Электромагнитное поле

Содержание  

1. Введение                                                                                            2

2. Источники и  воздействие электромагнитных излучений          2

3. Природные источники  электромагнитных полей                      2

4. Антропогенные  источники электромагнитных полей              3

5. Источники высокочастотных  излучений                                    3

6. Излучения бытовых  приборов                                                      4

7. Излучение длинноволновых и радиопередающих центров      6

8. Воздействие электромагнитных полей на организм                  7

9. Защита от электромагнитных излучений                                    9

10. Заключение                                                                                    12

11. Список литературы                                                                      12

 

Введение

 

Волновые процессы чрезвычайно  широко распространены в природе. В  природе существует два вида волн: механические и электромагнитные. Механические волны распространяются в веществе: газе, жидкости или твердом теле. Электромагнитные волны не нуждаются  в каком-либо веществе для своего распространения,  к которым, в частности, относятся радиоволны и свет. Электромагнитное поле может существовать в вакууме, т. е. в пространстве, не содержащем атомов. Несмотря на существенное отличие электромагнитных волн от механических, электромагнитные волны при своем распространении ведут себя подобно механическим.

В своей работе я постараюсь рассмотреть виды электромагнитных излучений, их виды, проявления их в  повседневной жизни, изучить их влияние  на человека, а так способы защиты  от них.

 

Источники и воздействие  электромагнитных излучений

 

Среди различных физических факторов окружающей среды, которые  могут оказывать неблагоприятное  воздействие на человека и биологические  объекты, большую сложность представляют электромагнитные поля неионизирующей природы, особенно относящиеся к  радиочастотному излучению. Электромагнитные поля - это особая форма существования  материи, характеризующаяся совокупностью  электрических и магнитных свойств. Основными параметрами, характеризующими электромагнитное поле, являются: частота, длина волны и скорость распространения. Электромагнитные поля окружают нас  повсюду, но мы не можем их почувствовать  и вообще заметить, - поэтому мы не видим излучений милицейского радара, не видим лучей, поступающих от телевизионной  башни или линии электропередачи.

 

Природные источники  электромагнитных полей

 

Природные источники электромагнитных полей делят на две группы. Первая - поле Земли - постоянное электрическое  и постоянное магнитное поле. Вторая группа - радиоволны, генерируемые космическими источниками (Солнце, звезды и т.д.), атмосферные процессы - разряды молний и т.д. Естественное электрическое поле Земли создается избыточным отрицательным зарядом на поверхности; его напряженность обычно от 100 до 500 В/м. Грозовые облака могут увеличивать напряженность поля до десятков, а то и сотен кВ/м. Вторая группа природных электромагнитных полей характеризуется широким диапазоном частот.

 

 

 

 

Антропогенные источники  электромагнитных полей

 

Антропогенные источники  также делятся на 2 группы:

Источники низкочастотных излучений (0 - 3 кГц).

Эта группа включает в себя все системы производства, передачи и распределения электроэнергии (линии электропередачи, трансформаторные подстанции, электростанции, различные  кабельные системы), домашнюю и офисную  электро- и электронную технику, в том числе и мониторы ПК, транспорт на электроприводе, ж/д транспорт и его инфраструктуру, а также метро, троллейбусный и трамвайный транспорт.

Уже сегодня электромагнитное поле на 18-32% территории городов формируется  в результате автомобильного движения. Электромагнитные волны, возникающие  при движении транспорта, создают  помехи теле- и радиоприему, а также  могут оказывать вредное воздействие  на организм человека. Транспорт на электроприводе является мощным источником магнитного поля в диапазоне от 0 до 1000 Гц. Железнодорожный транспорт  использует переменный ток. Городской  транспорт - постоянный. Максимальные значения индукции магнитного поля в  пригородном электротранспорте  достигают 75 мкТл, средние значения - около 20 мкТл. Средние значения на транспорте с приводом от постоянного  тока зафиксированы на уровне 29 мкТл. У трамваев, где обратный провод - рельсы, магнитные поля компенсируют друг друга на гораздо большем  расстоянии, чем у проводов троллейбуса, а внутри троллейбуса колебания  магнитного поля невелики даже при  разгоне. Но самые большие колебания  магнитного поля - в метро. При отправлении  состава величина магнитного поля на платформе составляет 50-100 мкТл и  больше, превышая геомагнитное поле. Даже когда поезд давно исчез в  туннеле, магнитное поле не возвращается к прежнему значению. Лишь после  того, как состав минует следующую  точку подключения к контактному  рельсу, магнитное поле вернется к  старому значению. Правда, иногда не успевает: к платформе уже приближается следующий поезд и при его  торможении магнитное поле снова  меняется. В самом вагоне магнитное  поле еще сильнее - 150-200 мкТл, то есть в десять раз больше, чем в обычной  электричке.

 

Источники высокочастотных  излучений

 

К этой группе относятся  функциональные передатчики - источники  электромагнитного поля в целях  передачи или получения информации. Это коммерческие передатчики (радио, телевидение), радиотелефоны (авто-, радиотелефоны, радио СВ, любительские радиопередатчики, производственные радиотелефоны), направленная радиосвязь (спутниковая радиосвязь, наземные релейные станции), навигация (воздушное сообщение, судоходство, радиоточка), локаторы (воздушное сообщение, судоходство, транспортные локаторы, контроль за воздушным транспортом). Сюда же относится различное технологическое оборудование, использующее СВЧ-излучение, переменные (50 Гц - 1 МГц) и импульсные поля, бытовое оборудование (СВЧ-печи), средства визуального отображения информации на электронно-лучевых трубках (мониторы ПК, телевизоры и пр.) . Для научных исследований в медицине применяют токи ультравысокой частоты. Возникающие при использовании таких токов электромагнитные поля представляют определенную профессиональную вредность, поэтому необходимо принимать меры защиты от их воздействия на организм.

Таблица 1.1

Классификация опасных и  вредных излучений

Род излучения, название диапазона  длин волн	Диапазон		Название диапазона частот
	длин волн	частот, Гц
Радиоволны:			Радиочастоты:
Мириаметровые	100 000 -10 км	3-3·104	Очень низкие частоты (ОНЧ)
Километровые	10-1км	3·104- 3·105	Низкие частоты (НЧ)
Гектометровые	1000-100м	3·105- 3·106	Средние частоты (СЧ)
Декаметровые	100-10м	3·106- 3·107	Высокие частоты (ВЧ)
Метровые	10-1м	3·107- 3·108	Очень высокие частоты (ОВЧ)
Дециметровые	100 -10 см	3·108- 3·109	Ультравысокие частоты (УВЧ)
Сантиметровые	10-1 см	3·109- 3·1010	Сверхвысокие частоты (СВЧ)
Миллиметровые	10-1 мм	3·1010- 3·1011	Крайне высокие частоты (КВЧ)
Децимиллиметровые	1 - 0,1 мм	3·1011- 3·1012	Сверхкрайне высокие частоты (СКВЧ)

 

Излучение бытовых  приборов

 

Источником электромагнитного  поля в жилых помещениях является разнообразная электротехника - холодильники, утюги, пылесосы, электропечи, телевизоры, компьютеры и др., а также электропроводка  квартиры. На электромагнитную обстановку квартиры влияют электротехническое оборудование здания, трансформаторы, кабельные  линии. Электрическое поле в жилых  домах находится в пределах 1-10 В/м. Однако могут встретиться точки повышенного уровня, например, незаземленный монитор компьютера

Замеры напряженности  магнитных полей от бытовых электроприборов  показали, что их кратковременное  воздействие может оказаться  даже более сильным, чем долговременное пребывание человека рядом с линией электропередачи. Если отечественные  нормы допустимых значений напряженности  магнитного поля для населения от воздействия линии электропередачи  составляют 1000 мГс, то бытовые электроприборы существенно превосходят эту величину.

Индукция магнитного поля от электроплит типа "Электра" на расстоянии 20-30 см от передней панели - там, где стоит хозяйка, - составляет 1-3 мкТл. У конфорок, оно, естественно, больше. А на расстоянии 50 см уже  неотличимо от общего поля в кухне, которое составляет около 0,1-0,15 мкТл.

Невелики и магнитные  поля от холодильников и морозильников. Так, по данным Центра электромагнитной безопасности (см. ниже), у обычного бытового холодильника поле выше предельно допустимого уровня (0,2 мкТл) возникает в радиусе 10 см от компрессора и только во время его работы. Однако у холодильников, оснащенных системой "no frost", превышение предельно допустимого уровня можно зафиксировать на расстоянии метра от дверцы.

СВЧ-печи, в силу принципа своей работы, служат мощнейшим источником излучения. Но по той же причине их конструкция обеспечивает соответствующую экранировку, да и пища разогревается или готовится в них быстро. Но все же опираться локтем на включенную "микроволновку" не стоит. На расстоянии 30 см печь создает заметное переменное (50 Гц) магнитное поле (0,3-8 мкТл). Неожиданно малыми оказались поля от мощных электрических чайников. Так, на расстоянии 20 см от чайника "Tefal" поле составляет около 0,6 мкТл, а на расстоянии 50 см неотличимо от общего электромагнитного поля в кухне.

У большинства утюгов поле выше 0,2 мкТл обнаруживается на расстоянии 25 см от ручки и только в режиме нагрева.

Зато поля стиральных машин  оказались достаточно большими. Например, у малогабаритной "Спини" поле на частоте 50 Гц у пульта управления составляет более 10 мкТл, на высоте 1 метра - 1 мкТл, сбоку на расстоянии 50 см - 0,7 мкТл. В утешение можно заметить, что большая стирка - не столь частое занятие, да и при работе автоматической или полуавтоматической стиральной машины хозяйка может отойти в сторонку или просто выйти из ванной. Еще больше поле у пылесоса "Тайфун". Оно порядка 100 мкТл. Впрочем, здесь тоже есть утешительное обстоятельство: пылесос обычно таскают за шланг и находятся от него достаточно далеко. Рекорд держат электробритвы. Их поле измеряется сотнями мкТл. Таким образом, бреясь электробритвой, убивают сразу двух зайцев: приводят себя в порядок и попутно проводят магнитную обработку лица.

Западная промышленность уже реагирует на повышающийся спрос  к бытовым приборам и персональным компьютерам, чье излучение не угрожает жизни и здоровью людей, рискнувших облегчить себе жизнь с их помощью. Так, в США многие фирмы выпускают безопасные приборы, начиная от утюгов с бифилярной намоткой и кончая неизлучающими компьютерами.

В нашей стране существует Центр электромагнитной безопасности, где разрабатываются всевозможные средства защиты от электромагнитных излучений: специальная защитная одежда, ткани и прочие защитные материалы, которые могут обезопасить любой  прибор. Но до внедрения подобных разработок в широкое и повседневное их использование  пока далеко. Так что каждый пользователь должен позаботиться о средствах  своей индивидуальной защиты сам, и  чем скорее, тем лучше. Сотрудники Центра электромагнитной безопасности провели независимое исследование ряда компьютеров, наиболее распространенных на нашем рынке, и установили, что "уровень электромагнитных полей  в зоне размещения пользователя превышает  биологически опасный уровень".

 

Излучения от длинноволновых радиопередающих центров

 

В 1920 - 30 гг. в московских домах, расположенных вокруг радиостанции имени Коминтерна, которая вещала на длине волны 2 км, можно было провести такой опыт. Намотать на рамку около  сотни витков, присоединить к концам лампочку от карманного фонарика - и  она загоралась. Для этого напряженность  магнитного поля должна была составлять никак не меньше нескольких А/м. Сейчас во многих странах это предельно допустимый уровень для 8-часового рабочего дня. Радиоволны большой длины "накрывают" соответственно и большее пространство. Электрическую составляющую волны экранируют стены зданий, но магнитную они ослабляют мало. В свое время в штате Мэн (США) была развернута система радиосвязи с подводными лодками, находящимися на глубине в океане. Морская вода сильно поглощает радиоволны, но все-таки, чем больше длина волны, тем поглощение меньше. Поэтому связь вели на частоте 15 Гц, то есть на длине волны 20 тысяч километров. А так как излучаемая антенной мощность пропорциональна кубу отношения ее размеров к длине волны, то антенны протянулись почти через весь штат. Большую проблему составляют ведомственные и частные РПЦ, которые в последние годы растут как грибы после дождя. К примеру, только Министерству связи РФ принадлежит более 100 передающих радиоцентров (а ведь под них отводится большая площадь - до 1000 га). Телевизионные передатчики расположены почти всегда в городах. Их антенны размещены на высоте 110 м на расстоянии 1 км, типичные значения напряженности электрического поля достигают 15 В/м от передатчика мощностью 1 МВт.