電磁両立性
電源投入時の突入電流、電源切断時の逆起電力(インダクティブキックバック)、パワー半導体のスイッチング動作、モーターの整流などで、開閉ノイズ・スイッチングノイズが発生する。さらに非線形負荷では高調波も発生する。特殊な例であるが、落雷も大きなノイズの発生源である。これらのノイズには高い周波数成分が含まれ、電磁波として放出(エミッション)される。このエミッションがEMIであるが、便宜的にリーク、あるいはリーケージと呼ばれることもある。
電磁波は近接する導体(基板上のパターン、配線、フレーム、筐体など)に静電誘導、電磁誘導し結合する。配線間の結合は特にクロストークと呼ばれる。4-20mAの制御線が誘導を受けると、信号が不安定になることがある。LAN、USBケーブルが誘導され帯電すると通信速度が遅くなる(放電によりフリーズしたり、素子が破壊される)。またLEDの線路が誘導されると、通電しても光らなかったり、断路していても光ったりする。LEDはフォトカプラ(パワー半導体と共に使用される素子)に使用されており、深刻な誤動作(装置の一部また全部が意図せずにONしたり、OFFしたり、再起動したり、パワーが半減したりする)の原因となる。
誘導により電荷を帯びた導体が、適切に低インピーダンスで機能接地・ボンディングされている場合、電荷はアース電流(リーク電流)として大地へ戻ることができる。この場合リーク電流は増えるが機器には干渉しない。接地されていない筐体は新たなEMIの発生源になりうる。大電力機器で発生したアース電流が大地へ戻る前に、制御機器の機能接地側に回り込みトラブルになることもある。
例えば、高い周波数の電流(ノイズ)が重畳している電源線路が負荷とつながっている回路があるとする。その線路がツイストペアになっている場合、2線間の電磁結合は固く、線路近くに他の導体(シャーシ、フレームなど)があったとしても、それとは結合・誘導しにくい。このとき、この閉回路を流れる電流がノーマルモード電流であり、制御されたループを形成している。ツイストペアから平行線に変更し、2線間の距離を離すと、結合・誘導は2線間ではなく、その線路の近くにある他の導体との間で発生する。電磁結合した導体は対地電圧を持つ。この電圧をコモンモード電圧と呼ぶ。この導体(シャーシ、フレームなど)が接地されている場合、アース電流が流れるが、このアース電流はコモンモード電流である。接地インピーダンスが十分に低い場合、コモンモード電流は全量が大地へ戻ることができる。アース線のインピーダンスが高い場合、シャーシ・フレーム上で、よりインピーダンスの低い部分を見つけ出し、制御されていないリターンパスを経由して大地に戻ろうとする。この電流もまたコモンモード電流になる。電流が流れるということは、新たに電界・磁界が形成されることであり、元の平行線に対して結合・誘導すると、コモンモード電流のループが発生する。コモンモード電流による電界強度は大きくなるため、EMC対策では特に注意が必要である。