Het elektromagnetische veld in het kort. Elektromagnetisch veld
Elektriciteit is overal om ons heen
Elektromagnetisch veld (definitie van TSB)- dit is een bijzondere vorm van materie waardoor interactie tussen elektrisch geladen deeltjes plaatsvindt. Op basis van deze definitie is het niet duidelijk wat primair is: het bestaan van geladen deeltjes of de aanwezigheid van een veld. Misschien alleen vanwege de aanwezigheid elektromagnetisch veld deeltjes kunnen geladen raken. Net als in het verhaal met de kip en het ei. Het komt erop neer dat geladen deeltjes en het elektromagnetische veld onafscheidelijk van elkaar zijn en niet zonder elkaar kunnen bestaan. Daarom geeft de definitie jou en mij niet de kans om de essentie van het fenomeen van het elektromagnetische veld te begrijpen, en het enige dat onthouden moet worden is dat het bijzondere vorm van materie! De elektromagnetische veldentheorie werd in 1865 ontwikkeld door James Maxwell.
Wat is een elektromagnetisch veld? Je kunt je voorstellen dat we in een elektromagnetisch universum leven, dat volledig doordrongen is van een elektromagnetisch veld, en dat verschillende deeltjes en substanties, afhankelijk van hun structuur en eigenschappen, onder invloed van een elektromagnetisch veld een positieve of negatieve lading verwerven, deze accumuleren, of elektrisch neutraal blijven. Dienovereenkomstig, elektro magnetische velden kan worden onderverdeeld in twee soorten: statisch, dat wil zeggen uitgezonden door geladen lichamen (deeltjes) en een integraal onderdeel daarvan, en dynamisch, zich voortplantend in de ruimte, gescheiden van de bron die het uitstraalde. Een dynamisch elektromagnetisch veld wordt in de natuurkunde weergegeven in de vorm van twee onderling loodrechte golven: elektrisch (E) en magnetisch (H).
Het feit dat het elektrische veld wordt opgewekt door een magnetisch wisselveld, en het magnetische veld door een elektrisch wisselveld, leidt ertoe dat elektrische en magnetische wisselvelden niet afzonderlijk van elkaar bestaan. Het elektromagnetische veld van stationaire of uniform bewegende geladen deeltjes houdt rechtstreeks verband met de deeltjes zelf. Met de versnelde beweging van deze geladen deeltjes ‘breekt’ het elektromagnetische veld zich ervan af en bestaat het zelfstandig in de vorm van elektromagnetische golven, zonder te verdwijnen wanneer de bron wordt verwijderd.
Bronnen van elektromagnetische velden
Natuurlijke (natuurlijke) bronnen van elektromagnetische velden
Natuurlijke (natuurlijke) bronnen van EMV zijn onderverdeeld in de volgende groepen:
Het magnetische veld van de aarde. De omvang van het geomagnetische veld van de aarde varieert van land tot land aardoppervlak van 35 µT op de evenaar tot 65 µT nabij de polen.
Elektrisch veld Aarde normaal gericht naar het aardoppervlak, dat negatief geladen is ten opzichte van de bovenste lagen van de atmosfeer. Spanning elektrisch veld op het aardoppervlak is 120...130 V/m en neemt ongeveer exponentieel af met de hoogte. Jaarlijkse veranderingen in EF zijn overal op aarde vergelijkbaar: de maximale intensiteit is 150...250 V/m in januari-februari en minimaal 100...120 V/m in juni-juli.
Atmosferische elektriciteit- Dit zijn elektrische verschijnselen in de atmosfeer van de aarde. Er zijn altijd positieve en negatieve elektrische ladingen in de lucht (link) - ionen die ontstaan onder invloed van radioactieve stoffen, kosmische stralen en ultraviolette straling van de zon. Aarde negatief geladen; Er is een groot potentiaalverschil tussen de atmosfeer en de atmosfeer. Tijdens onweersbuien neemt de elektrostatische veldsterkte sterk toe. Het frequentiebereik van atmosferische ontladingen ligt tussen 100 Hz en 30 MHz.
Buitenaardse bronnen omvatten straling buiten de atmosfeer van de aarde.
Biologische elektromagnetische achtergrond. Biologische objecten zenden, net als andere fysieke lichamen, bij temperaturen boven het absolute nulpunt EMF uit in het bereik van 10 kHz - 100 GHz. Dit wordt verklaard door de chaotische beweging van ladingen - ionen, in het menselijk lichaam. De vermogensdichtheid van dergelijke straling bij mensen bedraagt 10 mW/cm2, wat voor een volwassene een totaal vermogen van 100 W oplevert. Het menselijk lichaam zendt ook EMF uit op 300 GHz met een vermogensdichtheid van ongeveer 0,003 W/m2.
Antropogene bronnen van elektromagnetische velden
Antropogene bronnen zijn onderverdeeld in 2 groepen:
Bronnen van laagfrequente straling (0 - 3 kHz)
Deze groep omvat alle systemen voor de productie, transmissie en distributie van elektriciteit (hoogspanningslijnen, transformatorstations, elektriciteitscentrales, diverse kabelsystemen), elektrische en elektronische apparatuur voor thuis en op kantoor, inclusief pc-monitoren, elektrische voertuigen, spoorwegvervoer en de bijbehorende infrastructuur, evenals metro-, trolleybus- en tramvervoer.
Tegenwoordig wordt het elektromagnetische veld in 18-32% van de stedelijke gebieden al gevormd als gevolg van autoverkeer. Elektromagnetische golven, ontstaan tijdens het verkeer, verstoren de televisie- en radio-ontvangst en kunnen bovendien schadelijke gevolgen hebben voor het menselijk lichaam.
Bronnen van hoogfrequente straling (van 3 kHz tot 300 GHz)
Deze groep omvat functionele zenders - bronnen van elektromagnetische velden met als doel het verzenden of ontvangen van informatie. Dit zijn commerciële zenders (radio, televisie), radiotelefoons (auto, radiotelefoons, CB-radio, amateurradiozenders, industriële radiotelefoons), gerichte radiocommunicatie (satellietradiocommunicatie, grondrelaisstations), navigatie ( lucht dienst, scheepvaart, radiopunt), locators (luchtverkeer, scheepvaart, transportlocators, luchttransportcontrole). Hieronder vallen ook diverse technologische apparatuur, met behulp van microgolfstraling, wisselende (50 Hz - 1 MHz) en gepulseerde velden, huishoudelijke apparatuur (magnetrons), middelen voor het visueel weergeven van informatie op kathodestraalbuizen (pc-monitors, tv's, enz.). Voor wetenschappelijk onderzoek In de geneeskunde worden ultrahoogfrequente stromen gebruikt. De elektromagnetische velden die ontstaan bij het gebruik van dergelijke stromen vormen een zeker beroepsrisico, dus het is noodzakelijk om maatregelen te nemen ter bescherming tegen de effecten ervan op het lichaam.
De belangrijkste technogene bronnen zijn:
Een bijzonderheid van blootstelling in stedelijke omstandigheden is de impact op de bevolking van zowel de totale elektromagnetische achtergrond (integrale parameter) als sterke EMV uit individuele bronnen (differentiële parameter).
Elektromagnetisch veld, een bijzondere vorm van materie. Via een elektromagnetisch veld vindt interactie plaats tussen geladen deeltjes.
Het gedrag van het elektromagnetische veld wordt bestudeerd door de klassieke elektrodynamica. Het elektromagnetische veld wordt beschreven door de vergelijkingen van Maxwell, die de grootheden die het veld karakteriseren in verband brengen met zijn bronnen, dat wil zeggen met ladingen en stromen die in de ruimte zijn verdeeld. Het elektromagnetische veld van stationaire of uniform bewegende geladen deeltjes is onlosmakelijk met deze deeltjes verbonden; Met de versnelde beweging van deeltjes ‘breekt’ het elektromagnetische veld zich ervan af en bestaat het onafhankelijk in de vorm van elektromagnetische golven.
Uit de vergelijkingen van Maxwell volgt dat een elektrisch wisselveld een magnetisch veld genereert, en een magnetisch wisselveld een elektrisch veld. Daarom kan er een elektromagnetisch veld bestaan in afwezigheid van ladingen. Het opwekken van een elektromagnetisch veld door een magnetisch wisselveld en een magnetisch veld door een elektrisch wisselveld leidt ertoe dat elektrische en magnetische velden niet afzonderlijk en onafhankelijk van elkaar bestaan. Daarom is het elektromagnetische veld een soort materie, op alle punten bepaald door twee vectorgrootheden die de twee componenten ervan karakteriseren – ‘elektrisch veld’ en ‘magnetisch veld’, en die een kracht impact op geladen deeltjes, afhankelijk van hun snelheid en de grootte van hun lading.
Een elektromagnetisch veld in een vacuüm, dat wil zeggen in een vrije toestand, niet geassocieerd met materiedeeltjes, bestaat in de vorm van elektromagnetische golven en plant zich voort in de leegte bij afwezigheid van zeer sterke zwaartekrachtvelden met een snelheid gelijk aan de snelheid van licht C= 2,998. 10 8 m/s. Een dergelijk veld wordt gekenmerkt door de elektrische veldsterkte E en magnetische veldinductie IN. Elektrische inductiewaarden worden ook gebruikt om het elektromagnetische veld in een medium te beschrijven D en magnetische veldsterkte N. In materie, maar ook in de aanwezigheid van zeer sterke zwaartekrachtvelden, dat wil zeggen in de buurt van zeer grote materiemassa's, is de voortplantingssnelheid van het elektromagnetische veld minder dan C.
De componenten van de vectoren die het elektromagnetische veld kenmerken, vormen volgens de relativiteitstheorie één fysieke hoeveelheid- elektromagnetische veldtensor, waarvan de componenten worden getransformeerd tijdens de overgang van het ene traagheidsreferentiesysteem naar het andere in overeenstemming met Lorentz-transformaties.
Een elektromagnetisch veld heeft energie en momentum. Het bestaan van een elektromagnetische veldpuls werd voor het eerst experimenteel ontdekt in de experimenten van P. N. Lebedev over het meten van de druk van licht in 1899. Een elektromagnetisch veld heeft altijd energie. Elektromagnetische veldenergiedichtheid = 1/2(ED+BH).
Een elektromagnetisch veld plant zich voort in de ruimte. De energiefluxdichtheid van het elektromagnetische veld wordt bepaald door de Poynting-vector S=, meeteenheid W/m2. De richting van de Poynting-vector is loodrecht E En H en valt samen met de voortplantingsrichting van elektromagnetische energie. De waarde ervan is gelijk aan de energie die wordt overgedragen door een oppervlakte-eenheid loodrecht op S per tijdseenheid. Veldmomentumdichtheid in vacuüm K = S/s2 = /s2.
Bij hoge frequenties van het elektromagnetische veld worden de kwantumeigenschappen ervan significant en kan het elektromagnetische veld worden beschouwd als een stroom veldkwantafotonen. In dit geval wordt het elektromagnetische veld beschreven
Wetenschappelijke en technologische vooruitgang gaat gepaard met een scherpe toename van de kracht van de door de mens gecreëerde elektromagnetische velden (EMF), die in sommige gevallen honderden en duizenden keren hoger zijn dan het niveau van natuurlijke velden.
Het spectrum van elektromagnetische trillingen omvat golven van lengte van 1000 km tot 0,001 µm en op frequentie F van 3×10 2 tot 3×10 20 Hz. Het elektromagnetische veld wordt gekenmerkt door een reeks vectoren van elektrische en magnetische componenten. Verschillende bereiken van elektromagnetische golven hebben een gemeenschappelijke fysieke aard, maar verschillen in energie, aard van voortplanting, absorptie, reflectie en effect op het milieu en de mens. Hoe korter de golflengte, hoe meer energie het kwantum vervoert.
De belangrijkste kenmerken van EMF zijn:
Elektrische veldsterkte E, V/m.
Magnetische veldsterkte N, Ben.
Energiefluxdichtheid gedragen door elektromagnetische golven I, W/m2.
Het verband daartussen wordt bepaald door de afhankelijkheid:
Energie-aansluiting I en frequenties F trillingen wordt gedefinieerd als:
Waar: f = s/l, a c = 3 × 10 8 m/s (voortplantingssnelheid van elektromagnetische golven), H= 6,6 × 10 34 W/cm 2 (constante van Planck).
In de ruimte. Er zijn 3 zones rondom de EMF-bron (Fig. 9):
A) Nabij zone(inductie), waarbij er geen golfvoortplanting en geen energieoverdracht plaatsvindt, en daarom worden de elektrische en magnetische componenten van EMF onafhankelijk van elkaar beschouwd. Zone R-grens< l/2p.
B) Tussenzone(diffractie), waarbij golven elkaar overlappen en maxima en vormen staande golven. Zonegrenzen l/2p< R < 2pl. Основная характеристика зоны суммарная плотность потоков энергии волн.
V) Stralingszone(golf) met de grens R > 2pl. Er is sprake van golfvoortplanting, daarom is het kenmerk van de stralingszone de energiefluxdichtheid, d.w.z. hoeveelheid invallende energie per oppervlakte-eenheid I(W/m2).
 |
Rijst. 1.9. Zones met elektromagnetisch veld
Het elektromagnetische veld verzwakt, terwijl het zich van de stralingsbronnen verwijdert, omgekeerd evenredig met het kwadraat van de afstand tot de bron. In de inductiezone neemt de elektrische veldsterkte omgekeerd evenredig af met de afstand tot de derde macht, en neemt het magnetische veld af omgekeerd evenredig met het kwadraat van de afstand.
Op basis van de aard van hun impact op het menselijk lichaam worden elektromagnetische velden onderverdeeld in 5 bereiken:
Elektromagnetische velden met vermogensfrequentie (PFEMF): F < 10 000 Гц.
Elektromagnetische straling in het radiofrequentiebereik (RF EMR) F 10.000 Hz.
Elektromagnetische velden van het radiofrequentiegedeelte van het spectrum zijn verdeeld in vier subbereiken:
1) F van 10.000 Hz tot 3.000.000 Hz (3 MHz);
2) F van 3 tot 30 MHz;
3) F van 30 tot 300 MHz;
4) F van 300 MHz tot 300.000 MHz (300 GHz).
Bronnen van elektromagnetische velden met industriële frequentie zijn hoogspanningsleidingen en open schakelapparatuur, allemaal Elektriciteit van het net en apparaten aangedreven wisselstroom 50 Hz. Het gevaar van blootstelling aan lijnen neemt toe met toenemende spanning als gevolg van een toename van de lading die zich op de fase concentreert. De elektrische veldsterkte in gebieden waar hoogspanningsleidingen passeren, kan enkele duizenden volts per meter bereiken. Golven in dit bereik worden sterk door de bodem geabsorbeerd en op een afstand van 50-100 m van de lijn daalt de spanning tot enkele tientallen volts per meter. Bij systematische blootstelling aan EP worden functionele stoornissen in de activiteit van het zenuwstelsel en het cardiovasculaire systeem waargenomen. Met toenemende veldsterkte in het lichaam treden aanhoudende functionele veranderingen op in het centrale zenuwstelsel. Naast het biologische effect van het elektrische veld kunnen er ontladingen optreden tussen een persoon en een metalen voorwerp als gevolg van het lichaamspotentieel, dat enkele kilovolt bereikt als de persoon geïsoleerd is van de aarde.
Toegestane niveaus van elektrische veldsterkte op werkplekken zijn vastgelegd in GOST 12.1.002-84 "Elektrische velden met industriële frequentie". Het maximaal toegestane niveau van EMF IF-spanning is vastgesteld op 25 kV/m. De toegestane tijd doorgebracht in een dergelijk veld is 10 minuten. Het verblijf in een EMF IF met een spanning van meer dan 25 kV/m zonder beschermingsmiddelen is niet toegestaan, en het verblijf in een EMF IF met een spanning tot 5 kV/m is toegestaan gedurende de gehele werkdag. Om de toegestane verblijfsduur op de spoedeisende hulp te berekenen bij spanningen boven de 5 tot en met 20 kV/m wordt de formule gebruikt T = (50/E) - 2, waarbij: T- toegestane verblijfsduur in het EMF IF, (uur); E- intensiteit van de elektrische component van de EMF IF (kV/m).
Sanitaire normen SN 2.2.4.723-98 regelen de maximaal toegestane limieten van de magnetische component van de EMF IF op de werkplek. Magnetische componentsterkte N mag tijdens een verblijf van 8 uur in de omstandigheden van dit veld de 80 A/m niet overschrijden.
De intensiteit van de elektrische component van de EMF IF in woongebouwen en appartementen wordt geregeld door SanPiN 2971-84 “Sanitaire normen en regels voor de bescherming van de bevolking tegen de effecten van het elektrische veld gecreëerd door door luchtlijnen krachtoverbrenging van wisselstroom van industriële frequentie". Volgens dit document is de waarde E mag niet hoger zijn dan 0,5 kV/m in woongebouwen en 1 kV/m in stedelijke gebieden. De MPL-normen voor de magnetische component van EMF IF voor residentiële en stedelijke omgevingen zijn momenteel niet ontwikkeld.
RF EMR wordt gebruikt voor warmtebehandeling, het smelten van metalen, radiocommunicatie en medicijnen. Bronnen van EMF in productie lokalen zijn buisgeneratoren, in radio-installaties - antennesystemen, in magnetrons - energielekken wanneer het scherm van de werkkamer beschadigd is.
EMF-blootstelling aan RF aan het lichaam veroorzaakt polarisatie van atomen en moleculen van weefsels, oriëntatie van polaire moleculen, het verschijnen van ionenstromen in weefsels en verwarming van weefsels als gevolg van de absorptie van EMF-energie. Dit verstoort de structuur van elektrische potentiëlen, de vloeistofcirculatie in de cellen van het lichaam, de biochemische activiteit van moleculen en de samenstelling van het bloed.
Het biologische effect van RF EMR hangt af van de parameters: golflengte, intensiteit en wijze van straling (gepulseerd, continu, intermitterend), het gebied van het bestraalde oppervlak en de duur van de bestraling. Elektromagnetische energie wordt gedeeltelijk door weefsels geabsorbeerd en omgezet in warmte, er vindt lokale verwarming van weefsels en cellen plaats. RF-EMR heeft een nadelig effect op het centrale zenuwstelsel en veroorzaakt verstoringen in de neuro-endocriene regulatie, veranderingen in het bloed, vertroebeling van de ooglens (uitsluitend 4 subbanden), stofwisselingsstoornissen.
Hygiënische standaardisatie van RF EMR wordt uitgevoerd in overeenstemming met GOST 12.1.006-84 “Elektromagnetische velden van radiofrequenties. Toegestane niveaus op werkplekken en vereisten voor monitoring." EMF-niveaus op werkplekken worden gecontroleerd door het meten van de intensiteit van de elektrische en magnetische componenten in het frequentiebereik 60 kHz-300 MHz, en in het frequentiebereik 300 MHz-300 GHz de energiefluxdichtheid (PED) van EMF, rekening houdend met de tijd doorgebracht in de bestralingszone.
Voor EMF-radiofrequenties van 10 kHz tot 300 MHz wordt de sterkte van de elektrische en magnetische componenten van het veld geregeld afhankelijk van het frequentiebereik: hoe hoger de frequenties, hoe lager de toegestane waarde van de sterkte. De elektrische component van EMF voor frequenties van 10 kHz - 3 MHz is bijvoorbeeld 50 V/m, en voor frequenties van 50 MHz - 300 MHz slechts 5 V/m. In het frequentiebereik 300 MHz - 300 GHz worden de stralingsenergiefluxdichtheid en de energiebelasting die deze creëert gereguleerd, d.w.z. energiestroom die tijdens de actie door een eenheid bestraald oppervlak gaat. De maximale waarde van de energiefluxdichtheid mag niet hoger zijn dan 1000 μW/cm2. De tijd die u in een dergelijk veld doorbrengt, mag niet langer zijn dan 20 minuten. Verblijf in het veld bij een PES gelijk aan 25 μW/cm 2 is toegestaan gedurende 8 uur Werk tijd.
In stedelijke en huishoudelijke omgevingen wordt de RF EMR-regeling uitgevoerd in overeenstemming met SN 2.2.4/2.1.8-055-96 “Elektromagnetische straling in het radiofrequentiebereik”. In woongebouwen mag de RF EMR PES niet hoger zijn dan 10 μW/cm 2 .
In de machinebouw wordt veel gebruik gemaakt van magnetische puls- en elektrohydraulische verwerking van metalen met een laagfrequente pulsstroom van 5-10 kHz (snijden en krimpen van buisvormige plano's, stampen, gaten snijden, gietstukken reinigen). Bronnen puls magnetisch De velden op de werkplek zijn open werkende inductoren, elektroden en stroomvoerende rails. Een gepulseerd magnetisch veld beïnvloedt het metabolisme in hersenweefsel en endocriene regulerende systemen.
Elektrostatisch veld(ESP) is een veld van stationaire elektrische ladingen die met elkaar interageren. ESP wordt gekenmerkt door spanning E, dat wil zeggen de verhouding tussen de kracht die in het veld op een puntlading inwerkt en de grootte van deze lading. De ESP-intensiteit wordt gemeten in V/m. ESP's ontstaan in energiecentrales en in elektrische processen. ESP wordt bij toepassing gebruikt bij het reinigen van elektrische gassen verf coatings. ESP biedt Negatieve invloed op het centrale zenuwstelsel; degenen die in de ESP-zone werken, ervaren hoofdpijn, slaapstoornissen, enz. In ESP-bronnen vormen luchtionen, naast biologische effecten, een zeker gevaar. De bron van luchtionen is de corona die onder spanning op de draden verschijnt E>50 kV/m.
Aanvaardbare spanningsniveaus ESP's zijn vastgesteld door GOST 12.1.045-84 “Elektrostatische velden. Toegestane niveaus op werkplekken en vereisten voor monitoring.” Het toegestane niveau van ESP-spanning wordt vastgesteld afhankelijk van de tijd die op de werkplek wordt doorgebracht. Het ESP-spanningsniveau wordt gedurende 1 uur ingesteld op 60 kV/m. Wanneer de ESP-spanning lager is dan 20 kV/m, wordt de tijd doorgebracht in de ESP niet geregeld.
Belangrijkste kenmerken laserstraling zijn: golflengte l, (μm), stralingsintensiteit, bepaald door de energie of het vermogen van de uitgangsbundel en uitgedrukt in joule (J) of watt (W): pulsduur (sec), pulsherhalingsfrequentie (Hz) . De belangrijkste criteria voor het gevaar van een laser zijn het vermogen, de golflengte, de pulsduur en de blootstelling aan straling.
Afhankelijk van de mate van gevaar worden lasers onderverdeeld in 4 klassen: 1 - uitgangsstraling is niet gevaarlijk voor de ogen, 2 - directe en spiegelend gereflecteerde straling is gevaarlijk voor de ogen, 3 - diffuus gereflecteerde straling is gevaarlijk voor de ogen, 4 - diffuus gereflecteerde straling is gevaarlijk voor de huid.
De laserklasse afhankelijk van de mate van gevaar van de gegenereerde straling wordt bepaald door de fabrikant. Bij het werken met lasers wordt personeel blootgesteld aan schadelijke en gevaarlijke productiefactoren.
De groep fysieke schadelijke en gevaarlijke factoren tijdens lasergebruik omvat:
Laserstraling (direct, diffuus, spiegelend of diffuus gereflecteerd),
Verhoogde laservoedingsspanning,
Stoffigheid van de lucht in het werkgebied als gevolg van de producten van interactie van laserstraling met het doel, verhoogd niveau ultraviolette en infrarode straling,
Ioniserende en elektromagnetische straling in werkgebied, verhoogde helderheid van het licht van gepulseerde pomplampen en het risico op explosie van laserpompsystemen.
Personeel dat lasers onderhoudt, wordt vanwege de aard van het productieproces blootgesteld aan chemisch gevaarlijke en schadelijke factoren, zoals ozon, stikstofoxiden en andere gassen.
Het effect van laserstraling op het lichaam hangt af van de stralingsparameters (vermogen, golflengte, pulsduur, pulsherhalingssnelheid, bestralingstijd en bestraalde oppervlakte), lokalisatie van het effect en kenmerken van het bestraalde object. Laserstraling veroorzaakt organische veranderingen in de bestraalde weefsels (primaire effecten) en specifieke veranderingen in het lichaam zelf (secundaire effecten). Bij blootstelling aan straling treedt een snelle verwarming van het bestraalde weefsel op, d.w.z. thermische verbranding. Als gevolg van snelle verwarming tot hoge temperaturen Er is een sterke toename van de druk in de bestraalde weefsels, wat leidt tot mechanische schade. De effecten van laserstraling op het lichaam kunnen functionele stoornissen en zelfs volledig verlies van het gezichtsvermogen veroorzaken. De aard van de beschadigde huid varieert van milde tot verschillende gradaties van brandwonden tot necrose. Naast weefselveranderingen veroorzaakt laserstraling functionele veranderingen in het lichaam.
Maximaal toelaatbare blootstellingsniveaus worden geregeld door “Sanitaire normen en regels voor het ontwerp en de werking van lasers” 2392-81. De maximaal toegestane bestralingsniveaus worden gedifferentieerd, rekening houdend met de werkingsmodus van de lasers. Voor elke bedrijfsmodus, deel van het optische bereik, wordt de afstandsbedieningswaarde bepaald aan de hand van speciale tabellen. Dosimetrische monitoring van laserstraling wordt uitgevoerd in overeenstemming met GOST 12.1.031-81. Bij monitoring worden de vermogensdichtheid van continue straling, de energiedichtheid van gepulste en pulsgemoduleerde straling en andere parameters gemeten.
Ultraviolette straling - Dit is voor het oog onzichtbare elektromagnetische straling die een tussenpositie inneemt tussen licht en röntgenstraling. Het biologisch actieve deel van UV-straling is verdeeld in drie delen: A met een golflengte van 400-315 nm, B met een golflengte van 315-280 nm en C 280-200 nm. UV-stralen hebben het vermogen om een foto-elektrisch effect, luminescentie, de ontwikkeling van fotochemische reacties te veroorzaken en hebben ook een aanzienlijke biologische activiteit.
UV-straling wordt gekenmerkt bacteriedodende en erytheem eigenschappen. Erytheem stralingsvermogen - dit is een waarde die de gunstige effecten van UV-straling op de mens kenmerkt. De eenheid van erytheemstraling wordt aangenomen als Er, overeenkomend met een vermogen van 1 W voor een golflengte van 297 nm. Eenheid van erytheemverlichting (bestralingssterkte) Er per vierkante meter(Er/m2) of W/m2. Stralingsdosis Ner wordt gemeten in Er×h/m 2, d.w.z. Dit is de bestraling van een oppervlak gedurende een bepaalde tijd. De bacteriedodende kracht van de UV-stralingsflux wordt in bact gemeten. Dienovereenkomstig bedraagt de bacteriedodende bestraling bact per m 2 en de dosis bact per uur per m 2 (bq x h/m 2).
Bronnen van UV-straling bij de productie zijn elektrische bogen, autogene vlammen, kwik-kwartsbranders en andere temperatuurstralers.
Natuurlijke UV-stralen hebben een positief effect op het lichaam. Bij gebrek aan zonlicht treedt “lichthonger” op, vitamine D-tekort, verzwakte immuniteit, functionele stoornissen zenuwstelsel. Tegelijkertijd kan UV-straling uit industriële bronnen acute en chronische beroepsoogziekten veroorzaken. Acute oogbeschadiging wordt elektro-oftalmie genoemd. Erytheem van de huid van het gezicht en de oogleden wordt vaak gedetecteerd. Chronische laesies omvatten chronische conjunctivitis, lenscataract, huidlaesies (dermatitis, zwelling met blaarvorming).
Standaardisatie van UV-straling uitgevoerd in overeenstemming met “Sanitaire normen voor ultraviolette straling in industriële gebouwen” 4557-88. Bij het normaliseren wordt de stralingsintensiteit ingesteld in W/m 2. Bij een bestralingsoppervlak van 0,2 m2 gedurende maximaal 5 minuten met een pauze van 30 minuten voor een totale duur van maximaal 60 minuten is de norm voor UV-A 50 W/m2, voor UV-B 0,05 W/m2 en voor UV-C 0,01 W/m2. Bij een totale bestralingsduur van 50% van de diensttijd en een enkele bestraling van 5 min is de norm voor UV-A 10 W/m2, voor UV-B 0,01 W/m2 bij een bestralingsoppervlak van 0,1 m2, en bestraling UV-C is niet toegestaan.
Details Categorie: Elektriciteit en magnetisme Gepubliceerd 06/05/2015 20:46 Bekeken: 11962Onder bepaalde omstandigheden kunnen wisselende elektrische en magnetische velden elkaar opwekken. Ze vormen een elektromagnetisch veld, dat helemaal niet hun geheel is. Dit is één geheel waarin deze twee velden niet zonder elkaar kunnen bestaan.
Uit de geschiedenis
Het experiment van de Deense wetenschapper Hans Christian Oersted, uitgevoerd in 1821, toonde dat aan elektriciteit genereert een magnetisch veld. Een veranderend magnetisch veld kan op zijn beurt elektrische stroom genereren. Dit werd bewezen door de Engelse natuurkundige Michael Faraday, die het fenomeen in 1831 ontdekte elektromagnetische inductie. Hij is ook de auteur van de term ‘elektromagnetisch veld’.
In die tijd werd Newtons concept van actie op lange afstand geaccepteerd in de natuurkunde. Men geloofde dat alle lichamen op elkaar inwerken door de leegte met een oneindig hoge snelheid (bijna onmiddellijk) en op elke afstand. Er werd aangenomen dat elektrische ladingen op een vergelijkbare manier op elkaar inwerken. Faraday geloofde dat leegte niet bestaat in de natuur, en dat interactie met een eindige snelheid plaatsvindt via een bepaald materieel medium. Dit medium voor elektrische ladingen is elektromagnetisch veld. En het reist met een snelheid gelijk aan de snelheid van het licht.
Maxwells theorie
Door de resultaten van eerdere onderzoeken te combineren, Engelse natuurkundige James Clerk Maxwell opgericht in 1864 elektromagnetische velden theorie. Volgens deze theorie genereert een veranderend magnetisch veld een veranderend elektrisch veld, en genereert een wisselend elektrisch veld een wisselend magnetisch veld. Natuurlijk wordt eerst een van de velden gecreëerd door een bron van ladingen of stromen. Maar in de toekomst kunnen deze velden al onafhankelijk van dergelijke bronnen bestaan, waardoor ze in elkaar overlopen. Dat is, elektrische en magnetische velden zijn componenten van één enkel elektromagnetisch veld. En elke verandering in een van hen veroorzaakt de verschijning van een ander. Deze hypothese vormt de basis van de theorie van Maxwell. Het elektrische veld dat door het magnetische veld wordt gegenereerd, is een draaikolk. De krachtlijnen zijn gesloten.
Deze theorie is fenomenologisch. Dit betekent dat het is gemaakt op basis van aannames en observaties, en geen rekening houdt met de oorzaak van elektrische en magnetische velden.
Eigenschappen van het elektromagnetische veld
Een elektromagnetisch veld is een combinatie van elektrische en magnetische velden en wordt daarom op elk punt in de ruimte beschreven door twee hoofdgrootheden: de elektrische veldsterkte E en magnetische veldinductie IN .
Omdat het elektromagnetische veld het proces is waarbij een elektrisch veld wordt omgezet in een magnetisch veld en vervolgens magnetisch in elektrisch, verandert de toestand ervan voortdurend. Het plant zich voort in ruimte en tijd en vormt elektromagnetische golven. Afhankelijk van de frequentie en lengte worden deze golven onderverdeeld in radiogolven, terahertzstraling, infraroodstraling, zichtbaar licht, ultraviolette straling, röntgen- en gammastraling.
De vectoren van intensiteit en inductie van het elektromagnetische veld staan onderling loodrecht, en het vlak waarin ze liggen staat loodrecht op de voortplantingsrichting van de golf.
In de theorie van actie op lange afstand werd de voortplantingssnelheid van elektromagnetische golven als oneindig groot beschouwd. Maxwell bewees echter dat dit niet het geval was. In een stof planten elektromagnetische golven zich voort met een eindige snelheid, die afhangt van de diëlektrische en magnetische permeabiliteit van de stof. Daarom wordt de theorie van Maxwell de theorie van actie op korte afstand genoemd.
Maxwells theorie werd in 1888 experimenteel bevestigd door de Duitse natuurkundige Heinrich Rudolf Hertz. Hij bewees dat elektromagnetische golven bestaan. Bovendien mat hij de voortplantingssnelheid van elektromagnetische golven in een vacuüm, die gelijk bleek te zijn aan de lichtsnelheid.
In integrale vorm ziet deze wet er als volgt uit:
De wet van Gauss voor magnetisch veld
De flux van magnetische inductie door een gesloten oppervlak is nul.
De fysieke betekenis van deze wet is dat magnetische ladingen in de natuur niet bestaan. De polen van een magneet kunnen niet gescheiden worden. De magnetische veldlijnen zijn gesloten.
De inductiewet van Faraday
Een verandering in magnetische inductie veroorzaakt het verschijnen van een elektrisch wervelveld.
,
Theorie van de magnetische veldcirculatie
Deze stelling beschrijft de bronnen van het magnetische veld, evenals de velden zelf die daardoor worden gecreëerd.
Elektrische stroom en veranderingen in elektrische inductie genereren een magnetisch wervelveld.
,
,
E– elektrische veldsterkte;
N- Magnetische veldsterkte;
IN- magnetische inductie. Dit is een vectorgrootheid die de kracht weergeeft waarmee het magnetische veld inwerkt op een lading van grootte q die beweegt met snelheid v;
D– elektrische inductie of elektrische verplaatsing. Vertegenwoordigt vectorgrootheid, gelijk aan de som van de intensiteitsvector en de polarisatievector. Polarisatie wordt veroorzaakt door de verplaatsing van elektrische ladingen onder invloed van een extern elektrisch veld ten opzichte van hun positie wanneer zo'n veld niet aanwezig is.
Δ - exploitant Nabla. De actie van deze operator op een specifiek veld wordt de rotor van dit veld genoemd.
Δ x E = rot E
ρ - dichtheid van externe elektrische lading;
J- stroomdichtheid - een waarde die de sterkte weergeeft van de stroom die door een oppervlakte-eenheid vloeit;
Met– lichtsnelheid in vacuüm.
De studie van het elektromagnetische veld wordt een wetenschap genoemd elektrodynamica. Ze beschouwt de interactie ervan met lichamen die een elektrische lading hebben. Deze interactie wordt genoemd elektromagnetisch. Klassieke elektrodynamica beschrijft alleen de continue eigenschappen van het elektromagnetische veld met behulp van de vergelijkingen van Maxwell. De moderne kwantumelektrodynamica gelooft dat het elektromagnetische veld ook discrete (discontinue) eigenschappen heeft. En een dergelijke elektromagnetische interactie vindt plaats met behulp van ondeelbare deeltjes-quanta die geen massa en lading hebben. Het elektromagnetische veldkwantum wordt genoemd foton .
Elektromagnetisch veld om ons heen
Rond elke geleider die wisselstroom voert, wordt een elektromagnetisch veld gevormd. Bronnen van elektromagnetische velden zijn elektriciteitsleidingen, elektromotoren, transformatoren, stedelijk elektrisch vervoer, spoorwegvervoer, elektrische en elektronische huishoudelijke apparaten - televisies, computers, koelkasten, strijkijzers, stofzuigers, radiotelefoons, mobiele telefoons, elektrische scheerapparaten - kortom alles wat daarmee verband houdt voor het verbruik of de transmissie van elektriciteit. Krachtige bronnen van elektromagnetische velden zijn televisiezenders, antennes van mobiele telefoonstations, radarstations, magnetrons, enz. En aangezien er nogal wat van dergelijke apparaten om ons heen zijn, omringen elektromagnetische velden ons overal. Deze velden zijn van invloed omgeving en mens. Dit wil niet zeggen dat deze invloed altijd negatief is. Elektrische en magnetische velden bestaan al heel lang rond mensen, maar de kracht van hun straling was enkele decennia geleden honderden malen lager dan nu.
Tot een bepaald niveau kan elektromagnetische straling veilig zijn voor de mens. Dus in de geneeskunde, met de hulp electromagnetische straling lage intensiteit geneest weefsel, elimineert ontstekingsprocessen en heeft een analgetisch effect. UHF-apparaten verlichten spasmen van de gladde spieren van de darmen en maag, verbeteren metabolische processen in de lichaamscellen, verminderen de capillaire tonus en verlagen de bloeddruk.
Maar sterke elektromagnetische velden veroorzaken verstoringen in het functioneren van het menselijke cardiovasculaire, immuun-, endocriene en zenuwstelsel, en kunnen slapeloosheid, hoofdpijn en stress veroorzaken. Het gevaar is dat de impact ervan voor de mens vrijwel onzichtbaar is en dat verstoringen geleidelijk ontstaan.
Hoe kunnen we onszelf beschermen tegen de elektromagnetische straling om ons heen? Het is onmogelijk om dit volledig te doen, dus je moet proberen de impact ervan te minimaliseren. Allereerst moet je plaatsen Huishoudelijke apparaten zodat ze zich ver van de plaatsen bevinden waar we het vaakst zijn. Ga bijvoorbeeld niet te dicht bij de tv zitten. Hoe groter de afstand tot de bron van het elektromagnetische veld, hoe zwakker het wordt. Heel vaak laten we het apparaat aangesloten. Maar het elektromagnetische veld verdwijnt pas als het apparaat wordt losgekoppeld van het elektriciteitsnet.
Natuurlijke elektromagnetische velden hebben ook invloed op de menselijke gezondheid - kosmische straling, het magnetische veld van de aarde.
Wat is een elektromagnetisch veld, hoe het de menselijke gezondheid beïnvloedt en waarom het gemeten moet worden - u leert van dit artikel. Om u verder kennis te laten maken met het assortiment van onze winkel, vertellen wij u er graag meer over handige apparaten— indicatoren van elektromagnetische veldsterkte (EMF). Ze kunnen zowel in bedrijven als thuis worden gebruikt.
Wat is een elektromagnetisch veld?
De moderne wereld is ondenkbaar zonder huishoudelijke apparaten, mobieltjes, elektriciteit, trams en trolleybussen, televisies en computers. We zijn eraan gewend en denken helemaal niet na over het feit dat elk elektrisch apparaat een elektromagnetisch veld om zich heen creëert. Het is onzichtbaar, maar beïnvloedt alle levende organismen, inclusief de mens.
Een elektromagnetisch veld is een bijzondere vorm van materie die ontstaat wanneer bewegende deeltjes interageren met elektrische ladingen. De elektrische en magnetische velden zijn met elkaar verbonden en kunnen elkaar opwekken. Daarom worden ze in de regel samen als één elektromagnetisch veld genoemd.
De belangrijkste bronnen van elektromagnetische velden zijn onder meer:
- stroomkabels;
— transformatorstations;
— elektrische bedrading, telecommunicatie-, televisie- en internetkabels;
- torens mobiele communicatie, radio- en televisietorens, versterkers, antennes voor mobiele en satelliettelefoons, Wi-Fi-routers;
— computers, televisies, beeldschermen;
— huishoudelijke elektrische apparaten;
— inductie- en magnetronovens;
— elektrisch vervoer;
— radars.
De invloed van elektromagnetische velden op de menselijke gezondheid
Elektromagnetische velden beïnvloeden alle biologische organismen - planten, insecten, dieren, mensen. Wetenschappers die de effecten van elektromagnetische velden op mensen bestuderen, zijn tot de conclusie gekomen dat langdurige en regelmatige blootstelling aan elektromagnetische velden kan leiden tot:
- verhoogde vermoeidheid, slaapstoornissen, hoofdpijn, verlaagde bloeddruk, verlaagde hartslag;
- stoornissen in het immuunsysteem, het zenuwstelsel, het endocriene, reproductieve, hormonale en cardiovasculaire systeem;
— ontwikkeling van oncologische ziekten;
— ontwikkeling van ziekten van het centrale zenuwstelsel;
- allergische reacties.
EMF-bescherming
Er zijn hygiënische normen die de maximaal toelaatbare niveaus van elektromagnetische veldsterkte vaststellen, afhankelijk van de tijd die in de ruimte wordt doorgebracht gevarenzone- voor woongebouwen, werkplekken, plaatsen in de buurt van sterke veldbronnen. Als het niet mogelijk is om de straling structureel te verminderen, bijvoorbeeld van een elektromagnetische transmissielijn (EMT) of mobiele toren Vervolgens worden service-instructies, beschermende uitrusting voor werkend personeel en sanitaire quarantainezones met beperkte toegang ontwikkeld.
Verschillende instructies regelen de tijd dat iemand zich in de gevarenzone bevindt. Afschermingsnetten, films, beglazing en pakken gemaakt van gemetalliseerd weefsel op basis van polymeervezels kunnen de intensiteit van elektromagnetische straling duizenden keren verminderen. Op verzoek van GOST zijn EMF-stralingszones omheind en voorzien van waarschuwingsborden “Niet binnenkomen, gevaarlijk!” en een waarschuwingsbord voor elektromagnetische velden.
Speciale diensten gebruiken instrumenten om voortdurend het niveau van de EMF-intensiteit op werkplekken en woongebouwen te monitoren. U kunt zelf voor uw gezondheid zorgen door een draagbaar apparaat “Impulse” of een set “Impulse” + nitraattester “SOEKS” aan te schaffen.
Waarom hebben we huishoudelijke apparaten voor het meten van de elektromagnetische veldsterkte nodig?
Het elektromagnetische veld heeft een negatieve invloed op de menselijke gezondheid, dus het is handig om te weten welke plaatsen u bezoekt (thuis, op kantoor, op straat). persoonlijk plot in een garage) kan gevaarlijk zijn. Je moet begrijpen dat een verhoogde elektromagnetische achtergrond niet alleen door jou kan worden gecreëerd elektrische toestellen, telefoons, televisies en computers, maar ook defecte bedrading, elektrische apparaten van de buren en industriële faciliteiten in de buurt.
Deskundigen hebben ontdekt dat kortstondige blootstelling aan elektromagnetische velden van een persoon vrijwel onschadelijk is, maar langdurig verblijf in een gebied met een hoge elektromagnetische achtergrond gevaarlijk is. Dit zijn de zones die kunnen worden gedetecteerd met behulp van apparaten van het type “Impuls”. Zo kun je zien waar je de meeste tijd doorbrengt; een kinderkamer en je eigen slaapkamer; studie. Het apparaat bevat waarden die zijn vastgelegd in regelgevingsdocumenten, zodat u onmiddellijk de mate van gevaar voor u en uw dierbaren kunt beoordelen. Het is mogelijk dat u na het onderzoek besluit de computer uit het bed te verplaatsen, de mobiele telefoon met een versterkte antenne weg te doen, de oude magnetron te vervangen door een nieuwe, de isolatie van de koelkastdeur te vervangen door de Nee Vorstmodus.
