Σπίτι › Κινητήρας › Σχολική Εγκυκλοπαίδεια. Ηλεκτρομαγνητικό πεδίο

Σχολική Εγκυκλοπαίδεια. Ηλεκτρομαγνητικό πεδίο

Shmelev V.E., Sbitnev S.A.

«ΘΕΜΑΤΙΚΑ ΘΕΜΕΛΙΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ»

"ΘΕΩΡΙΑ ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΟΥ ΠΕΔΙΟΥ"

Κεφάλαιο 1. Βασικές έννοιες της θεωρίας ηλεκτρομαγνητικών πεδίων

§ 1.1. Προσδιορισμός του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου και των φυσικών του μεγεθών.
Μαθηματική συσκευή της θεωρίας ηλεκτρομαγνητικού πεδίου

ηλεκτρομαγνητικό πεδίο(EMF) είναι ένας τύπος ύλης που έχει επίδραση δύναμης στα φορτισμένα σωματίδια και καθορίζεται σε όλα τα σημεία από δύο ζεύγη διανυσματικών μεγεθών που χαρακτηρίζουν τις δύο πλευρές της - ηλεκτρικά και μαγνητικά πεδία.

Ηλεκτρικό πεδίο- αυτό είναι ένα στοιχείο του EMF, το οποίο χαρακτηρίζεται από την πρόσκρουση σε ένα ηλεκτρικά φορτισμένο σωματίδιο με δύναμη ανάλογη με το φορτίο του σωματιδίου και ανεξάρτητη από την ταχύτητά του.

Ένα μαγνητικό πεδίο- αυτό είναι ένα στοιχείο του EMF, το οποίο χαρακτηρίζεται από την πρόσκρουση σε ένα κινούμενο σωματίδιο με δύναμη ανάλογη με το φορτίο του σωματιδίου και την ταχύτητά του.

Οι βασικές ιδιότητες και μέθοδοι υπολογισμού του EMF που μελετήθηκαν στο μάθημα σχετικά με τις θεωρητικές βάσεις της ηλεκτρολογίας περιλαμβάνουν μια ποιοτική και ποσοτική μελέτη του EMF που βρίσκεται σε ηλεκτρικές, ραδιοηλεκτρονικές και βιοϊατρικές συσκευές. Για αυτό, οι εξισώσεις της ηλεκτροδυναμικής σε ολοκληρωμένες και διαφορικές μορφές είναι οι πλέον κατάλληλες.

Η μαθηματική συσκευή της θεωρίας ηλεκτρομαγνητικού πεδίου (TEMF) βασίζεται στη θεωρία βαθμωτών πεδίων, στην ανάλυση διανυσμάτων και τανυστών, καθώς και στον διαφορικό και ολοκληρωτικό λογισμό.

Ερωτήσεις ελέγχου

1. Τι είναι το ηλεκτρομαγνητικό πεδίο;

2. Τι ονομάζεται ηλεκτρικό και μαγνητικό πεδίο;

3. Ποια είναι η βάση της μαθηματικής συσκευής της θεωρίας του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου;

§ 1.2. Φυσικές ποσότητες που χαρακτηρίζουν το EMF

Διάνυσμα έντασης ηλεκτρικού πεδίουστο σημείο Qονομάζεται το διάνυσμα της δύναμης που επενεργεί σε ένα ηλεκτρικά φορτισμένο ακίνητο σωματίδιο που βρίσκεται σε ένα σημείο Qαν αυτό το σωματίδιο έχει θετικό φορτίο μονάδας.

Σύμφωνα με αυτόν τον ορισμό, η ηλεκτρική δύναμη που ενεργεί σε ένα σημειακό φορτίο qείναι ίσο με:

Οπου μι μετρημένο σε V/m.

Το μαγνητικό πεδίο χαρακτηρίζεται διάνυσμα μαγνητικής επαγωγής. Μαγνητική επαγωγή σε κάποιο σημείο παρατήρησης Qείναι ένα διανυσματικό μέγεθος, το μέτρο του οποίου είναι ίσο με τη μαγνητική δύναμη που ασκείται σε ένα φορτισμένο σωματίδιο που βρίσκεται σε ένα σημείο Q, το οποίο έχει φορτίο μονάδας και κινείται με μοναδιαία ταχύτητα και τα διανύσματα δύναμης, ταχύτητας, μαγνητικής επαγωγής και επίσης το φορτίο του σωματιδίου ικανοποιούν την προϋπόθεση

Η μαγνητική δύναμη που επενεργεί σε έναν καμπυλόγραμμο αγωγό με ρεύμα μπορεί να προσδιοριστεί από τον τύπο

Σε ευθύγραμμο αγωγό, εάν βρίσκεται σε ομοιόμορφο πεδίο, ενεργεί η ακόλουθη μαγνητική δύναμη

Σε όλες τις τελευταίες φόρμουλες σι - μαγνητική επαγωγή, η οποία μετράται σε tesla (Tl).

1 T είναι μια τέτοια μαγνητική επαγωγή στην οποία μια μαγνητική δύναμη ίση με 1Ν δρα σε έναν ευθύ αγωγό με ρεύμα 1Α εάν οι γραμμές μαγνητικής επαγωγής κατευθύνονται κάθετα στον αγωγό με ρεύμα και εάν το μήκος του αγωγού είναι 1 m.

Εκτός από την ένταση του ηλεκτρικού πεδίου και τη μαγνητική επαγωγή, οι ακόλουθες διανυσματικές ποσότητες λαμβάνονται υπόψη στη θεωρία του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου:

1) ηλεκτρική επαγωγή ρε (ηλεκτρική μετατόπιση), η οποία μετράται σε C / m 2,

Τα διανύσματα EMF είναι συναρτήσεις του χώρου και του χρόνου:

Οπου Q- σημείο παρατήρησης, t- στιγμή του χρόνου.

Αν το σημείο παρατήρησης Qείναι στο κενό, τότε ισχύουν οι ακόλουθες σχέσεις μεταξύ των αντίστοιχων ζευγών διανυσματικών μεγεθών

όπου είναι η απόλυτη διαπερατότητα του κενού (βασική ηλεκτρική σταθερά), = 8,85419 * 10 -12;

Απόλυτη μαγνητική διαπερατότητα του κενού (βασική μαγνητική σταθερά). \u003d 4π * 10 -7.

Ερωτήσεις ελέγχου

1. Ποια είναι η ένταση του ηλεκτρικού πεδίου;

2. Τι ονομάζεται μαγνητική επαγωγή;

3. Ποια είναι η μαγνητική δύναμη που ασκείται σε ένα κινούμενο φορτισμένο σωματίδιο;

4. Ποια είναι η μαγνητική δύναμη που ασκείται σε έναν αγωγό με ρεύμα;

5. Ποια διανυσματικά μεγέθη χαρακτηρίζουν το ηλεκτρικό πεδίο;

6. Ποια διανυσματικά μεγέθη χαρακτηρίζουν το μαγνητικό πεδίο;

§ 1.3. Πηγές ηλεκτρομαγνητικού πεδίου

Οι πηγές του EMF είναι ηλεκτρικά φορτία, ηλεκτρικά δίπολα, κινούμενα ηλεκτρικά φορτία, ηλεκτρικά ρεύματα, μαγνητικά δίπολα.

Οι έννοιες ηλεκτρικό φορτίο και ηλεκτρικό ρεύμα δίνονται στο μάθημα της φυσικής. Τα ηλεκτρικά ρεύματα είναι τριών τύπων:

1. Ρεύματα αγωγιμότητας.

2. Ρεύματα μετατόπισης.

3. Μεταφέρετε ρεύματα.

Ρεύμα αγωγιμότητας- η ταχύτητα διέλευσης των κινητών φορτίων ενός ηλεκτρικά αγώγιμου σώματος μέσω μιας ορισμένης επιφάνειας.

Ρεύμα μεροληψίας- ο ρυθμός μεταβολής της διανυσματικής ροής ηλεκτρικής μετατόπισης μέσω μιας ορισμένης επιφάνειας.

Μεταφορά ρεύματοςχαρακτηρίζεται από την ακόλουθη έκφραση

Οπου v - την ταχύτητα μεταφοράς των σωμάτων μέσω της επιφάνειας μικρό; n - διάνυσμα της μονάδας κάθετο στην επιφάνεια. - γραμμική πυκνότητα φορτίου των σωμάτων που πετούν μέσω της επιφάνειας προς την κατεύθυνση της κανονικής. ρ είναι η πυκνότητα όγκου του ηλεκτρικού φορτίου. Π v - μεταφορά πυκνότητας ρεύματος.

ηλεκτρικό δίπολοονομάζεται ζεύγος σημειακών φορτίων + qΚαι - qπου βρίσκεται σε απόσταση μεγάλοτο ένα από το άλλο (Εικ. 1).

Ένα σημειακό ηλεκτρικό δίπολο χαρακτηρίζεται από το διάνυσμα ροπής ηλεκτρικής διπολικής:

μαγνητικό δίπολοονομάζεται επίπεδο κύκλωμα με ηλεκτρικό ρεύμα ΕΓΩ.Το μαγνητικό δίπολο χαρακτηρίζεται από το διάνυσμα μαγνητικής διπολικής ροπής

Οπου μικρό είναι το διάνυσμα περιοχής της επίπεδης επιφάνειας που τεντώνεται πάνω από το κύκλωμα με ρεύμα. Διάνυσμα μικρό κατευθύνεται κάθετα σε αυτή την επίπεδη επιφάνεια, επιπλέον, εάν το δούμε από το τέλος του διανύσματος μικρό , τότε η κίνηση κατά μήκος του περιγράμματος προς την κατεύθυνση που συμπίπτει με την κατεύθυνση του ρεύματος θα συμβεί αριστερόστροφα. Αυτό σημαίνει ότι η κατεύθυνση του διανύσματος μαγνητικής ροπής του διπόλου σχετίζεται με την κατεύθυνση του ρεύματος σύμφωνα με τον κανόνα της δεξιάς βίδας.

Τα άτομα και τα μόρια της ύλης είναι ηλεκτρικά και μαγνητικά δίπολα, επομένως κάθε σημείο του πραγματικού τύπου στο EMF μπορεί να χαρακτηριστεί από τη μαζική πυκνότητα της ηλεκτρικής και της μαγνητικής διπολικής ροπής:

Π - ηλεκτρική πόλωση της ουσίας:

Μ - η μαγνήτιση της ουσίας:

Ηλεκτρική πόλωση της ύληςείναι ένα διανυσματικό μέγεθος ίσο με τη χύδην πυκνότητα της ηλεκτρικής διπολικής ροπής σε κάποιο σημείο ενός πραγματικού σώματος.

Μαγνητισμός ύληςείναι ένα διανυσματικό μέγεθος ίσο με τη χύδην πυκνότητα της μαγνητικής διπολικής ροπής σε κάποιο σημείο ενός πραγματικού σώματος.

ηλεκτρική μετατόπιση- αυτό είναι ένα διανυσματικό μέγεθος, το οποίο για οποιοδήποτε σημείο παρατήρησης, ανεξάρτητα από το αν βρίσκεται στο κενό ή σε μια ουσία, προσδιορίζεται από τη σχέση:

(για κενό ή ύλη),

(μόνο για κενό).

Ισχύς μαγνητικού πεδίου- ένα διανυσματικό μέγεθος, το οποίο για οποιοδήποτε σημείο παρατήρησης, ανεξάρτητα από το αν βρίσκεται στο κενό ή σε μια ουσία, προσδιορίζεται από τη σχέση:

όπου η ένταση του μαγνητικού πεδίου μετριέται σε A/m.

Εκτός από την πόλωση και τη μαγνήτιση, υπάρχουν και άλλες πηγές EMF που κατανέμονται σε όγκο:

- χύδην πυκνότητα ηλεκτρικού φορτίου ; ,

όπου η πυκνότητα όγκου του ηλεκτρικού φορτίου μετράται σε C/m 3 .

- διάνυσμα πυκνότητας ηλεκτρικού ρεύματος, του οποίου η κανονική συνιστώσα ισούται με

Σε μια γενικότερη περίπτωση, το ρεύμα που διαρρέει μια ανοιχτή επιφάνεια μικρό, ισούται με τη ροή του διανύσματος πυκνότητας ρεύματος μέσω αυτής της επιφάνειας:

όπου το διάνυσμα πυκνότητας ηλεκτρικού ρεύματος μετριέται σε A/m 2 .

Ερωτήσεις ελέγχου

1. Ποιες είναι οι πηγές του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου;

2. Τι είναι το ρεύμα αγωγιμότητας;

3. Τι είναι το ρεύμα προκατάληψης;

4. Τι είναι το ρεύμα μεταφοράς;

5. Τι είναι ηλεκτρικό δίπολο και ηλεκτρική διπολική ροπή;

6. Τι είναι μαγνητικό δίπολο και μαγνητική διπολική ροπή;

7. Τι ονομάζεται ηλεκτρική πόλωση και μαγνήτιση μιας ουσίας;

8. Τι ονομάζεται ηλεκτρική μετατόπιση;

9. Τι ονομάζεται ένταση του μαγνητικού πεδίου;

10. Ποια είναι η ογκομετρική πυκνότητα ηλεκτρικού φορτίου και η πυκνότητα ρεύματος;

Παράδειγμα εφαρμογής MATLAB

Εργο.

Δεδομένος: Κύκλωμα με ηλεκτρικό ρεύμα Εγώστο διάστημα είναι η περίμετρος ενός τριγώνου, οι καρτεσιανές συντεταγμένες των κορυφών του οποίου δίνονται: Χ 1 , Χ 2 , Χ 3 , y 1 , y 2 , y 3 , z 1 , z 2 , z 3 . Εδώ οι δείκτες είναι οι αριθμοί κορυφής. Οι κορυφές αριθμούνται προς την κατεύθυνση της ροής του ηλεκτρικού ρεύματος.

Απαιτείταινα συνθέσετε μια συνάρτηση MATLAB που υπολογίζει το διάνυσμα διπολικής μαγνητικής ροπής του βρόχου. Κατά τη σύνταξη του αρχείου m, μπορεί να υποτεθεί ότι οι χωρικές συντεταγμένες μετρώνται σε μέτρα και το ρεύμα μετράται σε αμπέρ. Επιτρέπεται η αυθαίρετη οργάνωση των παραμέτρων εισόδου και εξόδου.

Λύση

% m_dip_moment - υπολογισμός της μαγνητικής διπολικής ροπής ενός τριγωνικού κυκλώματος με ρεύμα στο διάστημα

%pm = m_dip_moment(tok,nodes)

% ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ ΕΙΣΟΔΟΥ

% ρεύμα - ρεύμα στο κύκλωμα.

% κόμβοι - ένας τετράγωνος πίνακας της μορφής ." , κάθε σειρά του οποίου περιέχει τις συντεταγμένες της αντίστοιχης κορυφής.

% ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΣ ΕΞΟΔΟΥ

Το % pm είναι μια μήτρα-γραμμή των καρτεσιανών συνιστωσών του διανύσματος μαγνητικής διπολικής ροπής.

συνάρτηση pm = m_dip_moment(tok,nodes);

pm=tok*)]) det()]) det()])]/2;

% Στην τελευταία πρόταση, το διάνυσμα εμβαδού του τριγώνου πολλαπλασιάζεται με το ρεύμα

>> nodes=10*rand(3)

9.5013 4.8598 4.5647

2.3114 8.913 0.18504

6.0684 7.621 8.2141

>> pm=m_dip_moment(1,κόμβοι)

13.442 20.637 -2.9692

ΣΕ αυτή η υπόθεσησυνέβη Π M = (13.442* 1 Χ + 20.637*1 y - 2.9692*1 z) A * m 2 αν το ρεύμα στο κύκλωμα είναι 1 A.

§ 1.4. Χωρικοί διαφορικοί τελεστές στη θεωρία ηλεκτρομαγνητικών πεδίων

Βαθμίδαβαθμωτό πεδίο Φ( Q) = Φ( x, y, z) ονομάζεται διανυσματικό πεδίο που ορίζεται από τον τύπο:

Οπου V 1 - περιοχή που περιέχει σημείο Q; μικρό 1 - περιοχή οριοθέτησης κλειστής επιφάνειας V 1 , Q 1 - σημείο που ανήκει στην επιφάνεια μικρό 1 ; δ - η μεγαλύτερη απόσταση από το σημείο Qσε σημεία στην επιφάνεια μικρό 1 (μέγιστο| QQ 1 |).

Απόκλισηδιανυσματικό πεδίο φά (Q)=φά (x, y, z) ονομάζεται βαθμωτό πεδίο που ορίζεται από τον τύπο:

Στροφείο(δίνη) διανυσματικό πεδίο φά (Q)=φά (x, y, z) είναι ένα διανυσματικό πεδίο που ορίζεται από τον τύπο:

σαπίλα φά =

Χειριστής Nablaείναι ένας διανυσματικός διαφορικός τελεστής, ο οποίος στις καρτεσιανές συντεταγμένες ορίζεται από τον τύπο:

Ας αναπαραστήσουμε το grad, το div και το rot μέσω του τελεστή nabla:

Γράφουμε αυτούς τους τελεστές σε καρτεσιανές συντεταγμένες:

; ;

Ο τελεστής Laplace στις καρτεσιανές συντεταγμένες ορίζεται από τον τύπο:

Διαφορικοί τελεστές δεύτερης τάξης:

Ολοκληρωτικά θεωρήματα

θεώρημα κλίσης ;

Θεώρημα απόκλισης

Θεώρημα ρότορα

Στη θεωρία του EMF χρησιμοποιείται επίσης ένα ακόμη από τα ολοκληρωτικά θεωρήματα:

Ερωτήσεις ελέγχου

1. Τι ονομάζεται κλίση ενός βαθμωτού πεδίου;

2. Τι ονομάζεται απόκλιση διανυσματικού πεδίου;

3. Τι ονομάζεται ρότορας ενός διανυσματικού πεδίου;

4. Τι είναι ο τελεστής nabla και πώς εκφράζονται ως προς αυτόν οι διαφορικοί τελεστές πρώτης τάξης;

5. Ποια ολοκληρωτικά θεωρήματα ισχύουν για βαθμωτά και διανυσματικά πεδία;

Παράδειγμα εφαρμογής MATLAB

Εργο.

Δεδομένος: Στον όγκο του τετραέδρου, τα βαθμωτά και διανυσματικά πεδία αλλάζουν σύμφωνα με έναν γραμμικό νόμο. Οι συντεταγμένες των κορυφών του τετραέδρου δίνονται από έναν πίνακα της μορφής [ Χ 1 , y 1 , z 1 ; Χ 2 , y 2 , z 2 ; Χ 3 , y 3 , z 3 ; Χ 4 , y 4 , z 4]. Οι τιμές του βαθμωτού πεδίου στις κορυφές δίνονται από τον πίνακα [Ф 1 ; F 2; F 3; F 4]. Οι καρτεσιανές συνιστώσες του διανυσματικού πεδίου στις κορυφές δίνονται από τον πίνακα [ φά 1 Χ, φά 1y, φά 1z; φά 2Χ, φά 2y, φά 2z; φά 3Χ, φά 3y, φά 3z; φά 4Χ, φά 4y, φά 4z].

Καθορίζωστον όγκο του τετραέδρου, τη διαβάθμιση του βαθμωτού πεδίου, καθώς και την απόκλιση και την κύρτωση του διανυσματικού πεδίου. Γράψτε μια συνάρτηση MATLAB για αυτό.

Λύση. Παρακάτω είναι το κείμενο της συνάρτησης m.

% grad_div_rot - Υπολογίστε την κλίση, την απόκλιση και την καμπύλη... στον όγκο ενός τετραέδρου

%=grad_div_rot(κόμβοι, βαθμωτοί, διάνυσμα)

% ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ ΕΙΣΟΔΟΥ

% κόμβων - μήτρα συντεταγμένων κορυφής τετραέδρου:

% γραμμές αντιστοιχούν σε κορυφές, στήλες - συντεταγμένες.

% βαθμωτός - στηλοειδής πίνακας βαθμωτών τιμών πεδίων στις κορυφές.

% διάνυσμα - μήτρα συστατικών διανυσματικών πεδίων στις κορυφές:

% ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ ΕΞΟΔΟΥ

% grad - πίνακας γραμμής καρτεσιανών συνιστωσών κλίσης του βαθμωτού πεδίου.

% div - τιμή απόκλισης του διανυσματικού πεδίου στον όγκο του τετραέδρου.

% rot - πίνακας σειράς καρτεσιανών συνιστωσών του ρότορα διανυσματικού πεδίου.

% Στους υπολογισμούς, θεωρείται ότι στον όγκο ενός τετραέδρου

Τα % διανυσματικά και βαθμωτά πεδία ποικίλλουν στο χώρο σύμφωνα με έναν γραμμικό νόμο.

συνάρτηση =grad_div_rot(κόμβοι,κλιμακωτής,διάνυσμα);

a=inv(); % Πίνακας γραμμικών συντελεστών παρεμβολής

grad=(a(2:end,:)*scalar)."; % Στοιχεία βαθμωτών πεδίων

div=*vector(:); % Απόκλιση διανυσματικού πεδίου

rot=sum(cross(a(2:end,:),διάνυσμα."),2).";

Ένα παράδειγμα εκτέλεσης της αναπτυγμένης συνάρτησης m:

>> nodes=10*rand(4,3)

3.5287 2.0277 1.9881

8.1317 1.9872 0.15274

0.098613 6.0379 7.4679

1.3889 2.7219 4.451

>> scalar=rand(4,1)

>>διάνυσμα=rand(4,3)

0.52515 0.01964 0.50281

0.20265 0.68128 0.70947

0.67214 0.37948 0.42889

0.83812 0.8318 0.30462

>> =grad_div_rot(κόμβοι,κλιμακωτής,διάνυσμα)

0.16983 -0.03922 -0.17125

0.91808 0.20057 0.78844

Αν υποθέσουμε ότι οι χωρικές συντεταγμένες μετρώνται σε μέτρα και τα διανυσματικά και βαθμωτά πεδία είναι αδιάστατα, τότε σε αυτό το παράδειγμα αποδείχθηκε:

βαθμός Φ = (-0,16983* 1 Χ - 0.03922*1 y - 0.17125*1 z) m -1;

div φά = -1,0112 m -1;

σαπίλα φά = (-0.91808*1 Χ + 0.20057*1 y + 0.78844*1 z) m -1.

§ 1.5. Βασικοί νόμοι της θεωρίας ηλεκτρομαγνητικών πεδίων

Εξισώσεις EMF σε Ολοκληρωμένη Μορφή

Πλήρης ισχύων νόμος:

Κυκλοφορία του διανύσματος έντασης μαγνητικού πεδίου κατά μήκος του περιγράμματος μεγάλοισούται με το συνολικό ηλεκτρικό ρεύμα που διαρρέει την επιφάνεια μικρό, τεντωμένο πάνω από το περίγραμμα μεγάλο, εάν η κατεύθυνση του ρεύματος σχηματίζει ένα δεξιόστροφο σύστημα με την κατεύθυνση παράκαμψης του κυκλώματος.

Νόμος της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής:

Οπου μι c είναι η ισχύς του εξωτερικού ηλεκτρικού πεδίου.

EMF ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής μικαι στο κύκλωμα μεγάλοίσο με το ρυθμό μεταβολής της μαγνητικής ροής διαμέσου της επιφάνειας μικρό, τεντωμένο πάνω από το περίγραμμα μεγάλο, και η κατεύθυνση του ρυθμού μεταβολής της μαγνητικής ροής σχηματίζεται με την κατεύθυνση μικαι αριστερόχειρα σύστημα.

Το θεώρημα του Gauss σε ολοκληρωμένη μορφή:

Διανυσματική ροή ηλεκτρικής μετατόπισης μέσω μιας κλειστής επιφάνειας μικρόισούται με το άθροισμα των ελεύθερων ηλεκτρικών φορτίων στον όγκο που οριοθετείται από την επιφάνεια μικρό.

Ο νόμος της συνέχειας των γραμμών μαγνητικής επαγωγής:

Η μαγνητική ροή μέσω οποιασδήποτε κλειστής επιφάνειας είναι μηδέν.

Η άμεση εφαρμογή των εξισώσεων σε ολοκληρωμένη μορφή καθιστά δυνατό τον υπολογισμό των απλούστερων ηλεκτρομαγνητικών πεδίων. Για τον υπολογισμό των ηλεκτρομαγνητικών πεδίων μιας πιο σύνθετης μορφής, χρησιμοποιούνται εξισώσεις σε διαφορική μορφή. Αυτές οι εξισώσεις ονομάζονται εξισώσεις Maxwell.

Εξισώσεις Maxwell για σταθερά μέσα

Αυτές οι εξισώσεις προκύπτουν άμεσα από τις αντίστοιχες εξισώσεις σε ολοκληρωτική μορφή και από τους μαθηματικούς ορισμούς των χωρικών διαφορικών τελεστών.

Σύνολο ισχύοντος νόμου σε διαφορική μορφή:

Συνολική πυκνότητα ηλεκτρικού ρεύματος,

Εξωτερική πυκνότητα ηλεκτρικού ρεύματος,

Πυκνότητα ρεύματος αγωγής,

Πυκνότητα ρεύματος μετατόπισης: ,

Πυκνότητα ρεύματος μεταφοράς: .

Αυτό σημαίνει ότι το ηλεκτρικό ρεύμα είναι μια πηγή δίνης του διανυσματικού πεδίου της έντασης του μαγνητικού πεδίου.

Ο νόμος της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής σε διαφορική μορφή:

Αυτό σημαίνει ότι το εναλλασσόμενο μαγνητικό πεδίο είναι μια πηγή δίνης για τη χωρική κατανομή του διανύσματος έντασης ηλεκτρικού πεδίου.

Η εξίσωση της συνέχειας των γραμμών μαγνητικής επαγωγής:

Αυτό σημαίνει ότι το πεδίο του διανύσματος μαγνητικής επαγωγής δεν έχει πηγές, δηλ. στη φύση δεν υπάρχουν μαγνητικά φορτία (μαγνητικά μονόπολα).

Το θεώρημα του Gauss σε διαφορική μορφή:

Αυτό σημαίνει ότι οι πηγές του διανυσματικού πεδίου ηλεκτρικής μετατόπισης είναι ηλεκτρικά φορτία.

Για να εξασφαλιστεί η μοναδικότητα της λύσης του προβλήματος ανάλυσης EMF, είναι απαραίτητο να συμπληρωθούν οι εξισώσεις Maxwell με τις εξισώσεις της σύνδεσης υλικού μεταξύ των διανυσμάτων μι Και ρε , και σι Και H .

Σχέσεις μεταξύ διανυσμάτων πεδίου και ηλεκτροφυσικών ιδιοτήτων του μέσου

Είναι γνωστό ότι

(1)

Όλα τα διηλεκτρικά πολώνονται από ένα ηλεκτρικό πεδίο. Όλοι οι μαγνήτες μαγνητίζονται από ένα μαγνητικό πεδίο. Οι στατικές διηλεκτρικές ιδιότητες μιας ουσίας μπορούν να περιγραφούν πλήρως από τη λειτουργική εξάρτηση του φορέα πόλωσης Π από το διάνυσμα έντασης ηλεκτρικού πεδίου μι (Π =Π (μι )). Οι στατικές μαγνητικές ιδιότητες μιας ουσίας μπορούν να περιγραφούν πλήρως από τη λειτουργική εξάρτηση του διανύσματος μαγνήτισης Μ από το διάνυσμα έντασης μαγνητικού πεδίου H (Μ =Μ (H )). Στη γενική περίπτωση, τέτοιες εξαρτήσεις είναι διφορούμενες (υστέρηση) στη φύση τους. Αυτό σημαίνει ότι το διάνυσμα πόλωσης ή μαγνήτισης στο σημείο Qκαθορίζεται όχι μόνο από την τιμή του διανύσματος μι ή H σε αυτό το σημείο, αλλά και το ιστορικό της αλλαγής στο διάνυσμα μι ή H σε αυτό το σημείο. Είναι εξαιρετικά δύσκολο να διερευνηθούν πειραματικά και να μοντελοποιηθούν αυτές οι εξαρτήσεις. Επομένως, στην πράξη συχνά θεωρείται ότι τα διανύσματα Π Και μι , και Μ Και H είναι συγγραμμικές και οι ηλεκτροφυσικές ιδιότητες της ύλης περιγράφονται με συναρτήσεις κλιμακωτής υστέρησης (| Π |=|Π |(|μι |), |Μ |=|Μ |(|H |). Εάν τα χαρακτηριστικά υστέρησης των παραπάνω συναρτήσεων μπορούν να αγνοηθούν, τότε οι ηλεκτρικές ιδιότητες περιγράφονται από συναρτήσεις μίας τιμής Π=Π(μι), Μ=Μ(H).

Σε πολλές περιπτώσεις, αυτές οι συναρτήσεις μπορούν να θεωρηθούν κατά προσέγγιση γραμμικές, δηλ.

Στη συνέχεια, λαμβάνοντας υπόψη τη σχέση (1), μπορούμε να γράψουμε τα εξής

(4)

Συνεπώς, η σχετική διηλεκτρική και μαγνητική διαπερατότητα της ουσίας:

Απόλυτη διαπερατότητα μιας ουσίας:

Απόλυτη μαγνητική διαπερατότητα μιας ουσίας:

Οι σχέσεις (2), (3), (4) χαρακτηρίζουν τις διηλεκτρικές και μαγνητικές ιδιότητες της ουσίας. Οι ηλεκτρικά αγώγιμες ιδιότητες μιας ουσίας μπορούν να περιγραφούν με το νόμο του Ohm σε διαφορική μορφή

όπου είναι η ειδική ηλεκτρική αγωγιμότητα της ουσίας, μετρημένη σε S/m.

Σε μια γενικότερη περίπτωση, η εξάρτηση μεταξύ της πυκνότητας του ρεύματος αγωγής και του διανύσματος έντασης ηλεκτρικού πεδίου έχει έναν μη γραμμικό χαρακτήρα υστέρησης διανύσματος.

Ενέργεια ηλεκτρομαγνητικού πεδίου

Η ογκομετρική ενεργειακή πυκνότητα του ηλεκτρικού πεδίου είναι

Οπου WΤο e μετριέται σε J / m 3.

Η ογκομετρική ενεργειακή πυκνότητα του μαγνητικού πεδίου είναι

Οπου WΤο m μετριέται σε J / m 3.

Η ογκομετρική ενεργειακή πυκνότητα του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου είναι ίση με

Στην περίπτωση γραμμικών ηλεκτρικών και μαγνητικών ιδιοτήτων της ύλης, η ενεργειακή πυκνότητα όγκου του EMF είναι ίση με

Αυτή η έκφραση ισχύει για στιγμιαίες τιμές ειδικής ενέργειας και διανυσμάτων EMF.

Ειδική ισχύς απωλειών θερμότητας από ρεύματα αγωγιμότητας

Ειδική ισχύς τρίτων πηγών

Ερωτήσεις ελέγχου

1. Πώς διατυπώνεται ο συνολικός ισχύων νόμος σε ολοκληρωμένη μορφή;

2. Πώς διατυπώνεται ο νόμος της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής σε ολοκληρωμένη μορφή;

3. Πώς διατυπώνεται το θεώρημα του Gauss και ο νόμος της συνέχειας της μαγνητικής ροής σε ολοκληρωμένη μορφή;

4. Πώς διατυπώνεται ο νόμος του συνολικού ρεύματος σε διαφορική μορφή;

5. Πώς διατυπώνεται ο νόμος της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής σε διαφορική μορφή;

6. Πώς διατυπώνεται σε ολοκληρωμένη μορφή το θεώρημα του Gauss και ο νόμος της συνέχειας των γραμμών μαγνητικής επαγωγής;

7. Ποιες σχέσεις περιγράφουν τις ηλεκτρικές ιδιότητες της ύλης;

8. Πώς εκφράζεται η ενέργεια ενός ηλεκτρομαγνητικού πεδίου ως προς τα διανυσματικά μεγέθη που το καθορίζουν;

9. Πώς προσδιορίζεται η ειδική ισχύς των απωλειών θερμότητας και η ειδική ισχύς τρίτων πηγών;

Παραδείγματα εφαρμογών MATLAB

Εργασία 1.

Δεδομένος: Μέσα στον όγκο ενός τετραέδρου, η μαγνητική επαγωγή και η μαγνήτιση μιας ουσίας αλλάζουν σύμφωνα με έναν γραμμικό νόμο. Δίνονται οι συντεταγμένες των κορυφών του τετραέδρου, δίνονται επίσης οι τιμές των διανυσμάτων μαγνητικής επαγωγής και η μαγνήτιση της ουσίας στις κορυφές.

Υπολογίζωπυκνότητα ηλεκτρικού ρεύματος στον όγκο του τετραέδρου, χρησιμοποιώντας τη συνάρτηση m που συντάχθηκε στη λύση του προβλήματος στην προηγούμενη παράγραφο. Εκτελέστε τον υπολογισμό στο παράθυρο εντολών του MATLAB, υποθέτοντας ότι οι χωρικές συντεταγμένες μετρώνται σε χιλιοστά, η μαγνητική επαγωγή είναι σε teslas, η ένταση του μαγνητικού πεδίου και η μαγνήτιση είναι σε kA/m.

Λύση.

Ας ορίσουμε τα δεδομένα προέλευσης σε μορφή συμβατή με τη συνάρτηση grad_div_rot m:

>> κόμβοι=5*rand(4,3)

0.94827 2.7084 4.3001

0.96716 0.75436 4.2683

3.4111 3.4895 2.9678

1.5138 1.8919 2.4828

>> B=rand(4,3)*2,6-1,3

1.0394 0.41659 0.088605

0.83624 -0.41088 0.59049

0.37677 -0.54671 -0.49585

0.82673 -0.4129 0.88009

>> mu0=4e-4*pi % απόλυτης μαγνητικής διαπερατότητας κενού, μH/mm

>> M=rand(4,3)*1800-900

122.53 -99.216 822.32

233.26 350.22 40.663

364.93 218.36 684.26

83.828 530.68 -588.68

>> =grad_div_rot(κόμβοι,ones(4,1),B/mu0-M)

0 -3.0358e-017 0

914.2 527.76 -340.67

Σε αυτό το παράδειγμα, το διάνυσμα της συνολικής πυκνότητας ρεύματος στον εξεταζόμενο όγκο αποδείχθηκε ίσο με (-914,2* 1 Χ + 527.76*1 y - 340.67*1 z) A/mm 2 . Για να προσδιορίσετε το μέτρο της πυκνότητας ρεύματος, εκτελέστε την ακόλουθη πρόταση:

>> cur_d=sqrt(cur_dens*cur_dens.")

Η υπολογισμένη τιμή της πυκνότητας ρεύματος δεν μπορεί να ληφθεί σε μέσα υψηλής μαγνήτισης σε πραγματικές τεχνικές συσκευές. Αυτό το παράδειγμα είναι καθαρά εκπαιδευτικό. Και τώρα ας ελέγξουμε την ορθότητα της ρύθμισης της κατανομής της μαγνητικής επαγωγής στον όγκο του τετραέδρου. Για να το κάνετε αυτό, εκτελέστε την ακόλουθη δήλωση:

>> =grad_div_rot(nodes,ones(4,1),B)

0 -3.0358e-017 0

0.38115 0.37114 -0.55567

Εδώ πήραμε την τιμή div σι \u003d -0,34415 T / mm, το οποίο δεν μπορεί να είναι σύμφωνο με το νόμο της συνέχειας των γραμμών μαγνητικής επαγωγής σε διαφορική μορφή. Από αυτό προκύπτει ότι η κατανομή της μαγνητικής επαγωγής στον όγκο του τετραέδρου έχει ρυθμιστεί εσφαλμένα.

Εργασία 2.

Αφήστε το τετράεδρο, του οποίου οι συντεταγμένες κορυφής δίνονται, να βρίσκεται στον αέρα (οι μονάδες μέτρησης είναι μέτρα). Ας δοθούν οι τιμές του διανύσματος έντασης ηλεκτρικού πεδίου στις κορυφές του (μονάδες μέτρησης - kV/m).

Απαιτείταιυπολογίστε την ογκομετρική πυκνότητα ηλεκτρικού φορτίου μέσα στο τετράεδρο.

Λύσημπορεί να γίνει παρόμοια:

>> nodes=3*rand(4,3)

2.9392 2.2119 0.59741

0.81434 0.40956 0.89617

0.75699 0.03527 1.9843

2.6272 2.6817 0.85323

>> eps0=8,854e-3 % απόλυτη διαπερατότητα κενού, nF/m

>> E=20*rand(4,3)

9.3845 8.4699 4.519

1.2956 10.31 11.596

19.767 6.679 15.207

11.656 8.6581 10.596

>> =grad_div_rot(nodes,ones(4,1),E*eps0)

0.076467 0.21709 -0.015323

Σε αυτό το παράδειγμα, η ογκομετρική πυκνότητα φορτίου αποδείχθηκε ότι είναι 0,10685 μC/m 3 .

§ 1.6. Οριακές συνθήκες για διανύσματα EMF.
Ο νόμος της διατήρησης του φορτίου. Θεώρημα Umov-Poynting

Σημειώνεται εδώ: H 1 - το διάνυσμα της έντασης του μαγνητικού πεδίου στη διεπαφή μεταξύ των μέσων στο περιβάλλον Νο. 1. H 2 - το ίδιο στο περιβάλλον Νο. 2. H 1t- εφαπτομενική (εφαπτομενική) συνιστώσα του διανύσματος έντασης μαγνητικού πεδίου στη διεπαφή μέσων στο μέσο Νο. 1. H 2t- το ίδιο και στο περιβάλλον Νο. 2. μι 1 είναι το διάνυσμα της συνολικής έντασης ηλεκτρικού πεδίου στη διεπαφή μέσων στο μέσο Νο. 1. μι 2 - το ίδιο στο περιβάλλον Νο. 2. μι 1 c - συστατικό τρίτου μέρους του διανύσματος έντασης ηλεκτρικού πεδίου στη διεπαφή μέσων στο μέσο Νο. 1. μι 2c - το ίδιο στο περιβάλλον Νο. 2. μι 1t- εφαπτομενική συνιστώσα του διανύσματος έντασης ηλεκτρικού πεδίου στη διεπαφή μέσων στο μέσο Νο. 1. μι 2t- το ίδιο και στο περιβάλλον Νο. 2. μι 1s t- εφαπτομενική συνιστώσα τρίτου μέρους του διανύσματος έντασης ηλεκτρικού πεδίου στη διεπαφή μέσων στο μέσο Νο. 1. μι 2t- το ίδιο και στο περιβάλλον Νο. 2. σι 1 - φορέας μαγνητικής επαγωγής στη διεπιφάνεια μεταξύ των μέσων στο μέσο Νο. 1. σι 2 - το ίδιο στο περιβάλλον Νο. 2. σι 1n- το κανονικό συστατικό του φορέα μαγνητικής επαγωγής στη διεπιφάνεια μεταξύ των μέσων στο μέσο Νο. 1. σι 2n- το ίδιο και στο περιβάλλον Νο. 2. ρε 1 - διάνυσμα ηλεκτρικής μετατόπισης στη διεπαφή μέσων στο μέσο Νο. 1. ρε 2 - το ίδιο στο περιβάλλον Νο. 2. ρε 1n- κανονικό στοιχείο του διανύσματος ηλεκτρικής μετατόπισης στη διεπαφή μέσων στο μέσο Νο. 1. ρε 2n- το ίδιο και στο περιβάλλον Νο. 2. σ είναι η επιφανειακή πυκνότητα του ηλεκτρικού φορτίου στη διεπαφή μεταξύ των μέσων, μετρημένη σε C/m 2 .

Νόμος διατήρησης του φορτίου

Εάν δεν υπάρχουν τρέχουσες πηγές τρίτων, τότε

και στη γενική περίπτωση, δηλαδή, το διάνυσμα συνολικής πυκνότητας ρεύματος δεν έχει πηγές, δηλ. οι γραμμές συνολικού ρεύματος είναι πάντα κλειστές

Θεώρημα Umov-Poynting

Η ογκομετρική πυκνότητα ισχύος που καταναλώνεται από ένα υλικό σημείο στο EMF είναι ίση με

Σύμφωνα με την ταυτότητα (1)

Αυτή είναι η εξίσωση ισορροπίας ισχύος για τον όγκο V. Στη γενική περίπτωση, σύμφωνα με την ισότητα (3), η ηλεκτρομαγνητική ισχύς που παράγεται από πηγές εντός του όγκου V, πηγαίνει σε απώλειες θερμότητας, στη συσσώρευση ενέργειας EMF και σε ακτινοβολία στον περιβάλλοντα χώρο μέσω μιας κλειστής επιφάνειας που περιορίζει αυτόν τον όγκο.

Το ολοκλήρωμα στο ολοκλήρωμα (2) ονομάζεται διάνυσμα Poynting:

Οπου Πμετρημένο σε W / m 2.

Αυτό το διάνυσμα είναι ίσο με την πυκνότητα της ηλεκτρομαγνητικής ροής ισχύος σε κάποιο σημείο παρατήρησης. Η ισότητα (3) είναι μια μαθηματική έκφραση του θεωρήματος Umov-Poynting.

Ηλεκτρομαγνητική ισχύς που εκπέμπεται από την περιοχή Vστον περιβάλλοντα χώρο ισούται με τη ροή του διανύσματος Poynting μέσω μιας κλειστής επιφάνειας μικρό, οριοθέτηση V.

Ερωτήσεις ελέγχου

1. Ποιες εκφράσεις περιγράφουν τις οριακές συνθήκες για τα διανύσματα ηλεκτρομαγνητικού πεδίου στις διεπαφές μέσων;

2. Πώς διατυπώνεται σε διαφορική μορφή ο νόμος διατήρησης του φορτίου;

3. Πώς διατυπώνεται ο νόμος της διατήρησης του φορτίου σε ακέραια μορφή;

4. Ποιες εκφράσεις περιγράφουν τις οριακές συνθήκες για την πυκνότητα ρεύματος στις διεπαφές μέσων;

5. Ποια είναι η πυκνότητα όγκου της ισχύος που καταναλώνει ένα υλικό σημείο σε ένα ηλεκτρομαγνητικό πεδίο;

6. Πώς γράφεται η εξίσωση του ισοζυγίου ηλεκτρομαγνητικής ισχύος για έναν συγκεκριμένο όγκο;

7. Τι είναι το διάνυσμα Poynting;

8. Πώς διατυπώνεται το θεώρημα Umov-Poynting;

Παράδειγμα εφαρμογής MATLAB

Εργο.

Δεδομένος: Υπάρχει μια τριγωνική επιφάνεια στο χώρο. Οι συντεταγμένες κορυφής ορίζονται. Δίνονται επίσης οι τιμές των διανυσμάτων έντασης ηλεκτρικού και μαγνητικού πεδίου στις κορυφές. Η συνιστώσα τρίτου μέρους της έντασης του ηλεκτρικού πεδίου είναι μηδέν.

Απαιτείταιυπολογίστε την ηλεκτρομαγνητική ισχύ που διέρχεται από αυτήν την τριγωνική επιφάνεια. Συνθέστε μια συνάρτηση MATLAB που εκτελεί αυτόν τον υπολογισμό. Κατά τον υπολογισμό, θεωρήστε ότι το θετικό κανονικό διάνυσμα κατευθύνεται με τέτοιο τρόπο ώστε αν κοιτάξετε από το άκρο του, τότε η κίνηση με αύξουσα σειρά των αριθμών κορυφής θα συμβεί αριστερόστροφα.

Λύση. Παρακάτω είναι το κείμενο της συνάρτησης m.

% em_power_tri - υπολογισμός της ηλεκτρομαγνητικής ισχύος που διέρχεται

% τριγωνική επιφάνεια στο χώρο

%P=em_power_tri(κόμβοι,E,H)

% ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ ΕΙΣΟΔΟΥ

% κόμβοι - τετράγωνος πίνακας όπως ." ,

% σε κάθε γραμμή της οποίας γράφονται οι συντεταγμένες της αντίστοιχης κορυφής.

% E - πίνακας συνιστωσών του διανύσματος έντασης ηλεκτρικού πεδίου στις κορυφές:

% Οι σειρές αντιστοιχούν σε κορυφές, οι στήλες αντιστοιχούν σε καρτεσιανά στοιχεία.

% H - μήτρα συστατικών του διανύσματος έντασης μαγνητικού πεδίου στις κορυφές.

% ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΣ ΕΞΟΔΟΥ

%P - ηλεκτρομαγνητική ισχύς που διέρχεται από το τρίγωνο

% Οι υπολογισμοί υποθέτουν ότι στο τρίγωνο

% των διανυσμάτων έντασης πεδίου αλλάζουν στο χώρο σύμφωνα με έναν γραμμικό νόμο.

συνάρτηση P=em_power_tri(κόμβοι,E,H);

% Υπολογίστε το διάνυσμα διπλής περιοχής του τριγώνου

S=)]) det()]) det()])];

P=sum(cross(E,(ones(3,3)+eye(3))*H,2))*S."/24;

Ένα παράδειγμα εκτέλεσης της αναπτυγμένης συνάρτησης m:

>> nodes=2*rand(3,3)

0.90151 0.5462 0.4647

1.4318 0.50954 1.6097

1.7857 1.7312 1.8168

>> E=2*rand(3,3)

0.46379 0.15677 1.6877

0.47863 1.2816 0.3478

0.099509 0.38177 0.34159

>> H=2*rand(3,3)

1.9886 0.62843 1.1831

0.87958 0.73016 0.23949

0.6801 0.78648 0.076258

>> P=em_power_tri(κόμβοι,E,H)

Εάν υποθέσουμε ότι οι χωρικές συντεταγμένες μετρώνται σε μέτρα, το διάνυσμα έντασης ηλεκτρικού πεδίου είναι σε βολτ ανά μέτρο, το διάνυσμα ισχύος μαγνητικού πεδίου είναι σε αμπέρ ανά μέτρο, τότε σε αυτό το παράδειγμα, η ηλεκτρομαγνητική ισχύς που διέρχεται από το τρίγωνο αποδείχθηκε ότι είναι 0,18221 W.

ηλεκτρική ενέργεια γύρω μας

Ηλεκτρομαγνητικό πεδίο (ορισμός από TSB)- πρόκειται για μια ειδική μορφή ύλης, μέσω της οποίας πραγματοποιείται η αλληλεπίδραση μεταξύ ηλεκτρικά φορτισμένων σωματιδίων. Με βάση αυτόν τον ορισμό, δεν είναι σαφές τι είναι πρωταρχικό - η ύπαρξη φορτισμένων σωματιδίων ή η παρουσία πεδίου. Ίσως μόνο λόγω της παρουσίας ενός ηλεκτρομαγνητικού πεδίου, τα σωματίδια μπορούν να λάβουν φορτίο. Ακριβώς όπως η ιστορία του κοτόπουλου και των αυγών. Η ουσία είναι ότι τα φορτισμένα σωματίδια και το ηλεκτρομαγνητικό πεδίο είναι αδιαχώριστα μεταξύ τους και δεν μπορούν να υπάρξουν το ένα χωρίς το άλλο. Επομένως, ο ορισμός δεν δίνει σε εσάς και σε εμένα την ευκαιρία να κατανοήσουμε την ουσία του φαινομένου του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου και το μόνο που πρέπει να θυμόμαστε είναι ότι αυτό ειδική μορφή ύλης! Η θεωρία του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου αναπτύχθηκε από τον James Maxwell το 1865.

Τι είναι το ηλεκτρομαγνητικό πεδίο; Μπορεί κανείς να φανταστεί ότι ζούμε στο ηλεκτρομαγνητικό σύμπαν, το οποίο διαπερνάται εξ ολοκλήρου από το ηλεκτρομαγνητικό πεδίο, και διάφορα σωματίδια και ουσίες, ανάλογα με τη δομή και τις ιδιότητές τους, αποκτούν θετικό ή αρνητικό φορτίο υπό την επίδραση του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου, το συσσωρεύουν ή παραμένουν ηλεκτρικά ουδέτερα. Αντίστοιχα ηλεκτρομαγνητικά πεδίαμπορεί να χωριστεί σε δύο τύπους: στατικός, δηλαδή που εκπέμπονται από φορτισμένα σώματα (σωματίδια) και αναπόσπαστα σε αυτά, και δυναμικός, που διαδίδεται στο διάστημα, αποσχίζεται από την πηγή που το εξέπεμπε. Ένα δυναμικό ηλεκτρομαγνητικό πεδίο στη φυσική αντιπροσωπεύεται ως δύο αμοιβαία κάθετα κύματα: ηλεκτρικά (Ε) και μαγνητικά (Η).

Το γεγονός ότι το ηλεκτρικό πεδίο δημιουργείται από ένα εναλλασσόμενο μαγνητικό πεδίο και το μαγνητικό πεδίο - από ένα εναλλασσόμενο ηλεκτρικό πεδίο, οδηγεί στο γεγονός ότι τα ηλεκτρικά και μαγνητικά εναλλασσόμενα πεδία δεν υπάρχουν χωριστά το ένα από το άλλο. Το ηλεκτρομαγνητικό πεδίο των σταθερών ή ομοιόμορφα κινούμενων φορτισμένων σωματιδίων σχετίζεται άμεσα με τα ίδια τα σωματίδια. Με την επιταχυνόμενη κίνηση αυτών των φορτισμένων σωματιδίων, το ηλεκτρομαγνητικό πεδίο «διασπάται» από αυτά και υπάρχει ανεξάρτητα με τη μορφή ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων, χωρίς να εξαφανίζεται με την εξάλειψη της πηγής.

Πηγές ηλεκτρομαγνητικών πεδίων

Φυσικές (φυσικές) πηγές ηλεκτρομαγνητικών πεδίων

Οι φυσικές (φυσικές) πηγές EMF χωρίζονται στις ακόλουθες ομάδες:

ηλεκτρικό και μαγνητικό πεδίο της Γης·

ραδιοακτινοβολία του Ήλιου και των γαλαξιών (κοσμική ακτινοβολία μικροκυμάτων ομοιόμορφα κατανεμημένη στο Σύμπαν).

ατμοσφαιρικός ηλεκτρισμός?

βιολογικό ηλεκτρομαγνητικό υπόβαθρο.

μαγνητικό πεδίο της Γης.Το μέγεθος του γεωμαγνητικού πεδίου της Γης ποικίλλει στην επιφάνεια της γης από 35 μT στον ισημερινό έως 65 μT κοντά στους πόλους.

ηλεκτρικό πεδίο της Γηςκατευθύνεται κανονικά προς την επιφάνεια της γης, η οποία είναι αρνητικά φορτισμένη ως προς ανώτερα στρώματαατμόσφαιρα. Η ένταση του ηλεκτρικού πεδίου κοντά στην επιφάνεια της Γης είναι 120…130 V/m και μειώνεται περίπου εκθετικά με το ύψος. Οι ετήσιες αλλαγές στο ΕΡ είναι παρόμοιας φύσης σε όλη τη Γη: η μέγιστη ένταση είναι 150...250 V/m τον Ιανουάριο-Φεβρουάριο και η ελάχιστη είναι 100...120 V/m τον Ιούνιο-Ιούλιο.

ατμοσφαιρικός ηλεκτρισμόςείναι ηλεκτρικά φαινόμενα στην ατμόσφαιρα της γης. Στον αέρα (σύνδεσμος) υπάρχουν πάντα θετικά και αρνητικά ηλεκτρικά φορτία - ιόντα που προκύπτουν υπό την επίδραση ραδιενεργών ουσιών, κοσμικών ακτίνων και υπεριώδους ακτινοβολίας από τον Ήλιο. Η υδρόγειος είναι αρνητικά φορτισμένη. υπάρχει μεγάλη διαφορά δυναμικού μεταξύ αυτού και της ατμόσφαιρας. Η ισχύς του ηλεκτροστατικού πεδίου αυξάνεται απότομα κατά τη διάρκεια καταιγίδων. Το εύρος συχνοτήτων των ατμοσφαιρικών εκκενώσεων κυμαίνεται μεταξύ 100 Hz και 30 MHz.

εξωγήινες πηγέςπεριλαμβάνουν ακτινοβολία έξω από την ατμόσφαιρα της Γης.

Βιολογικό ηλεκτρομαγνητικό υπόβαθρο.Τα βιολογικά αντικείμενα, όπως και άλλα φυσικά σώματα, σε θερμοκρασίες πάνω από το απόλυτο μηδέν ακτινοβολούν EMF στην περιοχή από 10 kHz - 100 GHz. Αυτό οφείλεται στη χαοτική κίνηση των φορτίων – ιόντων, στο ανθρώπινο σώμα. Η πυκνότητα ισχύος μιας τέτοιας ακτινοβολίας στους ανθρώπους είναι 10 mW / cm2, η οποία για έναν ενήλικα δίνει συνολική ισχύ 100 watt. Ανθρώπινο σώμαεκπέμπει επίσης EMF στα 300 GHz με πυκνότητα ισχύος περίπου 0,003 W/m2.

Ανθρωπογενείς πηγές ηλεκτρομαγνητικών πεδίων

Οι ανθρωπογενείς πηγές χωρίζονται σε 2 ομάδες:

Πηγές ακτινοβολίας χαμηλής συχνότητας (0 - 3 kHz)

Αυτή η ομάδα περιλαμβάνει όλα τα συστήματα παραγωγής, μεταφοράς και διανομής ηλεκτρικής ενέργειας (γραμμές ηλεκτρικής ενέργειας, υποσταθμοί μετασχηματιστών, σταθμοί παραγωγής ενέργειας, διάφορα καλωδιακά συστήματα), οικιακό και γραφείο ηλεκτρικό και ηλεκτρονικό εξοπλισμό, συμπεριλαμβανομένων οθονών Η/Υ, ηλεκτρικών οχημάτων, σιδηροδρομικών μεταφορών και των υποδομών τους, καθώς και μεταφορά μετρό, τρόλεϊ και τραμ.

Ήδη σήμερα, το ηλεκτρομαγνητικό πεδίο στο 18-32% της επικράτειας των πόλεων σχηματίζεται ως αποτέλεσμα της κυκλοφορίας αυτοκινήτων. Τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα που δημιουργούνται κατά την κίνηση των οχημάτων παρεμποδίζουν τη λήψη της τηλεόρασης και του ραδιοφώνου και μπορούν επίσης να έχουν επιβλαβή επίδραση στο ανθρώπινο σώμα.

Πηγές RF (3 kHz έως 300 GHz)

Αυτή η ομάδα περιλαμβάνει λειτουργικούς πομπούς - πηγές ηλεκτρομαγνητικού πεδίου με σκοπό τη μετάδοση ή λήψη πληροφοριών. Αυτοί είναι εμπορικοί πομποί (ραδιόφωνο, τηλεόραση), ραδιοτηλέφωνα (αυτοκίνητο, ραδιοτηλέφωνα, ραδιόφωνο CB, ραδιοερασιτεχνικοί πομποί, βιομηχανικά ραδιοτηλέφωνα), κατευθυντικές ραδιοεπικοινωνίες (δορυφορικές ραδιοεπικοινωνίες, επίγειοι σταθμοί αναμετάδοσης), πλοήγηση (εναέρια κυκλοφορία, ναυτιλία, ραδιοσημείο), εντοπιστές (εναέρια κυκλοφορία, ναυτιλία, εντοπιστές μεταφορών, έλεγχος εναέριας κυκλοφορίας). Περιλαμβάνει επίσης διάφορο τεχνολογικό εξοπλισμό που χρησιμοποιεί ακτινοβολία μικροκυμάτων, εναλλασσόμενα (50 Hz - 1 MHz) και παλμικά πεδία, οικιακό εξοπλισμό (φούρνοι μικροκυμάτων), μέσα οπτικής απεικόνισης πληροφοριών σε καθοδικούς σωλήνες (οθόνες Η/Υ, τηλεοράσεις κ.λπ.). Για επιστημονική έρευναΣτην ιατρική, χρησιμοποιούνται ρεύματα εξαιρετικά υψηλής συχνότητας. Τα ηλεκτρομαγνητικά πεδία που προκύπτουν από τη χρήση τέτοιων ρευμάτων αντιπροσωπεύουν έναν συγκεκριμένο επαγγελματικό κίνδυνο, επομένως είναι απαραίτητο να ληφθούν μέτρα για την προστασία από τις επιπτώσεις τους στο σώμα.

Οι κύριες τεχνολογικές πηγές είναι:

οικιακές τηλεοράσεις, φούρνοι μικροκυμάτων, ραδιοτηλέφωνα κ.λπ. συσκευές;

Σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής, σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής και υποσταθμοί μετασχηματιστών·

ευρέως διακλαδισμένα ηλεκτρικά και καλωδιακά δίκτυα.

Ραντάρ, ραδιοφωνικοί και τηλεοπτικοί σταθμοί εκπομπής, επαναλήπτες·

υπολογιστές και οθόνες βίντεο·

εναέριες γραμμές ηλεκτρικής ενέργειας (TL).

Ένα χαρακτηριστικό της έκθεσης σε αστικές συνθήκες είναι ο αντίκτυπος στον πληθυσμό τόσο του συνολικού ηλεκτρομαγνητικού υποβάθρου (ολοκληρωμένη παράμετρος) όσο και των ισχυρών ηλεκτρομαγνητικών πεδίων από μεμονωμένες πηγές (διαφορική παράμετρος).

Τι είναι το ηλεκτρομαγνητικό πεδίο, πώς επηρεάζει την ανθρώπινη υγεία και γιατί το μετράτε - θα μάθετε από αυτό το άρθρο. Συνεχίζοντας να σας εξοικειώνουμε με τη γκάμα του καταστήματός μας, θα σας πούμε για χρήσιμες συσκευές - δείκτες έντασης ηλεκτρομαγνητικού πεδίου (EMF). Μπορούν να χρησιμοποιηθούν τόσο σε επιχειρήσεις όσο και στο σπίτι.

Τι είναι το ηλεκτρομαγνητικό πεδίο;

Ο σύγχρονος κόσμος είναι αδιανόητος χωρίς οικιακές συσκευές, κινητά τηλέφωνα, ρεύμα, τραμ και τρόλεϊ, τηλεοράσεις και υπολογιστές. Τους έχουμε συνηθίσει και δεν πιστεύουμε καθόλου ότι οποιαδήποτε ηλεκτρική συσκευή δημιουργεί ηλεκτρομαγνητικό πεδίο γύρω της. Είναι αόρατο, αλλά επηρεάζει όλους τους ζωντανούς οργανισμούς, συμπεριλαμβανομένων των ανθρώπων.

Το ηλεκτρομαγνητικό πεδίο είναι μια ειδική μορφή ύλης που εμφανίζεται όταν κινούμενα σωματίδια αλληλεπιδρούν με ηλεκτρικά φορτία. Το ηλεκτρικό και το μαγνητικό πεδίο συνδέονται μεταξύ τους και μπορούν να δημιουργήσουν το ένα το άλλο - γι' αυτό, κατά κανόνα, αναφέρονται μαζί ως ένα ενιαίο, ηλεκτρομαγνητικό πεδίο.

Οι κύριες πηγές ηλεκτρομαγνητικών πεδίων περιλαμβάνουν:

- ηλεκτρικά καλώδια;
— υποσταθμοί μετασχηματιστών·
– ηλεκτρικές καλωδιώσεις, τηλεπικοινωνίες, τηλεόραση και καλώδια Διαδικτύου·
– πύργοι κινητής τηλεφωνίας, πύργοι ραδιοφώνου και τηλεόρασης, ενισχυτές, κεραίες κινητής και δορυφορικής τηλεφωνίας, δρομολογητές Wi-Fi.
— υπολογιστές, τηλεοράσεις, οθόνες·
- οικιακές ηλεκτρικές συσκευές.
– φούρνοι επαγωγής και μικροκυμάτων (MW),
— ηλεκτρική μεταφορά·
- ραντάρ.

Επίδραση ηλεκτρομαγνητικών πεδίων στην ανθρώπινη υγεία

Τα ηλεκτρομαγνητικά πεδία επηρεάζουν οποιουσδήποτε βιολογικούς οργανισμούς - φυτά, έντομα, ζώα, ανθρώπους. Οι επιστήμονες που μελετούν την επίδραση των ηλεκτρομαγνητικών πεδίων στον άνθρωπο κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι η παρατεταμένη και τακτική έκθεση σε ηλεκτρομαγνητικά πεδία μπορεί να οδηγήσει σε:
- αυξημένη κόπωση, διαταραχές ύπνου, πονοκεφάλους, μειωμένη πίεση, μειωμένος καρδιακός ρυθμός.
- διαταραχές στο ανοσοποιητικό, νευρικό, ενδοκρινικό, σεξουαλικό, ορμονικό, καρδιαγγειακό σύστημα.
— ανάπτυξη ογκολογικά νοσήματα;
- η ανάπτυξη ασθενειών του κεντρικού νευρικά συστήματαμικρό;
- αλλεργικές αντιδράσεις.

Προστασία EMI

Υπάρχουν υγειονομικά πρότυπα που καθορίζουν τα μέγιστα επιτρεπόμενα επίπεδα έντασης ηλεκτρομαγνητικού πεδίου ανάλογα με το χρόνο που δαπανάται στην επικίνδυνη περιοχή - για κατοικίες, χώρους εργασίας, χώρους κοντά σε πηγές ισχυρού πεδίου. Εάν δεν είναι δυνατή η δομική μείωση της ακτινοβολίας, για παράδειγμα, από μια ηλεκτρομαγνητική γραμμή μετάδοσης (EMF) ή έναν πύργο κυψέλης, τότε αναπτύσσονται οδηγίες σέρβις, προστατευτικός εξοπλισμός για το προσωπικό εργασίας και ζώνες περιορισμένης πρόσβασης σε υγειονομική καραντίνα.

Διάφορες οδηγίες ρυθμίζουν το χρόνο παραμονής ενός ατόμου στην επικίνδυνη ζώνη. Τα προστατευτικά δίχτυα, μεμβράνες, υαλοπίνακες, κοστούμια από επιμεταλλωμένο ύφασμα με βάση ίνες πολυμερούς μπορούν να μειώσουν την ένταση της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας κατά χιλιάδες φορές. Κατόπιν αιτήματος της GOST, οι ζώνες ακτινοβολίας EMF είναι περιφραγμένες και εξοπλισμένες με προειδοποιητικές πινακίδες "Μην εισέρχεστε, είναι επικίνδυνο!" και το σύμβολο ηλεκτρομαγνητικού κινδύνου.

Οι ειδικές υπηρεσίες με τη βοήθεια συσκευών παρακολουθούν συνεχώς το επίπεδο της έντασης EMF στους χώρους εργασίας και σε κατοικίες. Μπορείτε να φροντίσετε μόνοι σας την υγεία σας αγοράζοντας μια φορητή συσκευή "Impulse" ή ένα σετ "Impulse" + νιτρικό ελεγκτή "SOEKS".

Γιατί χρειαζόμαστε οικιακές συσκευές για τη μέτρηση της ισχύος του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου;

Το ηλεκτρομαγνητικό πεδίο επηρεάζει αρνητικά την ανθρώπινη υγεία, επομένως είναι χρήσιμο να γνωρίζετε ποια μέρη που επισκέπτεστε (στο σπίτι, στο γραφείο, στον κήπο, στο γκαράζ) μπορεί να είναι επικίνδυνα. Πρέπει να καταλάβετε ότι ένα αυξημένο ηλεκτρομαγνητικό υπόβαθρο μπορεί να δημιουργηθεί όχι μόνο από τις ηλεκτρικές συσκευές, τα τηλέφωνα, τις τηλεοράσεις και τους υπολογιστές σας, αλλά και από ελαττωματικές καλωδιώσεις, ηλεκτρικές συσκευές γειτόνων, βιομηχανικές εγκαταστάσεις που βρίσκονται κοντά.

Οι ειδικοί ανακάλυψαν ότι η βραχυπρόθεσμη έκθεση ενός ατόμου σε EMF είναι πρακτικά αβλαβής, αλλά μια μακρά παραμονή σε μια περιοχή με αυξημένο ηλεκτρομαγνητικό υπόβαθρο είναι επικίνδυνη. Αυτές είναι οι ζώνες που μπορούν να εντοπιστούν χρησιμοποιώντας συσκευές τύπου "Impulse". Έτσι, μπορείτε να ελέγξετε τα μέρη όπου περνάτε τον περισσότερο χρόνο. νηπιαγωγείο και την κρεβατοκάμαρά σας? μελέτη. Το όργανο περιέχει τις τιμές που έχουν οριστεί κανονιστικά έγγραφαώστε να μπορέσετε να εκτιμήσετε αμέσως τον βαθμό κινδύνου για εσάς και τα αγαπημένα σας πρόσωπα. Είναι πιθανό μετά την εξέταση να αποφασίσετε να απομακρύνετε τον υπολογιστή από το κρεβάτι, να απαλλαγείτε από το κινητό με ενισχυμένη κεραία, να αλλάξετε τον παλιό φούρνο μικροκυμάτων με νέο, να αντικαταστήσετε τη μόνωση της πόρτας του ψυγείου με τη λειτουργία No Frost.

Το 1860-1865. ένας από τους μεγαλύτερους φυσικούς του 19ου αιώνα James Clerk Maxwellδημιούργησε μια θεωρία ηλεκτρομαγνητικό πεδίο.Σύμφωνα με τον Maxwell, το φαινόμενο της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής εξηγείται ως εξής. Αν σε κάποιο σημείο του χώρου το μαγνητικό πεδίο αλλάζει με το χρόνο, τότε σχηματίζεται και εκεί ηλεκτρικό πεδίο. Εάν υπάρχει κλειστός αγωγός στο πεδίο, τότε το ηλεκτρικό πεδίο προκαλεί ρεύμα επαγωγής σε αυτό. Από τη θεωρία του Maxwell προκύπτει ότι η αντίστροφη διαδικασία είναι επίσης δυνατή. Εάν σε κάποια περιοχή του χώρου το ηλεκτρικό πεδίο αλλάζει με το χρόνο, τότε σχηματίζεται και εδώ μαγνητικό πεδίο.

Έτσι, οποιαδήποτε αλλαγή με την πάροδο του χρόνου στο μαγνητικό πεδίο έχει ως αποτέλεσμα ένα μεταβαλλόμενο ηλεκτρικό πεδίο και οποιαδήποτε αλλαγή με την πάροδο του χρόνου στο ηλεκτρικό πεδίο προκαλεί ένα μεταβαλλόμενο μαγνητικό πεδίο. Αυτά δημιουργώντας το ένα το άλλο εναλλασσόμενα ηλεκτρικά και μαγνητικά πεδία σχηματίζουν ένα ενιαίο ηλεκτρομαγνητικό πεδίο.

Ιδιότητες ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων

Το σημαντικότερο αποτέλεσμα που προκύπτει από τη θεωρία του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου που διατύπωσε ο Maxwell ήταν η πρόβλεψη της πιθανότητας ύπαρξης ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων. ηλεκτρομαγνητικό κύμα- διάδοση ηλεκτρομαγνητικών πεδίων στο χώρο και στο χρόνο.

Τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα, σε αντίθεση με τα ελαστικά (ηχητικά) κύματα, μπορούν να διαδοθούν στο κενό ή σε οποιαδήποτε άλλη ουσία.

Τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα στο κενό διαδίδονται με ταχύτητα c=299 792 km/s, δηλαδή με την ταχύτητα του φωτός.

Στην ύλη, η ταχύτητα ενός ηλεκτρομαγνητικού κύματος είναι μικρότερη από ό,τι στο κενό. Η σχέση μεταξύ του μήκους κύματος, της ταχύτητάς του, της περιόδου και της συχνότητας των ταλαντώσεων που λαμβάνονται για τα μηχανικά κύματα ισχύει και για τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα:

Διακυμάνσεις διάνυσμα τάσης μικαι διάνυσμα μαγνητικής επαγωγής σιεμφανίζονται σε αμοιβαία κάθετα επίπεδα και κάθετα προς την κατεύθυνση διάδοσης του κύματος (διάνυσμα ταχύτητας).

Ένα ηλεκτρομαγνητικό κύμα μεταφέρει ενέργεια.

Εύρος ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων

Γύρω μας πολύπλοκος κόσμοςηλεκτρομαγνητικά κύματα διαφόρων συχνοτήτων: ακτινοβολία από οθόνες υπολογιστών, κινητά τηλέφωνα, φούρνους μικροκυμάτων, τηλεοράσεις κ.λπ. Επί του παρόντος, όλα τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα χωρίζονται κατά μήκος κύματος σε έξι κύριες περιοχές.

ραδιοκύματα- πρόκειται για ηλεκτρομαγνητικά κύματα (με μήκος κύματος από 10.000 m έως 0,005 m), τα οποία χρησιμεύουν για τη μετάδοση σημάτων (πληροφοριών) σε απόσταση χωρίς καλώδια. Στις ραδιοεπικοινωνίες, τα ραδιοκύματα δημιουργούνται από ρεύματα υψηλής συχνότητας που ρέουν σε μια κεραία.

Ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία με μήκος κύματος από 0,005 m έως 1 micron, δηλ. μεταξύ ραδιοκυμάτων και ορατού φωτός ονομάζονται υπέρυθρη ακτινοβολία. Η υπέρυθρη ακτινοβολία εκπέμπεται από οποιοδήποτε θερμαινόμενο σώμα. Η πηγή υπέρυθρης ακτινοβολίας είναι φούρνοι, μπαταρίες, ηλεκτρικοί λαμπτήρες πυρακτώσεως. Με τη βοήθεια ειδικών συσκευών, η υπέρυθρη ακτινοβολία μπορεί να μετατραπεί σε ορατό φως και να ληφθούν εικόνες θερμαινόμενων αντικειμένων στο απόλυτο σκοτάδι.

ΠΡΟΣ ΤΗΝ ορατό φωςπεριλαμβάνουν ακτινοβολία με μήκος κύματος περίπου 770 nm έως 380 nm, από κόκκινο έως ιώδες. Η σημασία αυτού του τμήματος του φάσματος της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας στην ανθρώπινη ζωή είναι εξαιρετικά μεγάλη, αφού ένα άτομο λαμβάνει σχεδόν όλες τις πληροφορίες για τον κόσμο γύρω του με τη βοήθεια της όρασης.

Η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία αόρατη στο μάτι με μήκος κύματος μικρότερο από το ιώδες ονομάζεται υπεριωδης ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ.Μπορεί να σκοτώσει παθογόνα βακτήρια.

ακτινοβολία ακτίνων Χαόρατο στο μάτι. Διέρχεται χωρίς σημαντική απορρόφηση μέσα από σημαντικά στρώματα μιας ουσίας που είναι αδιαφανής στο ορατό φως, η οποία χρησιμοποιείται για τη διάγνωση ασθενειών των εσωτερικών οργάνων.

Ακτινοβολία γάμμαονομάζεται ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία που εκπέμπεται από διεγερμένους πυρήνες και προέρχεται από την αλληλεπίδραση στοιχειωδών σωματιδίων.

Η αρχή της ραδιοεπικοινωνίας

Το κύκλωμα ταλάντωσης χρησιμοποιείται ως πηγή ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων. Για αποτελεσματική ακτινοβολία, το κύκλωμα «ανοίγει», δηλ. δημιουργήσουν συνθήκες για να «πάνε» το γήπεδο στο διάστημα. Αυτή η συσκευή ονομάζεται ανοιχτό ταλαντωτικό κύκλωμα - κεραία.

ραδιοεπικοινωνίαονομάζεται μετάδοση πληροφοριών με χρήση ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων, οι συχνότητες των οποίων είναι στην περιοχή από έως Hz.

Ραντάρ (ραντάρ)

Μια συσκευή που εκπέμπει εξαιρετικά σύντομα κύματα και τα λαμβάνει αμέσως. Η ακτινοβολία πραγματοποιείται με βραχείς παλμούς. Οι παλμοί ανακλώνται από αντικείμενα, επιτρέποντας, μετά τη λήψη και την επεξεργασία του σήματος, να οριστεί η απόσταση από το αντικείμενο.

Το ραντάρ ταχύτητας λειτουργεί με παρόμοια αρχή. Σκεφτείτε πώς το ραντάρ καθορίζει την ταχύτητα ενός κινούμενου αυτοκινήτου.

1. Εισαγωγή. Το αντικείμενο μελέτης στη βαλεολογία.

3. Οι κύριες πηγές του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου.

5. Μέθοδοι για την προστασία της υγείας των ανθρώπων από την ηλεκτρομαγνητική έκθεση.

6. Κατάλογος χρησιμοποιημένων υλικών και βιβλιογραφία.

1. Εισαγωγή. Το αντικείμενο μελέτης στη βαλεολογία.

1.1 Εισαγωγή.

Valeology - από λατ. "valeo" - "γεια" - επιστημονική πειθαρχίαπου μελετά την ατομική υγεία ενός υγιούς ανθρώπου. Η θεμελιώδης διαφορά μεταξύ της valeology και άλλων κλάδων (ιδίως από την πρακτική ιατρική) έγκειται ακριβώς στην ατομική προσέγγιση για την αξιολόγηση της υγείας κάθε συγκεκριμένου θέματος (χωρίς να λαμβάνονται υπόψη γενικά και μέσα δεδομένα για οποιαδήποτε ομάδα).

Για πρώτη φορά, η βαλεολογία ως επιστημονικός κλάδος καταχωρήθηκε επίσημα το 1980. Ιδρυτής του ήταν ο Ρώσος επιστήμονας I. I. Brekhman, ο οποίος εργάστηκε στο Κρατικό Πανεπιστήμιο του Βλαδιβοστόκ.

Επί του παρόντος, ο νέος κλάδος αναπτύσσεται ενεργά, οι επιστημονικές εργασίες συσσωρεύονται και η πρακτική έρευνα διεξάγεται ενεργά. Σταδιακά, γίνεται μια μετάβαση από το καθεστώς του επιστημονικού κλάδου στο καθεστώς μιας ανεξάρτητης επιστήμης.

1.2 Το αντικείμενο μελέτης στη βαλεολογία.

Αντικείμενο μελέτης στη βαλεολογία είναι η ατομική υγεία ενός υγιούς ατόμου και οι παράγοντες που την επηρεάζουν. Επίσης, η βαλεολογία ασχολείται με τη συστηματοποίηση ενός υγιεινού τρόπου ζωής, λαμβάνοντας υπόψη την ατομικότητα ενός συγκεκριμένου θέματος.

Ο πιο συνηθισμένος ορισμός της έννοιας «υγεία» αυτή τη στιγμή είναι ο ορισμός που προτείνουν οι ειδικοί του Παγκόσμιου Οργανισμού Υγείας (ΠΟΥ):

Η υγεία είναι μια κατάσταση σωματικής, ψυχικής και κοινωνικής ευεξίας.

Η σύγχρονη βαλεολογία προσδιορίζει τα ακόλουθα κύρια χαρακτηριστικά της ατομικής υγείας:

1. Η ζωή είναι η πιο σύνθετη εκδήλωση της ύπαρξης της ύλης, η οποία ξεπερνά σε πολυπλοκότητα διάφορες φυσικοχημικές και βιοαντιδράσεις.

2. Ομοιόσταση - μια οιονεί στατική κατάσταση των μορφών ζωής, που χαρακτηρίζεται από μεταβλητότητα σε σχετικά μεγάλες χρονικές περιόδους και πρακτική στατικότητα - σε σύντομες.

3. Προσαρμογή - η ιδιότητα των μορφών ζωής να προσαρμόζονται στις μεταβαλλόμενες συνθήκες ύπαρξης και υπερφόρτωσης. Με παραβιάσεις της προσαρμογής ή πολύ έντονες και ριζικές αλλαγές στις συνθήκες, εμφανίζεται δυσπροσαρμογή - άγχος.

4. Φαινότυπος - ένας συνδυασμός περιβαλλοντικών παραγόντων που επηρεάζουν την ανάπτυξη ενός ζωντανού οργανισμού. Επίσης, ο όρος «φαινότυπος» χαρακτηρίζει το σύνολο των αναπτυξιακών χαρακτηριστικών και της φυσιολογίας του οργανισμού.

5. Γονότυπος - συνδυασμός κληρονομικών παραγόντων που επηρεάζουν την ανάπτυξη ενός ζωντανού οργανισμού, ο οποίος είναι συνδυασμός του γενετικού υλικού των γονέων. Όταν μεταδίδονται παραμορφωμένα γονίδια από τους γονείς, προκύπτουν κληρονομικές παθολογίες.

6. Τρόπος ζωής - ένα σύνολο στερεότυπων συμπεριφοράς και κανόνων που χαρακτηρίζουν έναν συγκεκριμένο οργανισμό.

Υγεία (όπως ορίζεται από τον ΠΟΥ).

2. Ηλεκτρομαγνητικό πεδίο, είδη, χαρακτηριστικά και ταξινόμηση.

2.1 Βασικοί ορισμοί. Τύποι ηλεκτρομαγνητικών πεδίων.

Το ηλεκτρομαγνητικό πεδίο είναι μια ειδική μορφή ύλης μέσω της οποίας πραγματοποιείται η αλληλεπίδραση μεταξύ ηλεκτρικά φορτισμένων σωματιδίων.

Ηλεκτρικό πεδίο - που δημιουργείται από ηλεκτρικά φορτία και φορτισμένα σωματίδια στο διάστημα. Το σχήμα δείχνει μια εικόνα γραμμών πεδίου (φανταστικές γραμμές που χρησιμοποιούνται για την απεικόνιση πεδίων) ενός ηλεκτρικού πεδίου για δύο φορτισμένα σωματίδια σε ηρεμία:

Μαγνητικό πεδίο - δημιουργείται όταν ηλεκτρικά φορτία κινούνται μέσω ενός αγωγού. Το σχέδιο των γραμμών πεδίου για έναν μόνο αγωγό φαίνεται στο σχήμα:

Ο φυσικός λόγος για την ύπαρξη ενός ηλεκτρομαγνητικού πεδίου είναι ότι ένα χρονικά μεταβαλλόμενο ηλεκτρικό πεδίο διεγείρει ένα μαγνητικό πεδίο και ένα μεταβαλλόμενο μαγνητικό πεδίο διεγείρει ένα ηλεκτρικό πεδίο δίνης. Μεταβαλλόμενα συνεχώς, και τα δύο συστατικά υποστηρίζουν την ύπαρξη του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου. Το πεδίο ενός ακίνητου ή ομοιόμορφα κινούμενου σωματιδίου είναι άρρηκτα συνδεδεμένο με έναν φορέα (φορτισμένο σωματίδιο).

Ωστόσο, με την επιταχυνόμενη κίνηση των φορέων, το ηλεκτρομαγνητικό πεδίο "διασπάται" από αυτούς και υπάρχει στο περιβάλλον ανεξάρτητα, με τη μορφή ηλεκτρομαγνητικού κύματος, χωρίς να εξαφανίζεται με την αφαίρεση του φορέα (για παράδειγμα, τα ραδιοκύματα δεν εξαφανίζονται όταν εξαφανίζεται το ρεύμα (κίνηση φορέων - ηλεκτρονίων) στην κεραία που τα εκπέμπει).

2.2 Βασικά χαρακτηριστικά του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου.

Το ηλεκτρικό πεδίο χαρακτηρίζεται από την ένταση του ηλεκτρικού πεδίου (ονομασία "E", μονάδα SI - V/m, διάνυσμα). Το μαγνητικό πεδίο χαρακτηρίζεται από την ισχύ του μαγνητικού πεδίου (ονομασία "H", διάσταση SI - A/m, διάνυσμα). Η ενότητα (μήκος) του διανύσματος συνήθως μετράται.

Τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα χαρακτηρίζονται από ένα μήκος κύματος (ονομασία "(", διάσταση SI - m), μια πηγή που τα εκπέμπει - συχνότητα (ονομασία - "(", διάσταση SI - Hz). Στο σχήμα, E είναι το διάνυσμα έντασης ηλεκτρικού πεδίου, H είναι το διάνυσμα έντασης μαγνητικού πεδίου.

Σε συχνότητες 3 - 300 Hz, η έννοια της μαγνητικής επαγωγής μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί ως χαρακτηριστικό του μαγνητικού πεδίου (ονομασία "B", διάσταση SI - T).

2.3 Ταξινόμηση ηλεκτρομαγνητικών πεδίων.

Η πιο χρησιμοποιούμενη είναι η λεγόμενη «ζωνική» ταξινόμηση των ηλεκτρομαγνητικών πεδίων ανάλογα με το βαθμό απομάκρυνσης από την πηγή/φορέα.

Σύμφωνα με αυτή την ταξινόμηση, το ηλεκτρομαγνητικό πεδίο χωρίζεται σε «εγγύς» και «μακρινή» ζώνες. Η «κοντινή» ζώνη (μερικές φορές ονομάζεται ζώνη επαγωγής) εκτείνεται σε απόσταση από την πηγή ίση με 0-3 (, de (- το μήκος του ηλεκτρομαγνητικού κύματος που δημιουργείται από το πεδίο. Σε αυτήν την περίπτωση, η ένταση του πεδίου μειώνεται γρήγορα (αναλογικά με το τετράγωνο ή τον κύβο της απόστασης από την πηγή).

Η «μακρινή» ζώνη είναι η ζώνη του σχηματιζόμενου ηλεκτρομαγνητικού κύματος. Εδώ, η ένταση του πεδίου μειώνεται αντίστροφα με την απόσταση από την πηγή. Σε αυτή τη ζώνη ισχύει η πειραματικά προσδιορισμένη σχέση μεταξύ των εντάσεων του ηλεκτρικού και του μαγνητικού πεδίου:

όπου το 377 είναι μια σταθερή αντίσταση κενού, Ohm.

Τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα ταξινομούνται συνήθως σύμφωνα με τις συχνότητες:

| Εξαιρετικά χαμηλό, | | Hz | Δεκαμερόμετρο | Μμ |

| Εξαιρετικά χαμηλό, VLF | | Hz | Μεγάμετρο | Μμ |

| Πολύ χαμηλό, VLF | KHz | Μυριάμετρο | km |

| Χαμηλές συχνότητες, μπάσα | | KHz|Χιλιόμετρο | km |

| Μέσος όρος, MF | | MHz | Εκτομετρικό | km |

| Υψηλό, HF | | MHz | Δεκαμέτρο | m |

|Πολύ υψηλό, VHF| MHz|Μετρητής | m |

|Υπερ-υψηλό, UHF| GHz | Δεκατόμετρο | m |

| Εξαιρετικά υψηλή, φούρνος μικροκυμάτων | | GHz | Εκατοστό | cm |

| Εξαιρετικά υψηλό, | | GHz|Χιλιοστό | mm |

Συνήθως, μετριέται μόνο η ένταση ηλεκτρικού πεδίου Ε. Σε συχνότητες πάνω από 300 MHz, μερικές φορές μετράται η πυκνότητα ροής ενέργειας του κύματος ή το διάνυσμα Poynting (ο χαρακτηρισμός "S", η διάσταση SI είναι W/m2).

3. Οι κύριες πηγές του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου.

Οι κύριες πηγές του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου είναι:

Ηλεκτρικά καλώδια.

Καλωδίωση (εντός κτιρίων και κατασκευών).

Οικιακές ηλεκτρικές συσκευές.

Προσωπικοί υπολογιστές.

Τηλεοπτικοί και ραδιοφωνικοί σταθμοί εκπομπής.

Δορυφορικές και κυψελοειδείς επικοινωνίες (συσκευές, επαναλήπτες).

Ηλεκτρική μεταφορά.

εγκαταστάσεις ραντάρ.

3.1 Γραμμές ρεύματος (TL).

Τα καλώδια μιας λειτουργικής γραμμής ισχύος δημιουργούν ένα ηλεκτρομαγνητικό πεδίο βιομηχανικής συχνότητας (50 Hz) στον παρακείμενο χώρο (σε αποστάσεις της τάξης των δεκάδων μέτρων από το καλώδιο). Επιπλέον, η ένταση του πεδίου κοντά στη γραμμή μπορεί να ποικίλλει σε μεγάλο εύρος, ανάλογα με το ηλεκτρικό της φορτίο. Τα πρότυπα θέτουν τα όρια των ζωνών υγειονομικής προστασίας κοντά σε ηλεκτροφόρα καλώδια (σύμφωνα με το SN 2971-84):

| Τάση λειτουργίας | 330 και κάτω | 500 | 750 | 1150 |

| Μέγεθος | 20 | 30 | 40 | 55 |

(στην πραγματικότητα, τα όρια της ζώνης υγειονομικής προστασίας καθορίζονται κατά μήκος της γραμμής ορίου της μέγιστης ισχύος ηλεκτρικού πεδίου, η οποία είναι η πιο απομακρυσμένη από τα καλώδια, ίση με 1 kV / m).

3.2 Καλωδίωση.

Η ηλεκτρική καλωδίωση περιλαμβάνει: καλώδια τροφοδοσίας για συστήματα υποστήριξης ζωής κτιρίων, καλώδια διανομής ρεύματος, καθώς και σανίδες διακλάδωσης, κιβώτια ισχύος και μετασχηματιστές. Η ηλεκτρική καλωδίωση είναι η κύρια πηγή του βιομηχανικού ηλεκτρομαγνητικού πεδίου συχνότητας σε οικιακούς χώρους. Σε αυτή την περίπτωση, το επίπεδο της έντασης του ηλεκτρικού πεδίου που εκπέμπεται από την πηγή είναι συχνά σχετικά χαμηλό (δεν υπερβαίνει τα 500 V/m).

3.3 Οικιακές ηλεκτρικές συσκευές.

Πηγές ηλεκτρομαγνητικών πεδίων είναι όλες οι οικιακές συσκευές που λειτουργούν με ηλεκτρικό ρεύμα. Ταυτόχρονα, το επίπεδο ακτινοβολίας ποικίλλει στο ευρύτερο εύρος, ανάλογα με το μοντέλο, τη συσκευή της συσκευής και τον συγκεκριμένο τρόπο λειτουργίας. Επίσης, το επίπεδο ακτινοβολίας εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από την κατανάλωση ενέργειας της συσκευής - όσο μεγαλύτερη είναι η ισχύς, τόσο υψηλότερο είναι το επίπεδο του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου κατά τη λειτουργία της συσκευής. Η ένταση του ηλεκτρικού πεδίου κοντά σε οικιακές συσκευές δεν υπερβαίνει τις δεκάδες V/m.

Ο παρακάτω πίνακας δείχνει τα μέγιστα επιτρεπόμενα επίπεδα μαγνητικής επαγωγής για τις πιο ισχυρές πηγές μαγνητικού πεδίου μεταξύ των οικιακών ηλεκτρικών συσκευών:

| Συσκευή | Οριακό διάστημα | |

| | τιμές μαγνητικής επαγωγής, μT |

|Καφετιέρα | |

|Πλυντήριο | |

| Σίδερο | |

| Ηλεκτρική σκούπα | |

| Ηλεκτρική κουζίνα | |

|Λάμπα « φως ημέρας» (λαμπτήρες φθορισμού LTB, | |

| Ηλεκτρικό τρυπάνι (κινητήρας | |

| Ισχύς W) | | |

| Ηλεκτρικός αναδευτήρας (κινητήρας ισχύος | |

| W) | |

| Τηλεόραση | |

| Φούρνος μικροκυμάτων (επαγωγικός, φούρνος μικροκυμάτων) | | |

3.4 Προσωπικοί υπολογιστές.

Η κύρια πηγή δυσμενών επιπτώσεων στην υγεία για έναν χρήστη υπολογιστή είναι η συσκευή προβολής της οθόνης (VOD). Στις περισσότερες σύγχρονες οθόνες, το CBO είναι ένας καθοδικός σωλήνας ακτίνων. Ο πίνακας παραθέτει τις κύριες επιπτώσεις της SVR στην υγεία:

| Εργονομική | Παράγοντες επιρροής ηλεκτρομαγνητικών | |

| | σωλήνας καθοδικών ακτίνων πεδίου | |

| Σημαντική μείωση της αντίθεσης | Ηλεκτρομαγνητικό πεδίο στη συχνότητα | |

| αναπαραγόμενη εικόνα στις συνθήκες | Εύρος MHz. |

| εξωτερικός φωτισμός της οθόνης με απευθείας δέσμες | | |

| φως. | | |

|Αντανάκλαση καθρέφτηακτίνες φωτός από | Ηλεκτροστατικό φορτίο στην επιφάνεια |

| Χαρακτήρας κινουμένων σχεδίων | Υπεριώδης ακτινοβολία (εύρος |

| αναπαραγωγή εικόνας | μήκη κύματος nm). |

| (συνεχής ενημέρωση υψηλής συχνότητας | |

| Διακριτή φύση της εικόνας | Υπέρυθρες και ακτίνες Χ |

| (υποδιαίρεση σε σημεία). ιονίζουσα ακτινοβολία. |

Στο μέλλον, θα εξετάσουμε μόνο τους παράγοντες της επίδρασης του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου του καθοδικού σωλήνα ως τους κύριους παράγοντες της επίδρασης του SVR στην υγεία.

Εκτός από την οθόνη και τη μονάδα συστήματος, ένας προσωπικός υπολογιστής μπορεί επίσης να περιλαμβάνει μεγάλο αριθμό άλλων συσκευών (όπως εκτυπωτές, σαρωτές, φίλτρα δικτύου κ.λπ.). Όλες αυτές οι συσκευές λειτουργούν με τη χρήση ηλεκτρικού ρεύματος, που σημαίνει ότι αποτελούν πηγές ηλεκτρομαγνητικού πεδίου. Ο παρακάτω πίνακας δείχνει το ηλεκτρομαγνητικό περιβάλλον κοντά στον υπολογιστή (η συνεισφορά της οθόνης δεν λαμβάνεται υπόψη σε αυτόν τον πίνακα, όπως αναφέρθηκε νωρίτερα):

| Πηγή | Δημιουργήθηκε εύρος συχνοτήτων | |

| | ηλεκτρομαγνητικό πεδίο | |

Συναρμολόγηση μονάδας συστήματος |. |

| Συσκευές εισόδου-εξόδου (εκτυπωτές, | Hz. |

| σαρωτές, μονάδες δίσκου, κ.λπ.). | |

Τροφοδοτικά αδιάλειπτης ισχύος, |. |

φίλτρα δικτύου και σταθεροποιητές | | |

Το ηλεκτρομαγνητικό πεδίο των προσωπικών υπολογιστών έχει την πιο περίπλοκη κυματική και φασματική σύνθεση και είναι δύσκολο να μετρηθεί και να ποσοτικοποιηθεί. Διαθέτει μαγνητικά, ηλεκτροστατικά στοιχεία και στοιχεία ακτινοβολίας (ιδιαίτερα, το ηλεκτροστατικό δυναμικό ενός ατόμου που κάθεται μπροστά από μια οθόνη μπορεί να κυμαίνεται από -3 έως +5 V). Δεδομένου του γεγονότος ότι οι προσωπικοί υπολογιστές χρησιμοποιούνται πλέον ενεργά σε όλους τους κλάδους της ανθρώπινης δραστηριότητας, ο αντίκτυπός τους στην ανθρώπινη υγεία υπόκειται σε προσεκτική μελέτη και έλεγχο.

3.5 Σταθμοί εκπομπής τηλεόρασης και ραδιοφώνου.

Ένας σημαντικός αριθμός ραδιοφωνικών ραδιοφωνικών σταθμών και κέντρων διαφόρων δεσμών βρίσκονται επί του παρόντος στο έδαφος της Ρωσίας.

Οι σταθμοί και τα κέντρα εκπομπής βρίσκονται σε ζώνες ειδικά καθορισμένες γι' αυτούς και μπορούν να καταλάβουν αρκετά μεγάλες περιοχές (έως 1000 εκτάρια). Με τη δομή τους, περιλαμβάνουν ένα ή περισσότερα τεχνικά κτίρια, όπου βρίσκονται ραδιοπομποί, και πεδία κεραιών, στα οποία βρίσκονται έως και αρκετές δεκάδες συστήματα τροφοδοσίας κεραίας (AFS). Κάθε σύστημα περιλαμβάνει μια κεραία ακτινοβολίας και μια γραμμή τροφοδοσίας που φέρνει το σήμα εκπομπής.

Το ηλεκτρομαγνητικό πεδίο που εκπέμπεται από τις κεραίες των κέντρων ραδιοφωνικής μετάδοσης έχει πολύπλοκη φασματική σύνθεση και μεμονωμένη κατανομή δυνάμεων ανάλογα με τη διαμόρφωση των κεραιών, το έδαφος και την αρχιτεκτονική των παρακείμενων κτιρίων. Ορισμένα δεδομένα κατά μέσο όρο για διάφορους τύπους κέντρων ραδιοφωνικής μετάδοσης παρουσιάζονται στον πίνακα:

| | πεδίο, V / m. | A / m. | |

| DV - ραδιόφωνο | 630 | 1,2 | Υψηλότερη τάση |

| kHz, | | | αποστάσεις μικρότερες από 1 μήκος | |

Πομποί 300 -| | Κεραίες | |

|500 kW). | | | |

Πομποί 50 - | | | ηλεκτρικό πεδίο. |

|200 kW). | | | |

| HF - ραδιόφωνο | 44 | 0,12 | Οι πομποί μπορούν να είναι | |

|MHz, | | | Πυκνά χτισμένο | |

Πομποί 10 - | | | Στέγες κτιρίων κατοικιών. |

|100 kW). | | | |

| MHz, | | | επίπεδο κτιρίου | |

3.6 Δορυφορική και κινητή επικοινωνία.

3.6.1 Δορυφορικές επικοινωνίες.

Τα συστήματα δορυφορικής επικοινωνίας αποτελούνται από έναν σταθμό εκπομπής στη Γη και ταξιδιώτες - επαναλήπτες σε τροχιά. Οι δορυφορικοί σταθμοί επικοινωνίας εκπέμπουν μια στενά κατευθυνόμενη δέσμη κύματος, η πυκνότητα ροής ενέργειας στην οποία φτάνει τα εκατοντάδες W/m. Τα συστήματα δορυφορικής επικοινωνίας δημιουργούν υψηλές εντάσεις ηλεκτρομαγνητικού πεδίου σε σημαντικές αποστάσεις από τις κεραίες. Για παράδειγμα, ένας σταθμός με ισχύ 225 kW, που λειτουργεί σε συχνότητα 2,38 GHz, δημιουργεί πυκνότητα ροής ενέργειας 2,8 W/m2 σε απόσταση 100 km. Η διασπορά της ενέργειας σε σχέση με την κύρια δέσμη είναι πολύ μικρή και συμβαίνει κυρίως στην περιοχή της άμεσης τοποθέτησης της κεραίας.

3.6.2 Κυψελοειδής επικοινωνία.

Η κινητή ραδιοτηλεφωνία είναι σήμερα ένα από τα πιο εντατικά αναπτυσσόμενα συστήματα τηλεπικοινωνιών. Τα κύρια στοιχεία ενός συστήματος κυψελοειδούς επικοινωνίας είναι οι σταθμοί βάσης και τα κινητά ραδιοτηλέφωνα. Οι σταθμοί βάσης διατηρούν ραδιοεπικοινωνία με κινητές συσκευές, με αποτέλεσμα να αποτελούν πηγές ηλεκτρομαγνητικού πεδίου. Το σύστημα χρησιμοποιεί την αρχή της διαίρεσης της περιοχής κάλυψης σε ζώνες, ή τα λεγόμενα «κελιά», με ακτίνα km. Ο παρακάτω πίνακας παρουσιάζει τα κύρια χαρακτηριστικά των συστημάτων κινητής επικοινωνίας που λειτουργούν στη Ρωσία:

| | | | | Τρ. | χλμ. |

|NMT450. | |

| Αναλογικό. |5] |5] | | | |

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

|DAMPS (IS – |||50 |0,2 | |

|136). | | | | | |

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

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

|GSM - 1800. | |

|Ψηφιακό. |0] |5] | | | |

Η ένταση ακτινοβολίας του σταθμού βάσης καθορίζεται από το φορτίο, δηλαδή την παρουσία των ιδιοκτητών κινητών τηλεφώνων στην περιοχή εξυπηρέτησης ενός συγκεκριμένου σταθμού βάσης και την επιθυμία τους να χρησιμοποιήσουν το τηλέφωνο για συνομιλία, η οποία, με τη σειρά της, εξαρτάται ουσιαστικά από την ώρα της ημέρας, την τοποθεσία του σταθμού, την ημέρα της εβδομάδας και άλλους παράγοντες. Τη νύχτα, η φόρτωση των σταθμών είναι σχεδόν μηδενική. Η ένταση ακτινοβολίας των κινητών συσκευών εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από την κατάσταση του καναλιού επικοινωνίας "κινητό ραδιοτηλέφωνο - σταθμός βάσης" (όσο μεγαλύτερη είναι η απόσταση από το σταθμό βάσης, τόσο μεγαλύτερη είναι η ένταση ακτινοβολίας της συσκευής).

3.7 Ηλεκτρική μεταφορά.

Οι ηλεκτρικές μεταφορές (τρόλεϊ, τραμ, τρένα μετρό κ.λπ.) είναι μια ισχυρή πηγή ηλεκτρομαγνητικού πεδίου στην περιοχή συχνοτήτων Hz. Ταυτόχρονα, στη συντριπτική πλειονότητα των περιπτώσεων, ο ηλεκτροκινητήρας έλξης λειτουργεί ως ο κύριος εκπομπός (για τρόλεϊ και τραμ, οι συλλέκτες ρεύματος αέρα ανταγωνίζονται τον ηλεκτροκινητήρα ως προς την ισχύ του ακτινοβολούμενου ηλεκτρικού πεδίου). Ο πίνακας δείχνει δεδομένα σχετικά με τη μετρούμενη τιμή της μαγνητικής επαγωγής για ορισμένους τύπους ηλεκτρικής μεταφοράς:

| Τρόπος μεταφοράς και γένος | Μέση τιμή | Μέγιστη τιμή |

| | επαγωγή, μΤ. | |

| Προαστιακά τρένα. | 20 | 75 |

| Ηλεκτρική μεταφορά με | 29 | 110 |

| Μονάδα DC | | |

| (ηλεκτρικά αυτοκίνητα κ.λπ.). | | |

3.8 Εγκαταστάσεις ραντάρ.

Οι εγκαταστάσεις ραντάρ και ραντάρ έχουν συνήθως κεραίες τύπου ανακλαστήρα («πιάτα») και εκπέμπουν μια στενά κατευθυνόμενη δέσμη ραδιοφώνου.

Η περιοδική κίνηση της κεραίας στο χώρο οδηγεί σε χωρική ασυνέχεια της ακτινοβολίας. Υπάρχει επίσης μια προσωρινή ασυνέχεια της ακτινοβολίας λόγω της κυκλικής λειτουργίας του ραντάρ για ακτινοβολία. Λειτουργούν σε συχνότητες από 500 MHz έως 15 GHz, αλλά ορισμένες ειδικές εγκαταστάσεις μπορούν να λειτουργήσουν σε συχνότητες έως 100 GHz ή περισσότερες. Λόγω της ιδιαίτερης φύσης της ακτινοβολίας, μπορούν να δημιουργήσουν ζώνες με υψηλή πυκνότητα ροής ενέργειας (100 W/m2 ή περισσότερο) στο έδαφος.

4. Η επίδραση του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου στην ατομική ανθρώπινη υγεία.

Το ανθρώπινο σώμα αντιδρά πάντα σε ένα εξωτερικό ηλεκτρομαγνητικό πεδίο. Λόγω της διαφορετικής σύνθεσης κυμάτων και άλλων παραγόντων, το ηλεκτρομαγνητικό πεδίο διαφόρων πηγών επηρεάζει την ανθρώπινη υγεία με διαφορετικούς τρόπους. Επομένως, σε αυτή την ενότητα, ο αντίκτυπος των διαφόρων πηγών στην υγεία θα εξεταστεί χωριστά. Ωστόσο, το πεδίο των τεχνητών πηγών, το οποίο είναι έντονα ασύμφωνο με το φυσικό ηλεκτρομαγνητικό υπόβαθρο, σχεδόν σε όλες τις περιπτώσεις έχει αρνητικό αντίκτυπο στην υγεία των ανθρώπων στη ζώνη επιρροής του.

Εκτενείς μελέτες για την επίδραση των ηλεκτρομαγνητικών πεδίων στην υγεία ξεκίνησαν στη χώρα μας τη δεκαετία του '60. Διαπιστώθηκε ότι το ανθρώπινο νευρικό σύστημα είναι ευαίσθητο στις ηλεκτρομαγνητικές επιδράσεις και ότι το πεδίο έχει το λεγόμενο αποτέλεσμα πληροφοριών όταν εκτίθεται σε ένα άτομο σε εντάσεις κάτω από την τιμή κατωφλίου του θερμικού αποτελέσματος (η τιμή της έντασης του πεδίου στην οποία αρχίζει να εκδηλώνεται η θερμική του επίδραση).

Ο παρακάτω πίνακας παραθέτει τα πιο συνηθισμένα παράπονα σχετικά με την επιδείνωση της υγείας των ανθρώπων που βρίσκονται στη ζώνη επιρροής του πεδίου διαφόρων πηγών. Η σειρά και η αρίθμηση των πηγών στον πίνακα αντιστοιχούν στη σειρά και την αρίθμησή τους που υιοθετήθηκαν στην Ενότητα 3:

| Πηγή | Τα πιο συνηθισμένα παράπονα. |

| ηλεκτρομαγνητική | |

|1. Γραμμές | Η βραχυπρόθεσμη έκθεση (της τάξης πολλών λεπτών) είναι ικανή |

| | οδηγούν σε αρνητική αντίδραση μόνο σε ιδιαίτερα ευαίσθητα | |

| | άτομα ή ασθενείς με ορισμένους τύπους αλλεργικών | |

| | διάφορες παθολογίες του καρδιαγγειακού και του νευρικού συστήματος | |

| | (λόγω ανισορροπίας του υποσυστήματος της νευρικής ρύθμισης). Πότε |

| | εξαιρετικά μεγάλη (περίπου 10-20 χρόνια) συνεχής έκθεση | |

| | ίσως (σύμφωνα με μη επαληθευμένα στοιχεία) η ανάπτυξη κάποιων | |

| Ογκολογικές ασθένειες | |

|2. Εσωτερική | Μέχρι σήμερα, στοιχεία για καταγγελίες επιδείνωσης | |

| ηλεκτρική καλωδίωση κτιρίων | υγεία, άμεσα συνδεδεμένη με τις εργασίες εσωτερικού | |