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Circuiti elettrici, elettromagnetismo e propagazione.
Electric circuits, electromagnetics and propagation.
Lezioni frontali: 42 ore
Lezioni in laboratorio: 6 ore
Class lectures: 42 hours
Laboratory practice: 6 hours
Lo studente sarà in grado di conoscere, comprendere e analizzare i tre tipi di rischi fondamentali dell'area biomedicale: contatto diretto con parti in tensione, effetti biologici di campi elettromagnetici e immunità delle apparecchiature biomedicali a interferenze elettromagnetiche. Inoltre, lo studente conoscerà e saprà utilizzare le tecniche di misura e di controllo secondo le normative tecniche di riferimento.
Questo corso a scelta darà allo studente i concetti fondamentali relativi alla interazione delle onde elettromagnetiche con la materia biologica. Consentirà inoltre allo studente di conoscere gli elementi di base per progettare e operare con apparecchiature biomedicali rispettando i requisiti di sicurezza e di protezione dalle interferenze elettromagnetiche richiesti dalle Normative Europee e Italiane.
La partecipazione a questo corso che coinvolge più discipline, contribuirà a migliorare l'autonomia dello studente sia dal punto di vista del giudizio sia della capacità di apprendimento, la sua capacita di sintesi e di chiarezza espositiva.
The student will be able to know, understand and analyze the three main risks of the biomedical area: direct contact with live parts, biological effects of electromagnetic fields and immunity of biomedical equipment to electromagnetic interference. In addition, the student will know and will be able to use the techniques of measurement and control in accordance with the technical regulations.
This free-choice course will give to the student the fundamental knowledge related to the interaction of electromagnetic waves with biological matter. It will also give to the student the basic elements to design and operate with biomedical devices, in compliance with safety requirements and protection against electromagnetic interference as requested by the European and national regulations.
This multidisciplinary course will improve the autonomy of the student from both judgement and learning capacity point of views It will improve also its capacity of synthesis and its clarity of exposition.
Contenuti (lezioni frontali, 42 ore). Richiami di circuiti elettrici, matematica del decibel, serie di Fourier e dei campi elettromagnetici.
Sicurezza elettrica: il riconoscimento dei pericoli, gli effetti dell'energia elettrica sul corpo umano, il rischio elettrico, le prassi di lavoro. La sicurezza elettrica di attrezzature mediche: effetti fisiologici dell'energia elettrica, il corpo e la resistenza della pelle, macroshock e microshock, normative, la classificazione delle attrezzature mediche, progettazione di attrezzature, la messa a terra, interruttori differenziali, isolamento dell'alimentazione e il suo controllo. Lo standard IEC 60601. Radiazioni non ionizzanti. Lo spettro elettromagnetico. Simulatori elettromagnetici: le differenze finite nel dominio del tempo. Proprietà dielettriche dei tessuti. I pericoli del laser e dei campi magnetici statici. L'esposizione a onde corte e medie. Suscettibilità condotta e irradiata. Scariche elettrostatiche (ESD).
Esercitazioni di laboratorio (6 ore): misure in laboratorio del campo elettromagnetico. Cella TEM e camere riverberanti. Sonde di campo e l'analizzatore di spettro. Misure di suscettibilità irradiata e condotta, e ESD.
Class lectures (42 hours).
Review of electric circuits, mathematics of the decibel, Fourier series and of the electromagnetic fields.
Electrical safety: hazard recognition, effects of electricity on the human body, electrical hazard protections, work practices. Electrical safety of medical equipment: physiological effects of electricity, body and skin resistances, macroshock and microshock, codes and standards, classification of medical equipments, equipment design, grounding, ground fault interrupters, isolated power system and its monitoring. The IEC 60601 standard. Non-ionizing radiation. The electromagnetic spectrum. Full wave electromagnetic simulators: the finite-difference time-domain. Dielectric properties of tissues. Laser awareness. Exposure to shortwave and mediumwave broadcasting stations. Magnet awareness. Radiated and conducted susceptibility, electrostatic discharge (ESD).
Laboratory practice (6 hours).
Measurements of electromagnetic field at low- and radio- frequency. TEM cells and reverberation chambers. Field probes and spectrum analyzer. Laboratory practice of radiated and conducted susceptibility, and ESD.
La valutazione del livello di apprendimento degli studenti si svolgerà attraverso una prova orale, consistente nella discussione su due o più temi trattati nel corso.
Per superare con esito positivo la valutazione dell'apprendimento, lo studente deve dimostrare di aver ben compreso i concetti esposti nel corso sulle tematiche connesse alla sicurezza elettrica ed elettromagnetica e deve dimostrare di aver ben chiaro i meccanismi di interazione elettromagnetica presenti in dispositivi biomedicali. Verrà valutata la sua capacità di dimostrare i principi base dell'elettromagnetismo, la sua capacità di collegamento tra gli argomenti, la capacità di applicazione ad esempi concreti, il rigore tecnologico e l'appropriatezza del linguaggio tecnico.
Il voto complessivo, in trentesimi, si basa su una media delle singole risposte date, pesate in funzione della complessità delle domande. La votazione minima per una valutazione positiva è 18/30.
La votazione finale dell’esame terrà conto dell'andamento complessivo dell'esame secondo i criteri di valutazione precedentemente descritti e pesati a seconda della complessità delle domande. La valutazione massima verrà conseguita dimostrando una conoscenza approfondita dei contenuti dell'insegnamento, esposta con completa padronanza del linguaggio tecnico. La lode sarà riservata agli studenti che, avendo risposto a tutte le domande in modo corretto e completo, avranno dimostrato una particolare brillantezza nell'esposizione una particolare abilità e autonomia nelle dimostrazioni teoriche e nel collegamento tra gli argomenti.
An oral exam will evaluate the student skill. During the exam, two or more topics developed during the course will be discussed.
To obtain a positive evaluation, the student must demonstrate that has understood the concepts presented in the course, and must demonstrate that has completely understood the electrical safety of biomedical devices and the interactions between electromagnetic field and biomedical devices. Its ability to demonstrate the basic principles of electromagnetism and its ability to link between topics as well as its ability to apply to concrete examples will be evaluated. The methodological rigor and appropriateness of technical vocabulary will also contribute to the evaluation.
The vote (in the range 0-30) is an average of the each response, weighted according to the complexity of the questions. The minimum score for a positive evaluation is 18/30.
The final mark will take into account of the overall examination according to the evaluation criteria described above, weighted according to the complexity of the questions. The highest rating is achieved by demonstrating a thorough understanding of teaching content, exposed with complete mastery of technical language. The prize will be given to students who answer all the questions correctly and completely and demonstrate a particular brilliance in exposure and a particular skill and autonomy in theoretical demonstrations and link capability between the course topics.
Dispense a cura del docente sono reperibili sulla piattaforma moodle di Ateneo: https://learn.univpm.it
Notes and handouts are
available on the University's moodle platform: https://learn.univpm.it
No
No
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