminarier, demonstration och handledning i anslutning till projektuppgiften kommer också hållas under övningarna. 
• Datorlaboration och handledning: Datorprogrammet Comsol Multiphysics demonstreras under föreläsning och/eller övning. Det finns möjligheter att ställa frågor. Handledningstillfällen för att använda Comsol Multiphysics erbjuds i datorsal. Se ytterligare instruktioner under rubriken Datorlaboration nedan.

Kommunikationskanaler:

• Canvas: Kursinnehåll, kursmaterial, meddelanden, problembeskrivningar, uppladdning av lösningar, bokning av redovisningstider, diskussioner, etc.
• YouTube: Förinspelade föreläsningar. Möjlighet att ställa frågor och ge feedback i kommentarsfälten. 
• Email: Administrativa frågor, officiell kommunikation, etc.

Observera att

• Alla deadlines är "hårda" vilket innebär att har man missat en deadline så finns det inte någon ny/extra deadline. Var ute i god tid!
• Presentationen till projektet görs med PowerPoint eller liknande.

 

Lärandemål

• Definiera miljö och hållbar utveckling samt att konkretisera dess innebörd med särskilt fokus på elektroteknisk utrustning och elektromagnetiska fält
• Beskriva det elektromagnetiska spektrumet samt kategorisera elektromagnetiska problem som statiska, kvasi-statiska och dynamiska
• Ge exempel på viktiga källor, offer och kopplingsvägar för elektromagnetiska störningar
• Redogöra för biologiska effekter och risker pga elektromagnetiska fält och strålning
• Redogöra för lagar och bestämmelser samt att använda dessa i anslutning till analys
  och design av elektrotekniska system, där arbetsmiljön är ett viktigt område
• Göra grundläggande analys och design av system mha dess elektromagnetiska topologi så att dessa
  uppfyller olika systemkrav givet lagar och bestämmelser
• Göra grundläggande metodval kring analys av elektroteknisk utrustning baserat på
  enklare analytiska resultat och kommersiell mjukvara
• Göra grundläggande val kring mätmetoder för att testa elektroteknisk utrustning

 

Examination

För godkänt betyg 3, 4 eller 5 i kursen krävs:

1. Godkänt projekt (inlämningar och presentation) ger 1.5 kurspoäng, som rapporteras separat i
   LADOK.
2. Godkänd skriftlig tenta ger 6 kurspoäng. Betygsgränser på tentan/kursen: 3: 30p; 4: 40p: 5: 50p.

 

Tentan (salstenta)

Tentan består av två delar: (i) 10st kortsvarsfrågor med max 2p per uppgift och (ii) fyra räkneuppgifter med max 10p per uppgift. Det krävs minst 30p på tentan för att få godkänt. Ordinarie tenta ges 2024-05-28 kl 14.00-18.00 på campus Johanneberg.

Omtentor ges under 2024 i augustiperioden.

Tillåtna hjälpmedel: Beta, formelsamling i elektromagnetisk miljö, hälsa och kompatibilitet (utan egna anteckningar), typgodkänd kalkylator. 

Kortsvarsfrågorna kräver inte någon argumentation utan det räcker att ange svaret endast.

Räkneuppgifterna kräver att alla uträkningar redovisas enligt följande principer:

• Formler och andra resultat får endast användas utan egna uträkningar om de kommer från:
  • Formelsamlingen (för EEN230)
  • Beta Mathematics Handbook
• Övriga formler och andra resultat som presenteras utan egna uträkningar ger poängavdrag.
• Som alltid så krävs dessutom (där så är meningsfullt) tydliga figurer, referensriktningar och motiveringar för full poäng. Tänk på att dimensionskontroll alltid är ett viktigt verktyg för att hitta fel.

 

Obligatoriskt projekt

Det obligatoriska projektet utförs och redovisas i grupper om 4-5 studenter. Grupperna bildas redan under första veckan av kursen och gruppen väljer gemensamt ett av de tre projekten. 

 

Övrigt

Länk till kursplanen i Studieportalen här.