Shmelev V.E., Sbitnev S.A. teoretické základy elektrotechniky

Elektromagnetické pole, špeciálna forma záležitosť. Cez elektro magnetické pole prebieha interakcia medzi nabitými časticami.

Správanie elektromagnetického poľaštuduje klasickú elektrodynamiku. Elektromagnetické pole popisujú Maxwellove rovnice, ktoré spájajú veličiny charakterizujúce pole s jeho zdrojmi, teda s nábojmi a prúdmi rozloženými v priestore. Elektromagnetické pole stacionárnych alebo rovnomerne sa pohybujúcich nabitých častíc je s týmito časticami neoddeliteľne spojené; keď sa častice pohybujú rýchlejšie, elektromagnetické pole sa od nich „odtrhne“ a existuje samostatne vo forme elektromagnetických vĺn.

Z Maxwellových rovníc vyplýva, že striedavé elektrické pole generuje magnetické pole a striedavé magnetické pole elektrické, takže elektromagnetické pole môže existovať aj bez nábojov. Vytváranie elektromagnetického poľa striedavým magnetickým poľom a magnetického poľa striedavým elektrickým vedie k tomu, že elektrické a magnetické polia neexistujú oddelene, nezávisle od seba. Preto je elektromagnetické pole typ hmoty, ktorý je vo všetkých bodoch určený dvoma vektorovými veličinami, ktoré charakterizujú jeho dve zložky – „elektrické pole“ a „magnetické pole“, a pôsobiace silou na nabité častice v závislosti od ich rýchlosti a veľkosti. ich poplatku.

Elektromagnetické pole vo vákuu, teda vo voľnom stave, ktoré nie je spojené s časticami hmoty, existuje vo forme elektromagnetických vĺn a šíri sa vo vákuu v neprítomnosti veľmi silných gravitačných polí rýchlosťou rovnakú rýchlosť Sveta c= 2,998. 108 m/s. Takéto pole sa vyznačuje silou elektrického poľa E a indukcia magnetického poľa AT. Na opis elektromagnetického poľa v médiu sa používajú aj veličiny elektrickej indukcie D a sila magnetického poľa H. V hmote, ako aj v prítomnosti veľmi silných gravitačných polí, to znamená v blízkosti veľmi veľkých hmôt hmoty, je rýchlosť šírenia elektromagnetického poľa menšia ako hodnota c.

Zložky vektorov charakterizujúcich elektromagnetické pole tvoria podľa teórie relativity jediné fyzikálne množstvo- tenzor elektromagnetického poľa, ktorého zložky sa transformujú pri prechode z jednej inerciálnej vzťažnej sústavy do druhej v súlade s Lorentzovými transformáciami.

Elektromagnetické pole má energiu a hybnosť. Existencia impulzu elektromagnetického poľa bola prvýkrát experimentálne objavená v experimentoch P. N. Lebedeva o meraní tlaku svetla v roku 1899. Elektromagnetické pole má vždy energiu. Hustota energie elektromagnetického poľa = 1/2 (ED+HH).

Elektromagnetické pole sa šíri v priestore. Hustota toku energie elektromagnetického poľa je určená Poyntingovým vektorom S=, jednotka W/m2. Smer Poyntingovho vektora je kolmý E a H a zhoduje sa so smerom šírenia elektromagnetickej energie. Jeho hodnota sa rovná energii prenesenej cez jednotku plochy kolmo na S za jednotku času. Hustota hybnosti poľa vo vákuu K \u003d S / s 2 \u003d / s 2.

Pri vysokých frekvenciách elektromagnetického poľa nadobúdajú na význame jeho kvantové vlastnosti a elektromagnetické pole možno považovať za tok kvánt poľa - fotónov. V tomto prípade je opísané elektromagnetické pole

Elektromagnetické pole je druh hmoty, ktorá vzniká okolo pohybujúcich sa nábojov. Napríklad okolo vodiča s prúdom. Elektromagnetické pole sa skladá z dvoch zložiek – elektrického a magnetického poľa. Nemôžu existovať nezávisle od seba. Jedno plodí druhé. Pri zmene elektrického poľa okamžite vzniká magnetické pole. Rýchlosť šírenia elektromagnetických vĺn V=C/EM kde e a m respektíve magnetické a dielektrické permitivity prostredia, v ktorom sa vlna šíri. Elektromagnetická vlna vo vákuu sa šíri rýchlosťou svetla, teda 300 000 km/s. Keďže dielektrická a magnetická permeabilita vákua sa považuje za rovnú 1. Pri zmene elektrického poľa vzniká magnetické pole. Keďže elektrické pole, ktoré to spôsobilo, nie je konštantné (to znamená, že sa mení v čase), magnetické pole bude tiež premenlivé. Meniace sa magnetické pole zase vytvára elektrické pole atď. Teda pre nasledujúce pole (či už je elektrické alebo magnetické) bude zdrojom predchádzajúce pole a nie pôvodný zdroj, teda vodič s prúdom. Takže aj po vypnutí prúdu vo vodiči bude elektromagnetické pole naďalej existovať a šíriť sa v priestore. Elektromagnetická vlna sa šíri priestorom všetkými smermi od svojho zdroja. Môžete si predstaviť rozsvietenie žiarovky, lúče svetla z nej sa šíria na všetky strany. Elektromagnetická vlna počas šírenia prenáša energiu v priestore. Čím silnejší je prúd vo vodiči, ktorý pole spôsobil, tým väčšia je energia prenášaná vlnou. Taktiež energia závisí od frekvencie emitovaných vĺn, pri jej zvýšení 2,3,4-krát sa energia vlny zvýši 4,9,16-krát, resp. To znamená, že energia šírenia vlny je úmerná druhej mocnine frekvencie. Najlepšie podmienky na šírenie vĺn sú vytvorené vtedy, keď sa dĺžka vodiča rovná vlnovej dĺžke. Magnetické a elektrické siločiary budú lietať navzájom kolmo. Magnetické siločiary obklopujú vodič s prúdom a sú vždy uzavreté. Elektrické siločiary prechádzajú z jedného náboja do druhého. Elektromagnetická vlna je vždy priečna vlna. To znamená, že siločiary, magnetické aj elektrické, ležia v rovine kolmej na smer šírenia. Intenzita elektromagnetického poľa je výkonová charakteristika poľa. Aj napätie je vektorová veličina, to znamená, že má začiatok a smer. Intenzita poľa smeruje tangenciálne k siločiaram. Keďže sila elektrického a magnetického poľa je na seba kolmá, existuje pravidlo, podľa ktorého možno určiť smer šírenia vlny. Keď sa skrutka otáča po najkratšej dráhe od vektora intenzity elektrického poľa k vektoru intenzity magnetického poľa, translačný pohyb skrutky bude indikovať smer šírenia vlny.

Magnetické pole a jeho vlastnosti. Keď elektrický prúd prechádza vodičom, a magnetické pole. Magnetické pole je jedným z druhov hmoty. Má energiu, ktorá sa prejavuje vo forme elektromagnetických síl pôsobiacich na jednotlivé pohybujúce sa elektrické náboje (elektróny a ióny) a na ich toky, teda elektrický prúd. Pohybujúce sa nabité častice sa vplyvom elektromagnetických síl odchyľujú od svojej pôvodnej dráhy v smere kolmom na pole (obr. 34). Vytvára sa magnetické pole len okolo pohybujúcich sa elektrických nábojov a jeho pôsobenie sa tiež vzťahuje len na pohybujúce sa náboje. Magnetické a elektrické polia sú neoddeliteľné a tvoria jeden celok elektromagnetického poľa. Akákoľvek zmena elektrické pole vedie k vzniku magnetického poľa a naopak, každá zmena magnetického poľa je sprevádzaná vznikom elektrického poľa. Elektromagnetické pole sa šíri rýchlosťou svetla, teda 300 000 km/s.

Grafické znázornenie magnetického poľa. Graficky je magnetické pole znázornené magnetickými siločiarami, ktoré sú nakreslené tak, že smer siločiary v každom bode poľa sa zhoduje so smerom síl poľa; magnetické siločiary sú vždy súvislé a uzavreté. Smer magnetického poľa v každom bode možno určiť pomocou magnetickej ihly. Severný pól šípky je vždy nastavený v smere síl poľa. Koniec permanentného magnetu, z ktorého vychádzajú siločiary (obr. 35, a), sa považuje za severný pól a opačný koniec, ktorý zahŕňa siločiary, je južný pól (čiary sily prechádzajúcej vnútri magnetu nie sú zobrazené). Rozloženie siločiar medzi pólmi plochého magnetu je možné zistiť pomocou oceľových pilín nasypaných na list papiera umiestnený na póloch (obr. 35, b). Magnetické pole vo vzduchovej medzere medzi dvoma rovnobežnými protiľahlými pólmi permanentného magnetu je charakterizované rovnomerným rozložením magnetických siločiar (obr. 36)

Elektromagnetické pole je striedavé elektrické a magnetické pole, ktoré sa navzájom vytvárajú.
Teóriu elektromagnetického poľa vytvoril James Maxwell v roku 1865.

Teoreticky dokázal, že:
akákoľvek zmena magnetického poľa v priebehu času má za následok meniace sa elektrické pole a akákoľvek zmena v elektrickom poli v priebehu času vedie k meniacemu sa magnetickému poľu.
Ak sa elektrické náboje pohybujú so zrýchlením, potom sa nimi vytvorené elektrické pole periodicky mení a samo vytvára striedavé magnetické pole v priestore atď.

Zdroje elektromagnetického poľa môžu byť:
- pohyblivý magnet;
- elektrický náboj pohybujúci sa zrýchlením alebo kmitaním (na rozdiel od náboja pohybujúceho sa konštantnou rýchlosťou napr. pri jednosmernom prúde vo vodiči tu vzniká konštantné magnetické pole).

Okolo elektrického náboja vždy existuje elektrické pole, v akomkoľvek referenčnom rámci existuje magnetické pole v tom, ku ktorému sa elektrické náboje pohybujú.
Elektromagnetické pole existuje v referenčnom rámci, vzhľadom na ktorý sa elektrické náboje pohybujú so zrýchlením.

VYSKÚŠAJTE RIEŠENIE

Kúsok jantáru sa trel o látku a nabil sa statickou elektrinou. Aké pole možno nájsť okolo nehybného jantáru? Okolo pohybu?

Nabité teleso je vo vzťahu k zemskému povrchu v pokoji. Automobil sa pohybuje rovnomerne a priamočiaro vzhľadom na zemský povrch. Je možné zistiť konštantné magnetické pole v referenčnom systéme spojenom s autom?

Aké pole vzniká okolo elektrónu, ak: je v pokoji; pohyb konštantnou rýchlosťou; pohybuje sa zrýchlením?

Kineskop vytvára prúd rovnomerne sa pohybujúcich elektrónov. Je možné detekovať magnetické pole v referenčnom rámci spojenom s jedným z pohybujúcich sa elektrónov?

ELEKTROMAGNETICKÉ VLNY

Elektromagnetické vlny sú elektromagnetické pole šíriace sa v priestore konečnou rýchlosťou v závislosti od vlastností média.

Vlastnosti elektromagnetických vĺn:
- šíriť sa nielen v hmote, ale aj vo vákuu;
- šíria sa vo vákuu rýchlosťou svetla (С = 300 000 km/s);
sú priečne vlny
- sú to putujúce vlny (prenášajú energiu).

Zdrojom elektromagnetických vĺn sú rýchlo sa pohybujúce elektrické náboje.
Oscilácie elektrických nábojov sú sprevádzané elektromagnetickým žiarením s frekvenciou rovnajúcou sa frekvencii oscilácií náboja.

MIERKA ELEKTROMAGNETICKÝCH VLN

Všetok priestor okolo nás je preniknutý elektromagnetickým žiarením. Slnko, telesá okolo nás, antény vysielačov vyžarujú elektromagnetické vlny, ktoré v závislosti od frekvencie kmitania majú rôzne názvy.

Rádiové vlny sú elektromagnetické vlny (s vlnovou dĺžkou od viac ako 10 000 m do 0,005 m), ktoré sa používajú na prenos signálov (informácií) na vzdialenosť bez drôtov.
Pri rádiovej komunikácii vznikajú rádiové vlny vysokofrekvenčnými prúdmi prúdiacimi v anténe.
Rádiové vlny rôznych dĺžok sa šíria rôzne.

Elektromagnetické žiarenie s vlnovou dĺžkou menšou ako 0,005 m, ale väčšou ako 770 nm, t. j. nachádzajúce sa medzi oblasťou rádiových vĺn a oblasťou viditeľného svetla, sa nazýva infračervené žiarenie (IR).
Infračervené žiarenie vyžaruje akékoľvek vyhrievané teleso. Zdrojmi infračerveného žiarenia sú kachle, ohrievače vody, elektrické žiarovky. Pomocou špeciálnych prístrojov možno infračervené žiarenie premeniť na viditeľné svetlo a získať snímky vyhrievaných predmetov v úplnej tme. Infračervené žiarenie sa používa na sušenie lakovaných výrobkov, stien budov, dreva.

Viditeľné svetlo zahŕňa žiarenie s vlnovou dĺžkou približne 770 nm až 380 nm, od červeného po fialové svetlo. Hodnoty tejto časti spektra elektromagnetického žiarenia v ľudskom živote sú mimoriadne veľké, pretože takmer všetky informácie o svete okolo človeka získavajú prostredníctvom videnia. Svetlo je predpokladom pre rozvoj zelených rastlín a preto nevyhnutná podmienka pre existenciu života na Zemi.

pre oči neviditeľné elektromagnetická radiácia s vlnovou dĺžkou kratšou ako má fialové svetlo sa nazýva ultrafialové žiarenie (UV).Ultrafialové žiarenie je schopné zabíjať patogénne baktérie, preto má široké využitie v medicíne. Ultrafialové žiarenie v zložení slnečného žiarenia spôsobuje biologické procesy, ktoré vedú k stmavnutiu ľudskej pokožky – úpalu. Výbojky sa používajú ako zdroje ultrafialového žiarenia v medicíne. Rúry takýchto lámp sú vyrobené z kremeňa, priehľadného pre ultrafialové lúče; preto sa tieto lampy nazývajú kremenné lampy.

Röntgenové lúče (Ri) sú pre atóm neviditeľné. Prechádzajú bez výraznej absorpcie cez výrazné vrstvy materiálu, ktorý je nepriepustný pre viditeľné svetlo. Röntgenové lúče sú detekované ich schopnosťou spôsobiť určitú žiaru určitých kryštálov a pôsobiť na fotografický film. Na diagnostiku chorôb sa využíva schopnosť röntgenového žiarenia prenikať cez hrubé vrstvy látok. vnútorné orgány osoba.

V rokoch 1860-1865. jeden z najväčších fyzikov 19. storočie James Clerk Maxwell vytvoril teóriu elektromagnetického poľa. Podľa Maxwella sa jav elektromagnetickej indukcie vysvetľuje nasledovne. Ak sa v určitom bode priestoru mení magnetické pole s časom, potom sa tam vytvára aj elektrické pole. Ak je v poli uzavretý vodič, potom v ňom elektrické pole spôsobí indukčný prúd. Z Maxwellovej teórie vyplýva, že je možný aj opačný proces. Ak sa v niektorej oblasti priestoru mení elektrické pole s časom, potom sa tu vytvára aj magnetické pole.

Akákoľvek zmena magnetického poľa v priebehu času má za následok meniace sa elektrické pole a akákoľvek zmena v elektrickom poli v priebehu času vedie k meniacemu sa magnetickému poľu. Tieto navzájom generujúce striedavé elektrické a magnetické polia tvoria jediné elektromagnetické pole.

Vlastnosti elektromagnetických vĺn

Najdôležitejším výsledkom, ktorý vyplýva z Maxwellom formulovanej teórie elektromagnetického poľa, bola predpoveď možnosti existencie elektromagnetických vĺn. elektromagnetická vlna- šírenie elektromagnetických polí v priestore a čase.

Elektromagnetické vlny sa na rozdiel od elastických (zvukových) vĺn môžu šíriť vo vákuu alebo v akejkoľvek inej látke.

Elektromagnetické vlny sa vo vákuu šíria rýchlosťou c=299 792 km/s, teda rýchlosťou svetla.

V hmote je rýchlosť elektromagnetickej vlny menšia ako vo vákuu. Vzťah medzi vlnovou dĺžkou, jej rýchlosťou, periódou a frekvenciou kmitov získaný pre mechanické vlny platí aj pre elektromagnetické vlny:

Kolísanie vektora napätia E a vektor magnetickej indukcie B sa vyskytujú vo vzájomne kolmých rovinách a kolmých na smer šírenia vlny (vektor rýchlosti).

Elektromagnetická vlna prenáša energiu.

Rozsah elektromagnetických vĺn

Okolo nás komplexný svet elektromagnetické vlny rôznych frekvencií: žiarenie z počítačových monitorov, mobilných telefónov, mikrovlnných rúr, televízorov atď. V súčasnosti sú všetky elektromagnetické vlny rozdelené podľa vlnovej dĺžky do šiestich hlavných rozsahov.

rádiové vlny- sú to elektromagnetické vlny (s vlnovou dĺžkou od 10 000 m do 0,005 m), ktoré slúžia na prenos signálov (informácií) na vzdialenosť bez drôtov. Pri rádiovej komunikácii vznikajú rádiové vlny vysokofrekvenčnými prúdmi prúdiacimi v anténe.

Elektromagnetické žiarenie s vlnovou dĺžkou od 0,005 m do 1 mikrónu, t.j. medzi rádiovými vlnami a viditeľným svetlom sa nazývajú Infra červená radiácia. Infračervené žiarenie vyžaruje akékoľvek vyhrievané teleso. Zdrojom infračerveného žiarenia sú pece, batérie, elektrické žiarovky. Pomocou špeciálnych prístrojov možno infračervené žiarenie premeniť na viditeľné svetlo a získať snímky vyhrievaných predmetov v úplnej tme.

Komu viditeľné svetlo označujú žiarenie s vlnovou dĺžkou približne 770 nm až 380 nm, od červenej po Fialová. Význam tejto časti spektra elektromagnetického žiarenia v ľudskom živote je mimoriadne veľký, pretože takmer všetky informácie o svete okolo seba človek prijíma pomocou zraku.

Okom neviditeľné elektromagnetické žiarenie s vlnovou dĺžkou kratšou ako fialové sa nazýva ultrafialové žiarenie. Môže zabíjať patogénne baktérie.

röntgenového žiarenia pre oči neviditeľné. Prechádza bez výraznej absorpcie cez výrazné vrstvy látky, ktorá je nepriepustná pre viditeľné svetlo, ktorá sa používa na diagnostiku chorôb vnútorných orgánov.

Gama žiarenie nazývané elektromagnetické žiarenie emitované excitovanými jadrami a vznikajúce pri interakcii elementárnych častíc.

Princíp rádiovej komunikácie

Oscilačný obvod sa používa ako zdroj elektromagnetických vĺn. Pre efektívne vyžarovanie sa okruh „otvorí“, t.j. vytvárať podmienky na to, aby pole „išlo“ do vesmíru. Toto zariadenie sa nazýva otvorený oscilačný obvod - anténa.

rádiová komunikácia nazývaný prenos informácií pomocou elektromagnetických vĺn, ktorých frekvencie sú v rozsahu od do Hz.

Radar (radar)

Zariadenie, ktoré vysiela ultrakrátke vlny a okamžite ich prijíma. Žiarenie sa uskutočňuje krátkymi impulzmi. Impulzy sa odrážajú od predmetov, čo umožňuje po prijatí a spracovaní signálu nastaviť vzdialenosť k objektu.

Na podobnom princípe funguje aj rýchlostný radar. Zamyslite sa nad tým, ako radar určuje rýchlosť idúceho auta.

1. Úvod. Predmet valeológie.

3. Hlavné zdroje elektromagnetického poľa.

5. Spôsoby ochrany zdravia ľudí pred elektromagnetickým vystavením.

6. Zoznam použitých materiálov a literatúry.

1. Úvod. Predmet valeológie.

1.1 Úvod.

Valeológia – z lat. „valeo“ – „ahoj“ – vedný odbor, ktorý študuje individuálny zdravotný stav zdravého človeka. Zásadný rozdiel medzi valeológiou a inými odbormi (najmä z praktického lekárstva) spočíva práve v individuálnom prístupe k posudzovaniu zdravotného stavu každého konkrétneho subjektu (bez zohľadnenia všeobecných a priemerných údajov za ktorúkoľvek skupinu).

Prvýkrát bola valeológia ako vedná disciplína oficiálne zaregistrovaná v roku 1980. Jej zakladateľom bol ruský vedec I. I. Brekhman, ktorý pôsobil na Vladivostockej štátnej univerzite.

V súčasnosti sa nová disciplína aktívne rozvíja, hromadia sa vedecké práce a aktívne sa uskutočňuje praktický výskum. Postupne dochádza k prechodu od statusu vednej disciplíny k statusu samostatnej vedy.

1.2 Predmet valeológie.

Predmetom štúdia valeológie je individuálny zdravotný stav zdravého človeka a faktory, ktoré ho ovplyvňujú. Valeológia sa tiež zaoberá systematizáciou zdravého životného štýlu, berúc do úvahy individualitu konkrétneho predmetu.

Najbežnejšou definíciou pojmu „zdravie“ je v súčasnosti definícia navrhnutá odborníkmi Svetovej zdravotníckej organizácie (WHO):

Zdravie je stav fyzickej, duševnej a sociálnej pohody.

Moderná valeológia identifikuje tieto hlavné charakteristiky individuálneho zdravia:

1. Život je najzložitejším prejavom existencie hmoty, ktorý svojou zložitosťou prekonáva rôzne fyzikálno-chemické a bioreakcie.

2. Homeostáza - kvázistatický stav foriem života, charakterizovaný variabilitou v relatívne dlhých časových úsekoch a praktickou statickosťou - pri krátkych.

3. Adaptácia – vlastnosť foriem života prispôsobiť sa meniacim sa podmienkam existencie a preťaženiu. Pri porušovaní adaptácie alebo príliš ostrých a radikálnych zmenách podmienok dochádza k maladaptácii - stresu.

4. Fenotyp – kombinácia faktorov prostredia, ktoré ovplyvňujú vývoj živého organizmu. Pojem „fenotyp“ tiež charakterizuje súhrn vývojových znakov a fyziológie organizmu.

5. Genotyp – kombinácia dedičných faktorov ovplyvňujúcich vývoj živého organizmu, ktorý je kombináciou genetického materiálu rodičov. Pri prenose deformovaných génov od rodičov vznikajú dedičné patológie.

6. Životný štýl – súbor stereotypov správania a noriem, ktoré charakterizujú konkrétny organizmus.

Zdravie (podľa definície WHO).

2. Elektromagnetické pole, jeho druhy, charakteristika a klasifikácia.

2.1 Základné definície. Druhy elektromagnetického poľa.

Elektromagnetické pole je špeciálna forma hmoty, prostredníctvom ktorej dochádza k interakcii medzi elektricky nabitými časticami.

Elektrické pole - vytvorené elektrickými nábojmi a nabitými časticami v priestore. Obrázok ukazuje siločiary (imaginárne čiary používané na vizualizáciu polí) elektrického poľa pre dve nabité častice v pokoji:

Magnetické pole - vzniká pri pohybe elektrických nábojov cez vodič. Vzor siločiar pre jeden vodič je znázornený na obrázku:

Fyzikálny dôvod existencie elektromagnetického poľa je ten, že časovo premenné elektrické pole vybudí magnetické pole a meniace sa magnetické pole vybudí vírivé elektrické pole. Obe zložky sa neustále menia a podporujú existenciu elektromagnetického poľa. Pole stacionárnej alebo rovnomerne sa pohybujúcej častice je neoddeliteľne spojené s nosičom (nabitá častica).

Pri zrýchlenom pohybe nosičov sa však elektromagnetické pole od nich „odtrhne“ a existuje v prostredí samostatne vo forme elektromagnetickej vlny, pričom s odstránením nosiča nezmizne (napríklad rádiové vlny nezmiznú). pri zániku prúdu (pohyb nosičov - elektrónov) v anténe, ktorá ich vyžaruje).

2.2 Základná charakteristika elektromagnetického poľa.

Elektrické pole je charakterizované silou elektrického poľa (označenie "E", jednotka SI - V/m, vektor). Magnetické pole je charakterizované silou magnetického poľa (označenie "H", rozmer SI - A/m, vektor). Zvyčajne sa meria modul (dĺžka) vektora.

Elektromagnetické vlny sú charakterizované vlnovou dĺžkou (označenie "(", rozmer SI - m), zdroj, ktorý ich vyžaruje - frekvencia (označenie - "(", rozmer SI - Hz). Na obrázku E je vektor intenzity elektrického poľa, H je vektor intenzity magnetického poľa.

Pri frekvenciách 3 - 300 Hz možno ako charakteristiku magnetického poľa použiť aj pojem magnetická indukcia (označenie "B", rozmer SI - T).

2.3 Klasifikácia elektromagnetických polí.

Najpoužívanejšia je takzvaná „zonálna“ klasifikácia elektromagnetických polí podľa stupňa odľahlosti od zdroja/nosiče.

Podľa tejto klasifikácie je elektromagnetické pole rozdelené na "blízke" a "ďaleké" zóny. Zóna „blízka“ (niekedy nazývaná aj indukčná zóna) siaha až do vzdialenosti od zdroja rovnajúcej sa 0-3 (, de (- dĺžka elektromagnetickej vlny generovanej poľom. V tomto prípade intenzita poľa rýchlo klesá (úmerne štvorcu alebo mocnine vzdialenosti od zdroja) V tejto zóne ešte nie je generovaná elektromagnetická vlna úplne vytvorená.

„Ďaleká“ zóna je zóna vytvorenej elektromagnetickej vlny. Tu intenzita poľa klesá nepriamo úmerne so vzdialenosťou od zdroja. V tejto zóne platí experimentálne stanovený vzťah medzi silou elektrického a magnetického poľa:

kde 377 je konštantná vákuová impedancia, Ohm.

Elektromagnetické vlny sa zvyčajne klasifikujú podľa frekvencií:

Rozsah | Rozsah | |

| Extrémne nízka, | | Hz | Dekamerameter | Mm |

Ultra nízka, VLF | Hz | Megameter | Mm |

Infralow, INC | kHz | Hektokilometer | |

| Veľmi nízka, VLF | KHz | Myriameter | km |

| Nízke frekvencie, basy | | KHz|Kilometer | km |

Priemer, MF | MHz | Hektometrické | km |

| vysoká, HF | | MHz | Dekameter | m |

|Veľmi vysoká, VHF| MHz|Meter | m |

|Ultra vysoká, UHF| GHz | Decimeter | m |

| Ultra vysoká, mikrovlnná | | GHz | Centimeter | cm |

| extrémne vysoká | | GHz|Milimeter | mm |

| Hyperhigh, GVCh | Decimilimeter | mm |

Zvyčajne sa meria len intenzita elektrického poľa E. Pri frekvenciách nad 300 MHz sa niekedy meria hustota energetického toku vlny alebo Poyntingov vektor (označenie „S“, rozmer SI je W/m2).

3. Hlavné zdroje elektromagnetického poľa.

Hlavnými zdrojmi elektromagnetického poľa sú:

Elektrické vedenie.

Elektroinštalácia (vo vnútri budov a konštrukcií).

Domáce elektrospotrebiče.

Osobné počítače.

Televízne a rozhlasové vysielacie stanice.

Satelitná a mobilná komunikácia (zariadenia, opakovače).

Elektrická doprava.

radarové inštalácie.

3.1 Elektrické vedenie (TL).

Drôty pracovného elektrického vedenia vytvárajú v priľahlom priestore (vo vzdialenostiach rádovo desiatok metrov od vodiča) elektromagnetické pole priemyselnej frekvencie (50 Hz). Okrem toho sa intenzita poľa v blízkosti vedenia môže meniť v širokom rozsahu v závislosti od jeho elektrického zaťaženia. Normy stanovujú hranice zón sanitárnej ochrany v blízkosti elektrických vedení (podľa SN 2971-84):

| Prevádzkové napätie | 330 a menej | 500 | 750 | 1150 |

| Veľkosť | 20 | 30 | 40 | 55 |

(v skutočnosti sú hranice zóny sanitárnej ochrany stanovené pozdĺž hraničnej čiary maximálnej intenzity elektrického poľa, ktorá je najvzdialenejšia od drôtov, rovná 1 kV / m).

3.2 Elektroinštalácia.

Elektrické vedenie zahŕňa: napájacie káble pre systémy na podporu života v budovách, elektrické rozvody, ako aj odbočovacie dosky, napájacie skrine a transformátory. Elektrické vedenie je hlavným zdrojom priemyselného frekvenčného elektromagnetického poľa v obytných priestoroch. V tomto prípade je úroveň intenzity elektrického poľa emitovaného zdrojom často relatívne nízka (nepresahuje 500 V/m).

3.3 Domáce elektrospotrebiče.

Zdrojom elektromagnetických polí sú všetky domáce spotrebiče, ktoré fungujú pomocou elektrického prúdu. Zároveň sa úroveň žiarenia líši v najširšom rozsahu v závislosti od modelu, zariadenia zariadenia a konkrétneho režimu prevádzky. Tiež úroveň žiarenia silne závisí od spotreby energie zariadenia - čím vyšší výkon, tým vyššia úroveň elektromagnetického poľa počas prevádzky zariadenia. Intenzita elektrického poľa v blízkosti domácich spotrebičov nepresahuje desiatky V/m.

V tabuľke nižšie je uvedené maximum prijateľné úrovne magnetická indukcia pre najvýkonnejšie zdroje magnetického poľa spomedzi domácich elektrických spotrebičov:

| Zariadenie | Limitný interval | |

| | hodnoty magnetickej indukcie, μT |

|Kávovar | |

|Práčka | |

| Železo | |

Vysávač | |

| Elektrický sporák | |

| Žiarivkové svetlo" (žiarivky LTB, | | |

Elektrická vŕtačka (motorová | |

| Výkon W) | | |

| Elektrický mixér (výkonový motor | |

| W) | |

| TV | |

| Mikrovlnná rúra (indukcia, mikrovlnná rúra) | | |

3.4 Osobné počítače.

Primárnym zdrojom nepriaznivých účinkov na zdravie používateľa počítača je zobrazovacie zariadenie monitora (VOD). Vo väčšine moderných monitorov je CBO katódová trubica. V tabuľke sú uvedené hlavné zdravotné dopady SVR:

| Ergonomické | Faktory vplyvu elektromagnetického žiarenia | |

| katódová trubica poľa |

| Výrazné zníženie kontrastu | Elektromagnetické pole vo frekvencii | |

| reprodukovaný obraz v podmienkach | MHz rozsah. |

| vonkajšie osvetlenie obrazovky priamymi lúčmi | | |

| svetlo | | |

| Zrkadlový odraz svetelných lúčov z | Elektrostatický náboj na povrchu | |

| povrch obrazovky (oslnenie). | obrazovka monitora | |

| Kreslená postavička | Ultrafialové žiarenie (rozsah |

| reprodukcia obrazu | vlnové dĺžky nm). |

| (vysokofrekvenčná nepretržitá aktualizácia | |

| Diskrétny charakter obrazu | Infračervené a röntgenové žiarenie |

(rozdelenie na body). ionizujúce žiarenie. |

Za hlavné faktory vplyvu SVR na zdravie budeme v budúcnosti považovať len faktory vplyvu elektromagnetického poľa katódovej trubice.

Okrem monitora a systémovej jednotky môže osobný počítač obsahovať aj veľké množstvo iných zariadení (ako sú tlačiarne, skenery, sieťové filtre atď.). Všetky tieto zariadenia pracujú s využitím elektrického prúdu, čo znamená, že sú zdrojmi elektromagnetického poľa. Nasledujúca tabuľka zobrazuje elektromagnetické prostredie v blízkosti počítača (príspevok monitora sa v tejto tabuľke neberie do úvahy, ako už bolo uvedené vyššie):

Zdroj | Generovaný frekvenčný rozsah | |

| | elektromagnetické pole | |

|Systémová jednotka zostavené. |. |

Vstupno-výstupné zariadenia (tlačiarne, | Hz. |

skenery, mechaniky atď.). | |

Zdroje neprerušiteľného napájania |. |

sieťové filtre a stabilizátory | | |

Elektromagnetické pole osobných počítačov má najkomplexnejšie vlnové a spektrálne zloženie a je ťažké ho merať a kvantifikovať. Má magnetické, elektrostatické a radiačné zložky (najmä elektrostatický potenciál osoby sediacej pred monitorom sa môže pohybovať od -3 do +5 V). Vzhľadom na skutočnosť, že osobné počítače sa v súčasnosti aktívne využívajú vo všetkých odvetviach ľudskej činnosti, ich vplyv na ľudské zdravie podlieha starostlivému štúdiu a kontrole.

3.5 Televízne a rozhlasové vysielacie stanice.

Na území Ruska sa v súčasnosti nachádza značný počet rozhlasových staníc a centier rôznych afiliácií.

Vysielacie stanice a strediská sa nachádzajú v zónach pre ne špeciálne určených a môžu zaberať pomerne veľké územia (do 1000 ha). Svojou štruktúrou zahŕňajú jednu alebo viac technických budov, kde sú umiestnené rádiové vysielače a anténne polia, na ktorých je umiestnených až niekoľko desiatok anténno-napájacích systémov (AFS). Každý systém obsahuje vyžarovaciu anténu a napájacie vedenie, ktoré prináša vysielaný signál.

Elektromagnetické pole vyžarované anténami rozhlasových staníc má komplexné spektrálne zloženie a individuálne rozloženie síl v závislosti od konfigurácie antén, terénu a architektúry priľahlých budov. Niektoré spriemerované údaje pre rôzne typy rozhlasových vysielacích stredísk sú uvedené v tabuľke:

centrum. elektrické | magnetické pole | | |

| pole, V/m. | A / m. | |

| DV - rádio | 630 | 1.2 | Najvyššie napätie |

| kHz, | | | vzdialenosti menšie ako 1 dĺžka | |

Vysielače 300 -| | Antény | |

|500 kW). | | | |

Vysielače 50 - | | elektrické pole. |

|200 kW). | | | |

| HF - rádio | 44 | 0,12 | Vysielače môžu byť | |

| MHz, | | | Husto stavaný | |

Výkon | | | Územia, ako aj |

Vysielače 10 - | | Strechy obytných budov. |

|100 kW). | | | |

| MHz, | | | úroveň budovy | |

Výkon | | | |

3.6 Satelitná a mobilná komunikácia.

3.6.1 Satelitná komunikácia.

Satelitné komunikačné systémy pozostávajú z vysielacej stanice na Zemi a cestujúcich - opakovačov na obežnej dráhe. Vysielacie satelitné komunikačné stanice vyžarujú úzko nasmerovaný vlnový lúč, ktorého hustota energetického toku dosahuje stovky W/m. Satelitné komunikačné systémy vytvárajú vysokú intenzitu elektromagnetického poľa v značnej vzdialenosti od antén. Napríklad stanica s výkonom 225 kW, pracujúca na frekvencii 2,38 GHz, vytvára hustotu energetického toku 2,8 W/m2 na vzdialenosť 100 km. Rozptyl energie vzhľadom na hlavný lúč je veľmi malý a vyskytuje sa predovšetkým v oblasti priameho umiestnenia antény.

3.6.2 Bunková komunikácia.

Bunková rádiotelefónia je dnes jedným z najintenzívnejšie sa rozvíjajúcich telekomunikačných systémov. Hlavnými prvkami bunkového komunikačného systému sú základňové stanice a mobilné rádiotelefóny. Základňové stanice udržiavajú rádiovú komunikáciu s mobilnými zariadeniami, v dôsledku čoho sú zdrojmi elektromagnetického poľa. Systém využíva princíp rozdelenia oblasti pokrytia na zóny, alebo takzvané „bunky“ s polomerom km. Nasledujúca tabuľka predstavuje hlavné charakteristiky mobilných komunikačných systémov fungujúcich v Rusku:

| | | | | utorok | km. |

|NMT450. | |

| Analógové. |5] |5] | | | |

|AMPS. |||100 |0,6 | |

|TLUMENIE (IS – |||50 |0,2 | |

|136). | | | | | |

|CDMA. |||100 |0,6 | |

|GSM - 900. |||40 |0,25 | |

|GSM - 1800. | |

|Digitálne. |0] |5] | | | |

Intenzita žiarenia základňovej stanice je určená zaťažením, to znamená prítomnosťou majiteľov mobilných telefónov v oblasti služieb konkrétnej základňovej stanice a ich túžbou používať telefón na konverzáciu, čo je zasa zásadne dôležité. závisí od dennej doby, polohy stanice, dňa v týždni a iných faktorov. V noci je vyťaženie staníc takmer nulové. Intenzita žiarenia mobilných zariadení závisí vo veľkej miere od stavu komunikačného kanála "mobilný rádiotelefón - základňová stanica" (čím väčšia je vzdialenosť od základňovej stanice, tým vyššia je intenzita žiarenia zariadenia).

3.7 Elektrická doprava.

Elektrická doprava (trolejbusy, električky, vlaky metra a pod.) je silným zdrojom elektromagnetického poľa vo frekvenčnom rozsahu Hz. Trakčný elektromotor zároveň v drvivej väčšine prípadov pôsobí ako hlavný žiarič (u trolejbusov a električiek konkurujú elektromotoru v sile vyžarovaného elektrického poľa kolektory vzdušného prúdu). V tabuľke sú uvedené údaje o nameranej hodnote magnetickej indukcie pre niektoré typy elektrickej dopravy:

| Spôsob dopravy a rod | Priemerná hodnota | Maximálna hodnota |

spotrebovaný prúd | Magnetická indukcia, μT | veľkosť magnetického | |

| | indukcia, μT. | |

| Prímestské vlaky. | 20 | 75 |

| Elektrická doprava s | 29 | 110 |

DC pohon | | |

| (elektrické autá atď.). | | |

3.8 Inštalácie radarov.

Inštalácie radarov a radarov majú zvyčajne antény typu reflektora („tanier“) a vyžarujú úzko nasmerovaný rádiový lúč.

Periodický pohyb antény v priestore vedie k priestorovej diskontinuite žiarenia. Existuje tiež dočasná diskontinuita žiarenia v dôsledku cyklickej prevádzky radaru na žiarenie. Pracujú na frekvenciách od 500 MHz do 15 GHz, ale niektoré špeciálne inštalácie môžu pracovať pri frekvenciách až 100 GHz alebo viac. Vďaka špeciálnemu charakteru žiarenia môžu na zemi vytvárať zóny s vysokou hustotou toku energie (100 W/m2 alebo viac).

4. Vplyv elektromagnetického poľa na individuálne zdravie človeka.

Ľudské telo vždy reaguje na vonkajšie elektromagnetické pole. V dôsledku odlišného zloženia vĺn a iných faktorov ovplyvňuje elektromagnetické pole rôznych zdrojov ľudské zdravie rôznymi spôsobmi. V tejto časti sa preto vplyv rôznych zdrojov na zdravie budeme posudzovať samostatne. Oblasť umelých zdrojov, ktorá je ostro nesúrodá s prirodzeným elektromagnetickým pozadím, má však takmer vo všetkých prípadoch negatívny vplyv na zdravie ľudí v zóne svojho vplyvu.

Rozsiahle štúdie vplyvu elektromagnetických polí na zdravie sa u nás začali v 60. rokoch. Zistilo sa, že nervový systém človeka je citlivý na elektromagnetické vplyvy a že pole má takzvaný informačný efekt, keď je vystavený človeku v intenzitách pod prahovou hodnotou tepelného efektu (hodnota intenzity poľa, pri ktorej jeho tepelný efekt sa začína prejavovať).

V nasledujúcej tabuľke sú uvedené najčastejšie sťažnosti na zhoršenie zdravotného stavu ľudí, ktorí sa nachádzajú v zóne vplyvu poľa rôznych zdrojov. Poradie a číslovanie zdrojov v tabuľke zodpovedá ich poradiu a číslovaniu prijatému v časti 3:

| Zdroj | Najčastejšie sťažnosti. |

elektromagnetické | |

|1. Čiary | Krátkodobá expozícia (rádovo niekoľko minút) je schopná |

Elektrické vedenie (elektrické vedenie). | viesť k negatívnej reakcii len u obzvlášť citlivých | |

| | ľudia alebo pacienti s určitými typmi alergií | |

| rôzne patológie kardiovaskulárneho systému a nervových systémov |

| | (v dôsledku nerovnováhy subsystému nervová regulácia). Keď |

| | ultradlhé (asi 10 – 20 rokov) nepretržité vystavenie | |

| | možno (podľa neoverených údajov) vývoj niektorých | |

| onkologické ochorenia | |

|2. Interné | K dnešnému dňu údaje o sťažnostiach na zhoršenie |

| elektrické vedenie budov | zdravotníctvo, priamo súvisiace s prácou vo vnútri | |