Електромагнитно поле - Хипермаркет на знанието. Електромагнитно поле, въздействието му върху човека, измерване и защита

В тази глава терминът "електромагнитни полета" се отнася до частта от електромагнитни излъчвания, чийто честотен диапазон е между 0 Hz и 300 GHz.

Електрическите и магнитните процеси са представени подробно в специален раздел на физиката. Тези процеси се основават на електромагнитни взаимодействия, които поради разнообразието на своите проявления играят изключително важна роля в природата и техниката. В електродинамиката думите "електричен заряд" и "електрически заредено тяло" означават твърдо тяло с излишък (отрицателно заредено тяло) или недостиг (положително заредено тяло) на електрони.

За да се обясни произхода на силите, действащи между почиващи или движещи се заряди, има концепция електрическо поле.За да се характеризира количествено електрическото поле, има специално физическо количество - напрегнатост на електрическото поле(E), което се измерва чрез силата, действаща върху единичен положителен заряд, поставен в тази точка. Единицата за електрическо поле е 1 V/m.

Когато токът протича през проводник, той създава собствено магнитно поле (B). Тъй като няма магнитни заряди, силовите линии магнитно полевинаги затворен.

Електромагнитното поле може да се опише с два вектора - напрежениеелектрическо поле E и чрез индукциямагнитно поле B. В същото време електричеството и магнетизмът винаги трябва да се разглеждат заедно, като едно цяло електромагнитно поле.

Да се ​​определи електромагнитното поле в дадена точка на пространството, например във въздуха, означава да се определят векторите E и B във всеки момент от времето във всяка точка на пространството. Векторните величини са силови характеристики електромагнитно поле. AT международна системаединици (SI) величини, свързани с електромагнитно поле, се наричат ​​електрически. Като основно електрическо количество е избрано сила електрически ток (I) с мерната единица ампер.

Според зависимостта от времето величините, характеризиращи електромагнитното поле, се разделят на следните основни типове: постоянен(не зависи от времето), хармоничени произволенпериодични колебания, импулси, шумове,амплитудно модулиран.

Постоянното електрическо поле често се нарича електростатично поле. Създава се от заредени диелектрични или метални тела. Най-простата структура е електростатичното поле на равномерно заредена равнина, над и под която то е еднородно, а векторът е перпендикулярен на заредената равнина.

Постоянното магнитно поле се създава от постоянен магнит или проводници с постоянен ток. Графично структурата на постоянно магнитно поле се изобразява с помощта на силови линии, към които векторът на силата на магнитното поле е допирателен във всяка точка.

При наличие на времева зависимост електричното и магнитното поле са свързани помежду си и образуват едно цяло - електромагнитно поле.Кога хармонични вибрациипространствената структура на електромагнитното поле зависи не само от разпределението на зарядите и токовете върху дадено проводящо тяло, но и от честотата, или по-скоро от съотношението между дължината на вълната и размера на източника. В този случай модулите на интензитета на електрическото и магнитното поле намаляват обратно пропорционално на разстоянието от източника до точката на наблюдение.

За да характеризирате периодичните електромагнитни трептения, използвайте следните опции:

1) средноквадратична стойност на напрегнатостта на електрическото поле;

2) средноквадратична стойност на проекцията на напрегнатостта на електрическото поле върху дадена посока;

3) средноквадратични стойности на силата на магнитното поле и магнитната индукция;

4) средната плътност на енергийния поток на електромагнитното поле в плоска вълна.

Често хармоничните полета са модулирани по амплитуда. Свойствата на модулираните полета са най-силно изразени при т.нар. импулсна модулация - когато се наблюдават импулси на хармонично поле с продължителност t. и след това има пауза за време t p, последвана от повторение.

Отделните моноимпулси на полето се характеризират с продължителността на фронта (времето на нарастване на полето) и общата продължителност на импулса.

Бързо променящите се полета се разпространяват под формата на електромагнитна вълна на големи разстояния от източника. В електромагнитната вълна съществува недвусмислена връзка между полетата E и B и посоката на разпространение на вълната, дадена от вълновия вектор. Всички електромагнитни вълни в свободното пространство се разпространяват със скорост на светлината, равна на 300 000 km/s.

8.1. ВИДОВЕ ЕЛЕКТРОМАГНИТНИ ПОЛЕТА

Естествени електромагнитни полета и радиация. Доскоро основното внимание на изследователите беше насочено към изучаването на ЕМП от антропогенен произход, чиито нива значително надвишават естествения електромагнитен фон на Земята.

В същото време през последните десетилетия убедително е доказана важната роля на ЕМП от естествен произход в развитието на живота на Земята и последващото му развитие и регулиране.

В спектъра на естествените електромагнитни полета могат условно да се разграничат няколко компонента - това е постоянното магнитно поле на Земята (геомагнитно поле, GMF), електростатичното поле и променливите електромагнитни полета в честотния диапазон от 10 -3 Hz до 10 12 Hz

При изучаване на влиянието на естествените ЕМП върху дивата природа специално внимание се обръща на геомагнитното поле като един от най-важните фактори на околната среда. Стойността на постоянния GMF може да варира на повърхността на Земята от 26 µT (в ​​района на Рио де Жанейро) до 68 µT (близо до географските полюси), достигайки максимуми в области на магнитни аномалии (Курска аномалия, до 190 µT).

Променливо магнитно поле (основно генерирано от токове, протичащи в йоносферата и магнитосферата) се наслагва върху основното магнитно поле на Земята, чиято величина е незначителна.

Геомагнитното поле претърпява вариации с дълги (секуларни) периоди (8000, 600 години) и с периоди от десетки години (60, 22, 11 години), както и краткопериодични дневни вариации, които обикновено се характеризират с различна цифрова активност индекси (K-индекс, числа Wolf (W) и др.).

Квазипериодичните промени в геомагнитното поле с периоди от части от секундата до няколко минути се наричат геомагнитни пулсации.Те обикновено се разделят на редовни, стабилни, непрекъснати (P с - пулсациите продължават)и неправилен, подобен на шум импулс (P; - неправилни пулсации).Първите се наблюдават предимно сутрин и дневни часове, а вторият - вечер и през нощта.

Всички видове неравномерни пулсации са елементи на геомагнитни смущения и са тясно свързани с тях, докато Pc пулсациите се наблюдават и при много спокойни условия. Въпреки малките стойности на амплитудите на пулсациите (от стотни до стотни nT), редица изследователи посочват биологичната активност на тези трептения. Това се дължи, на първо място, на съществуващата определена селективност в честотата по време на взаимодействието на магнитното поле с биологични обекти и, второ, на факта, че скоростта на промяна на интензитета на магнитното поле във времето, т.е. неговата производна по време. Сред стабилните колебания има такива, които се случват ден след ден на едни и същи интервали от местното време. В природата, очевидно, може да се развие адаптация към електромагнитно "изпомпване" от този вид. И ако режимът на стабилни колебания (P c) е "обичаен" за биосистемите, тогава изолацията от него може да има отрицателни последици за организма.

По време на смущения (магнитни бури) се наблюдава глобално възбуждане на микропулсации, след което те могат да бъдат записани в продължение на десетки часове по целия свят. Глобусът. Глобалната и локална гръмотевична буря допринася за формирането на естествения електромагнитен фон на Земята. Почти винаги съществуват електромагнитни трептения с честоти от 4-30 Hz. Може да се предположи, че те могат да служат като синхронизатори на някои биологични процеси, тъй като са резонансни честоти за редица от тях. ЕМП, чийто произход се дължи на светкавична активност, също се наблюдава при по-високи честоти (0,1-15 kHz).

Спектърът на слънчевата и галактическата радиация, достигаща до Земята, включва електромагнитно излъчване от целия радиочестотен диапазон, инфрачервени и ултравиолетова радиация, видима светлина, йонизиращо лъчение. Взети заедно, естествените ЕМП на Земята представляват цял ​​спектър от електромагнитни вълни

“шумове”, под въздействието на които съществува самата Земя и целият живот на нея.

Естествените ЕМП, включително ГМП, могат да имат двусмислен ефект върху човешкото тяло. От една страна, геомагнитните смущения се разглеждат като рисков фактор за околната среда: има доказателства за връзка с развитието на редица нежелани реакции в човешкото тяло. По този начин е показано, че геомагнитните смущения могат да имат десинхронизиращ ефект върху биологични ритмии други процеси в тялото или да бъде основна действаща причина за модулиране на функционалното състояние на мозъка. Отбелязана е връзка между появата на геомагнитни смущения и увеличаването на броя на клинично тежките заболявания (миокардни инфаркти и инсулти), както и на броя на пътнотранспортните произшествия и авиокатастрофите. От друга страна, установено е, че непериодичните вариации на геомагнитното поле участват в регулацията на циркадните, инфра- и цирка-септантните биологични ритми, както и връзката между тях.

Така вече стана ясно, че естествените електромагнитни полета трябва да се считат за едни от най-важните фактори на околната среда. И ако осъществяването на живот под въздействието на естественото ЕМР е толкова значимо и в същото време „обичайно“ за биосистемите, тогава попадането в ситуация, при която нивата им претърпяват резки колебания или значително намаляват, може да има сериозни негативни последици.

Хипогеомагнитно поле. За първи път беше обърнато сериозно внимание на въпроса за възможността от неблагоприятно въздействие върху тялото на продължително излагане на отслабени естествени електромагнитни полета, което предизвика появата на оплаквания за влошаване на благосъстоянието и здравето на хората, работещи в екранирани структури , които се използват широко в различни индустрии. Такива екранирани конструкции, изпълняващи основните си производствени функции - предотвратяване на разпространението на ЕМП, генерирани от оборудването, поставено в тях, извън помещенията поради тяхната характеристики на дизайнав същото време предотвратяват проникването на ЕМП от естествен произход в тях.

Така се появи електромагнитната хигиена нов проблем- изследване на въздействието върху човешкия организъм при дефицит на естествени електромагнитни полета и разработване на научни и методически подходи за тяхното хигиенно регулиране.

Изследването на редица специализирани екранирани структури позволи да се получат нови интересни данни, които разкриват специфичните особености на необичайната за хората електромагнитна среда, образувана в тях, и на първо място значително намаляване на нивата на геомагнитното поле ( K o = 1,5-15 пъти), естествени променливи на ЕМП и нарушаване на тяхната пространствена ориентация.

В същото време трябва да се подчертае, че по време на магнитни бури, чийто неблагоприятен ефект върху тялото се усеща субективно от почти 30% от населението, нивото на геомагнитното поле се променя (увеличава) средно с десетки или стотици. нанотесла, което е само част или няколко процента от стойността му. При условията, описани по-горе, промяната в нивата на GMF е десетки хиляди нанотесла.

Като се има предвид, че цялата еволюция на човека като вид, както и формирането и живота му като индивид, протичат под постоянното регулиращо влияние на естествените електромагнитни полета, се предполага, че дефицитът на тези фактори, т. необходими за тялотоза осъществяване на нормалния му живот, може да допринесе за развитието на неблагоприятни промени в здравословното състояние на лица, работещи в такива условия.

Следователно този проблем е изключително актуален и неговото решаване засяга интересите на населението като цяло.

Статични електрически полета (SEP). SEP са полета на стационарни електрически заряди или стационарни електрически полета на постоянен ток. Възникването на заряди от статично електричество може да възникне при смачкване, пръскане, отделяне на газ от вещества, относително движение на две в контакт твърди вещества, насипни, течни и газообразни материали, с интензивно смесване, кристализация и др.

СЕП се създават в електроцентрали и в електротехнологични процеси. Те могат да съществуват под формата на самия ESP (полета с фиксирани заряди) или стационарни електрически полета (електрически полета с постоянен ток).

SEPs се използват широко в национална икономиказа електрогазово почистване, електростатично разделяне на руди и материали, електростатично нанасяне на бои и лакове и полимерни материалии т.н.

Има обаче редица индустрии технологични процесиза производство, обработка и транспортиране на диелектрични материали, където се отбелязва образуването на електростатични заряди и полета, причинени от електрифицирането на обработвания продукт (текстил, дървообработване, целулоза и хартия, химическа индустрияи т.н.). Нивата на напрежение на SEB върху предачно и тъкачно оборудване достигат 20-60 kV/m и по-високи, а при производството на линолеум филмовите материали могат да надвишават 240-250 kV/m.

Статични електрически заряди се образуват и върху екраните на електроннолъчевите тръби на PC.

В енергийните системи PDS се образуват в близост до работещи електрически инсталации, разпределителни уредби и електропроводи за постоянен ток с високо напрежение. В този случай има и повишена йонизация на въздуха (например в резултат на коронни разряди) и възникване на йонни потоци.

Основните физични параметри на SEP са напрегнатостта на полето и потенциалите на отделните му точки. напрежение на SEP - векторно количество, определено от съотношението на силата, действаща върху точков заряддо величината на този заряд, измерен във волтове на метър (V/m). Енергийните характеристики на SEP се определят от потенциалите на точките на полето.

Постоянни магнитни полета (PMF). Източници на ФПМ на работните места са постоянни магнити, електромагнити, системи за постоянен ток с голям ток (проводи за постоянен ток, електролитни бани и други електрически устройства).

Постоянните магнити и електромагнити се използват широко в апаратура, магнитни шайби за кранове и други фиксиращи устройства, магнитни сепаратори, магнитни устройства за пречистване на вода, магнитохидродинамични (MHD) генератори, магнитно резонансно изображение (MRI) и машини за електронен парамагнитен резонанс (EPR). ), както и във физиотерапевтичната практика.

Основните физични параметри, характеризиращи СПИ са: сила на полето(H) магнитен поток(F)

и магнитна индукция (В).В системата SI единиците за измерване на силата на магнитното поле са ампери на метър (A / m), магнитен поток - weber (Wb), магнитна индукция (или плътност на магнитния поток) - тесла (Tl).

Мощни източници на SMF са MHD генераторите. Според СЗО (1986) нивата на ФМП в местата на персонала, обслужващ МГД генератори и термоядрени устройства, достигат 50 mT. В апаратите за магнитен резонанс, използвани в медицината, пациентите са изложени на ФМП до 2 T и повече. Високи нива (10-100 mT) се създават в салоните Превозно средствона магнитна подложка. Средни нива на PMP в работна зонаоператори в електролитни процеси са 5-10 mT. Нивата на PMF под високоволтови DC преносни линии са от порядъка на 20 μT.

Електромагнитни полета с индустриална честота (EMF FC). Електромагнитните полета (EMF) с индустриална честота (FC), които са част от ултранискочестотния диапазон на радиочестотния спектър, са най-често срещаните както в промишлени условия, така и в ежедневието. Обхватът на индустриалната честота е представен у нас с честота 50 Hz (в редица страни на американския континент 60 Hz). Основните източници на ПЧ ЕМП, създадени в резултат на човешката дейност, са различни видовепроизводствено и битово електрическо оборудване за променлив ток.

Тъй като дължината на вълната, съответстваща на честота от 50 Hz, е 6000 km, човек е изложен на фактор в близката зона. В тази връзка хигиенната оценка на EMF FC се извършва отделно за електрическите и магнитните компоненти (EF и MF FC).

Специално внимание трябва да се обърне на високоволтови електропроводи (TL) и отворени разпределителни уредби (ORG), които създават електрически и магнитни полета с индустриална честота (50 Hz) в съседното пространство. Разстоянията, на които се разпространяват тези полета от проводниците на електропроводите, достигат десетки метри. Колкото по-висок е класът на напрежение на електропровода, толкова по-голяма е зоната напреднало нивоелектрическо поле, като размерите на зоната не се променят по време на работа на електропровода. Размерът на опасната зона поради нивото на магнитното поле зависи от количеството на протичащия ток или от натоварването на линията. Поради факта, че натоварването на електропровода се променя многократно дори през деня, размерите на зоната на повишено ниво на магнитното поле също не са постоянни.

Ремонтните работи на електропроводи и външни разпределителни уредби се извършват, като правило, в условия на повишени електрически и магнитни полета. В зависимост от естеството на извършваната работа времето на експозиция на персонала може да варира от няколко минути до няколко часа на смяна.

В производствени условия източници на електрически и магнитни полета с промишлена честота са силово и електроразпределително оборудване, трансформатори, електрически пещи и др.

Значително ниво на ЕМП с индустриална честота в жилищни и обществени сгради се въвежда от електрическо оборудване, а именно кабелни линии, които доставят електричество на потребителите, както и разпределителни табла и трансформатори. В помещенията, съседни на тези източници, нивото на магнитното поле обикновено е повишено, докато нивото на електрическото поле не е високо.

Достатъчно мощни източници на магнитно поле в диапазона 0-1000 Hz са транспортът с електрическа тяга - електрически влакове, вагони на метрото, тролейбуси, трамваи и др. Максималната стойност на магнитната индукция в крайградските електрически влакове достига 75 μT. Средната стойност на магнитната индукция в превозни средства с DC електрическо задвижване е фиксирана на 29 μT.

Електромагнитни полета на радиочестоти (EMF RF). Наред с широко приложение в радиокомуникациите и радиоразпръскването, радарната и радиоастрономия, телевизията и медицината, ЕМП се използват в различни технологични процеси: индукционно нагряване, термична обработка на метали и дърво, заваряване на пластмаси, създаване на нискотемпературна плазма и др. .

Електромагнитните полета на радиочестотната част от спектъра са разделени по дължина на вълната в няколко диапазона (Таблица 8.1).

Електромагнитното поле се характеризира с комбинация от променливи електрически и магнитни компоненти. Различните диапазони на радиовълните са обединени от обща физическа природа, но те се различават значително по енергията, съдържаща се в тях, естеството на разпространение, поглъщане, отражение и в резултат на това по въздействието им върху околната среда, включително хората. Колкото по-къса е дължината на вълната и колкото по-висока е честотата на трептене, толкова повече енергия носи квантът.

Връзката между енергията (I) и честотата (f) на вибрациите се определя като I = h-f или I = (h-C) / λ, тъй като има връзка f = C / λ между дължината на вълната (λ) и честотата (f),

където C е скоростта на разпространение на електромагнитна вълна във въздуха (C=3-10 8 m/s);

ч-Константа на Планк, равна на 6,6-10 -34 W / cm 2.

Около всеки източник на радиация електромагнитното поле е разделено на 3 зони: близката - индукционната зона, междинната - зоната на смущения и далечната - вълновата зона.

Ако геометричните размери на източника на лъчение са по-малки от дължината на вълната на лъчение λ (т.е. има точков източник), границите на зоните се определят от следните разстояния:

- Ρ ν <λ/2π - ближняя зона (индукции);

-λ/2π<Ρ<2 πλ - промежуточная (интерференции);

- Ρ>2 πλ - далечна зона (вълна).

Работещите с източници на лъчение в НЧ, СЧ и до известна степен ВЧ и УКВ диапазони са в индукционната зона. При работа на генератори от микровълновия и EHF диапазона, работещите са по-често във вълновата зона.

Няма определена връзка между електрическите и магнитните компоненти на електромагнитното поле на индукция и те могат да се различават един от друг многократно (E ≠ 377 N). Интензитетът на електрическите и магнитните компоненти в индукционната зона се измества във фаза с 90?. Когато единият достигне максимум, другият има минимум. В радиационната зона силите на двете компоненти на полето съвпадат във фаза и условията са изпълнени, когато E = 377 N.

Тъй като в индукционната зона работниците са изложени на различни електрически и магнитни полета, интензитетите на експозиция на работниците с ниски (LF), средни (MF), високи (HF) и много високи (VHF) честоти се оценяват отделно от стойностите на електрическите и магнитните компоненти на полето . Напрегнатостта на електрическото поле се измерва във волтове на метър (V/m), докато напрегнатостта на магнитното поле се измерва в ампери на метър (A/m).

Във вълновата зона, в която практически има хора, работещи с оборудване, генериращо дециметрови (UHF), сантиметрови (UHF) и милиметрови (EHF) вълни, интензитетът на полето се оценява от стойността на плътността на енергийния поток, т.е. количеството енергия

Таблица8.1. Международна класификация на електромагнитните вълни

? диапазон	Име на групата по честота	Честотен диапазон	Име на групата по дължина на вълната	Дължина на вълната
	Изключително ниско, ELF	3-30Hz	Декамегаметър	100- 10 мм
	Изключително ниско, OWL	30-300 Hz	Мегаметър	10-1 мм
	Инфралоу, ILF	0,3-3 kHz	Хектокилометър	1000-100 км
	Много ниско, VLF	3-30 kHz	Мириаметър	100-10 км
	Ниски честоти, LF	30-300 kHz	километър	10-1 км
	Среден, среден клас	0,3-3 MHz	Хектометричен	1- 0,1 км
	Високи честоти, HF	3-30 MHz	Декаметър	100-10м
	Много високо, VHF	30-300 MHz	Метър	10-1 м
	Ултра висока, UHF	0,3-3 GHz	дециметър	1- 0,1 м
	Ултра висока, микровълнова	3-30 GHz	сантиметър	10-1 см
	Изключително висока, EHF	30-300 GHz	Милиметър	10-1 мм
	Хипер високо, GHF	300-3000 GHz	децимилиметър	1- 0,1 мм

падащи на единица повърхност. В този случай плътността на енергийния поток (PEF) се изразява във ватове на 1 m 2 или в производни единици: миливати и микровати на cm 2 (mW / cm 2, μW / cm 2).

Електромагнитните полета се разпадат бързо, докато се отдалечават от източниците на радиация. Интензитетът на електрическия компонент на полето в зоната на индукция намалява обратно пропорционално на разстоянието на трета степен, а интензитетът на магнитния компонент намалява обратно пропорционално на квадрата на разстоянието. В зоната на излъчване силата на електромагнитното поле намалява обратно пропорционално на разстоянието до първа степен.

Електромагнитното поле (ЕМП) на радиочестотите се характеризира с редица свойства (способността да нагрява материали, да се разпространява в пространството и да отразява от интерфейса между две среди, да взаимодейства с материята), благодарение на които ЕМП се използват широко в различни сектори на националната икономика: за предаване на информация (радиоразпръскване, радиотелефонни комуникации, телевизия, радар, радиометеорология и др.), В промишлеността, науката, технологиите и медицината. Електромагнитните вълни в диапазона от ниски, средни, високи и много високи честоти се използват за термична обработка на метали, полупроводникови материали и диелектрици (повърхностно нагряване на метал, закаляване и темпериране, запояване на твърди сплави върху режещи инструменти, запояване, топене на метали и полупроводници, заваряване, сушене на дървесина и др. За индукционно нагряване най-широко се използва ЕМП с честота 60-74, 440 и 880 kHz. Индукционното нагряване се извършва главно от магнитния компонент на ЕМП поради вихрови токове индуцирани в материалите при излагане на ЕМП.

ЕМП от диапазоните HF и VHF се използват широко в радиокомуникациите, радиоразпръскването, телевизията, медицината, за нагряване на диелектрици във високочестотно електрическо поле (заваряване на полимерен филм при производството на корици за книги, папки, чанти, играчки, гащеризони, полимеризация на лепило при залепване на дървени изделия, нагряване на пластмаси и преспорошков и др.). Нагряването на диелектриците се извършва главно от електрическия компонент на ЕМП. Диелектричните отоплителни инсталации работят предимно на честоти 27, 39 и 40 MHz.

Електромагнитните вълни в диапазоните UHF, SHF и EHF (микровълни) се използват в радари, радионавигация, радиорелейни комуникации, многоканални радиокомуникации, радиоастрономия,

радиоспектроскопия, геодезия, дефектоскопия, физиотерапия и др. Понякога UHF-честотните ЕМП се използват за вулканизация на каучук, топлинна обработка на хранителни продукти, стерилизация, пастьоризация, повторно нагряване на хранителни продукти и др.

Във физиотерапията ЕМП се използва като мощен терапевтичен фактор в комплексното лечение на много заболявания (високочестотни устройства за диатермия и индуктотермия, специални устройства за UHF терапия и микровълнови устройства за микровълнова терапия).

В момента все по-голям брой предавателни радиотелевизионни центрове (RTC) се намират на територията на градовете. Те включват една или повече технически сгради, където са разположени радио- или телевизионни предаватели и антенни полета, върху които има до няколко десетки антенно-фидерни системи.

Зоната на възможно неблагоприятно въздействие на ЕМП, създадена от КНР, може да бъде разделена на две части. Първата е територията на самия МРЦ, където се допускат само лица, обслужващи предаватели, комутатори и антенно-фидерни системи. Втората е прилежащата територия, където могат да бъдат разположени различни жилищни и промишлени сгради. В този случай съществува опасност от облъчване на населението, намиращо се в тази зона.

В нискочестотния диапазон (30-300 kHz) дължината на вълната е доста голяма (например за честота от 150 kHz тя ще бъде 200 0 m). Следователно, дори на значителни разстояния, стойността на ЕМП може да бъде доста висока. Така на разстояние 30 m от антената на предавател с мощност 500 kW, работещ на честота 145 kHz, електрическото поле може да надвишава 630 V/m, а магнитното поле може да надвишава 1,2 A/m.

В средночестотния диапазон (300 kHz - 3 MHz) на разстояние 30 m от антената силата на електрическото поле може да бъде 275 V / m, а на разстояние 200 m - 10 V / m (с мощност на предавателя

50 kW).

Антените на телевизионните предаватели представляват опасност за общественото здраве на разстояние от няколко десетки метра до няколко километра, в зависимост от мощността на предавателя.

Радарните станции работят на честоти от 500 MHz до 15 GHz и повече. Електромагнитното поле, което те създават, е коренно различно от другите източници. Това се дължи на периодичното движение на антената в пространството. Времевата прекъснатост на облъчването се дължи на цикличната работа на радара за облъчване. Метрологичните радари могат да генерират около 100 W/m 2 за всеки цикъл на експозиция на разстояние от 1 km. Летищните радарни станции създават PES от около 0,5 W/m 2 на разстояние 60 м. Увеличаването на мощността на радарите за различни цели и използването на силно насочени всестранни антени води до значително увеличаване на интензитета на ЕМП и създава големи площи с висока плътност на енергийния поток върху земята.

През последните години най-интензивно се развиват клетъчните мобилни радиокомуникационни системи. Основните му елементи са базови станции с относително ниска мощност, чиито антени са монтирани на покривите на сгради или на специални кули. Базовите станции поддържат радиовръзка с абонатите в зона с радиус от 0,5-10 km, наречена "клетка". В зависимост от стандарта клетъчните радиосистеми работят в честотния диапазон 463-1880 MHz.

В електронната индустрия източници на електромагнитно излъчване в диапазона на радиовълните в областите на динамично изпитване на устройства могат да бъдат изпитвани устройства, елементи на вълноводни пътища, измервателни генератори.

8.2. БИОЛОГИЧНО ДЕЙСТВИЕ НА ЕЛЕКТРОМАГНИТНИТЕ ПОЛЕТА

Взаимодействието на външното ЕМП с биологичните обекти се осъществява чрез индуциране на вътрешни полета и електрически токове, чиято величина и разпределение в човешкото тяло зависи от редица параметри, като размер, форма, анатомична структура на тялото, електрически и магнитни свойства на тъканите (диелектрична и магнитна пропускливост и специфична проводимост), ориентация

тела спрямо векторите на електрическите и магнитните полета, както и върху характеристиките на ЕМП (честота, интензитет, модулация, поляризация и др.).

Според съвременните концепции механизмът на действие на ЕМП в ултранискочестотния и нискочестотния диапазон (до 10 kHz) се свежда до ефекта на индуцирания електрически ток върху възбудимите тъкани: нервни и мускулни. Параметърът, който определя степента на въздействие е плътността на индуцирания в тялото вихров ток. В същото време за електрическите полета (EF) от разглеждания честотен диапазон е характерно слабото проникване в човешкото тяло, а за магнитните полета (MF) тялото е практически прозрачно.

Плътностите на индуцирания ток могат да се изчислят по формулите:

- за ЕП: j=k-f-E,

където:

f - честота;

E - EP напрежение;

k е коефициент, който е различен за различните тъкани;

- за MP: j=7i-R-a-f-B,

където:

B - магнитна индукция; σ - тъканна проводимост; R е радиусът на биологичния обект.

Характеристиките на абсорбцията на енергия от ЕМП от биологични обекти зависят от техния размер и дължина на вълната на излъчване (честотен диапазон). Така за честотния диапазон до 30 MHz (дължината на вълната значително надвишава размера на биологичните обекти) е типично бързо намаляване на специфичната абсорбирана мощност с намаляване на честотата. За честотния диапазон от 30 MHz до 10 GHz, когато дължината на вълната е съизмерима с размера на човешкото тяло или неговите органи, се наблюдава най-дълбоко проникване на ЕМП енергията. За честоти над 10 GHz (дължината на вълната е значително по-малка от размера на биологичните обекти), абсорбцията на енергията на ЕМП се извършва в повърхностните слоеве на биологичните тъкани.

Всъщност поглъщането на енергията на ЕМП в тъканите се определя от два процеса: колебанието на свободните заряди и колебанието на диполните моменти с честотата на действащото поле. Първият ефект води до появата на токове на проводимост и загуби на енергия, свързани с електрическото съпротивление на средата (загуби на йонна проводимост), докато вторият процес води до загуби на енергия поради триене на диполни молекули във вискозна среда (диелектрични загуби) .

При ниски честоти основният принос за поглъщането на енергията на ЕМП се прави от загубите, свързани с йонната проводимост, която се увеличава с увеличаване на честотата на полето. С по-нататъшно увеличаване на честотата на полето, поглъщането на енергия се увеличава поради загубите, дължащи се на въртенето на диполните молекули на средата, главно водни и протеинови молекули.

Основните механизми на действие на абсорбираната ЕМП енергия на микромолекулно, субклетъчно и клетъчно ниво са слабо разбрани. Едно от проявленията на взаимодействието на ЕМП с материята като цяло и с биологичните структури в частност е тяхното нагряване. В този случай разпределението на топлината може да бъде неравномерно и да доведе до появата на "горещи точки" с общо леко нагряване на тъканите. Доказано е обаче, че биологичните ефекти под въздействието на ЕМП могат да се проявят и на така наречените „нетермични” нива, когато не се наблюдава общо повишаване на температурата.

Наскоро беше разработена информационната теория за въздействието на електромагнитните полета, основана на концепцията за взаимодействието на външните полета с вътрешните полета на тялото.

Биологичен ефект на отслабено геомагнитно поле (GMF). Както беше отбелязано по-рано, естественият електромагнитен фон на Земята трябва да се разглежда като един от най-важните фактори на околната среда. Наличието на естествени ЕМП в околната среда е необходимо за осъществяването на нормален живот и тяхното отсъствие или дефицит може да доведе до негативни последици за живия организъм.

Установено е, че при отслабване на ГМП 2-5 пъти спрямо естествената МФ се наблюдава увеличение с 40% на броя на заболяванията при хората, работещи в екранирани помещения. Когато човек е в изкуствени хипогеомагнитни условия, се забелязват промени в психиката, появяват се нестандартни идеи и образи.

За първи път сериозното мислене за възможността за неблагоприятно въздействие върху тялото от дълъг престой под въздействието на отслабена естествена ЕМР беше причинено от появата на оплаквания за влошаване на благосъстоянието и здравето сред хората, работещи в екранирани структури които се използват широко в различни индустрии. Такива екранирани конструкции, изпълняващи основните си производствени функции - предотвратяване на разпространението на ЕМП, генерирани от разположеното в тях оборудване извън помещенията, поради техните конструктивни характеристики, в същото време предотвратяват проникването на ЕМП от естествен произход в тях.

Резултатите от клинично и физиологично изследване на работещи в екранирани помещения, проведено от Института по биофизична физика на Министерството на здравеопазването и Изследователския институт на МТ на Руската академия на медицинските науки, показват развитието на редица функционални промени в водещите системи на тялото. От страната на центр нервна системаразкрити са признаци на дисбаланс в основните нервни процеси под формата на преобладаване на инхибиране, дистония на мозъчните съдове с наличие на регулаторна междухемисферна асиметрия, увеличаване на амплитудата на нормалния физиологичен тремор, увеличаване на времето за реакция към възникващ обект в режим на непрекъснато аналогово проследяване и намаляване на критичната честота на сливане на трептене на светлината.

Нарушенията на механизмите за регулиране на автономната нервна система се проявяват в развитието на функционални промени в сърдечно-съдовата система под формата на лабилност на пулса и кръвното налягане, невроциркулаторна дистония от хипертоничен тип и нарушения в процеса на миокардна реполяризация .

От страна на имунната система се отбелязва намаляване на общия брой Т-лимфоцити, концентрацията на IgG и IgA и повишаване на концентрацията на IgE.

Увеличаване на заболеваемостта с VUT се наблюдава при хора, които работят дълго време в екранирани структури. В същото време беше показано, че при изследваните пациенти честотата на заболяванията, придружаващи синдрома на имунологична недостатъчност, значително надвишава тази при практически здрави хора.

Данните, получени в лабораторни експерименти, позволиха да се разкрие неблагоприятният ефект от дългосрочното екраниране на естествените ЕМП (с различна степен на тяхното отслабване) върху тялото на животните, което е значително засилване на ролята на приноса

на този фактор в развитието на промените в човешкото тяло и показва неговото хигиенно значение

В поредица от експериментални изследвания, проведени в Изследователския институт по МТ на Руската академия на медицинските науки, биоефектите на водещите системи на животинския организъм са оценени в динамиката на престоя в екранирани камери (отслабване на GMF K = 100 и 500 пъти) при различна продължителност на дневната сесия (от 0,25 часа до 24 часа на ден) и общ брой сесии от 1 до 120.

При изследване на функционалното състояние на централната нервна система се откриват промени в ЕЕГ активността и условната рефлексна активност на животните, което показва нарушение на силата на нервните процеси към увеличаване на инхибиторите. Ендокринната система реагира с намаляване на активността на гонадотропните хормони на хипофизната жлеза - (фоликулостимулиращи и лутеинизиращи) и повишаване на активността на кортикостерона. От страна на репродуктивната система се отбелязва удължаване на естралните цикли, както и морфологични и функционални промени в яйчниците и матката. Разкрити са промени в състоянието на хуморалните и клетъчните части на имунната система на животните.

Тежестта и посоката на засечените смени са в определена зависимост от продължителността на престоя в хипогеомагнитни условия. Периодичната експозиция на HHMF предизвиква по-изразени биоефекти от страна на отделните системи на тялото в сравнение с постоянната експозиция, особено в началния етап на експозиция.

По този начин горните данни показват хигиенното значение на хипогеомагнитните условия и необходимостта от тяхното подходящо регулиране.

Биологично действие на електростатичните полета (ЕСП). ESP е фактор с относително ниска биологична активност. През 60-те години биологичният ефект на ESP се свързва с електрически разряди, които възникват, когато човек влезе в контакт със заредени или незаземени предмети. Именно с него се свързва възможното развитие на невротични реакции, включително фобии. В следващите години учените стигнаха до извода, че самият ESP има биологична активност. Разстройствата, открити при работници под въздействието на ESP, като правило са функционални по природа и се вписват в рамките на астеноневротичния синдром и вегетативно-съдовата дистония. При симптоми

преобладават субективни оплаквания от невротичен характер (гладна болка, раздразнителност, нарушение на съня, усещане за "токов удар" и др.). Обективно се откриват неизразени функционални промени, които нямат специфични прояви.

Кръвта е устойчива на ESP. Има само лека тенденция към намаляване на червените кръвни клетки (еритроцити, хемоглобин), лека лимфоцитоза и моноцитоза.

Биоефектите от комбинираното въздействие на ESP и аеройони върху организма показват синергизъм в действието на тези фактори. В този случай преобладаващият фактор е йонният ток в резултат на движението на въздушни йони в ESP.

Трябва да се отбележи, че механизмите на влияние на ESP и отговорните реакции на тялото остават неясни и изискват допълнително проучване.

Биологично действие на PMP. Живите организми са много чувствителни към въздействието на ФПЧ. Има много разработки за ефекта на ФПЧ върху човешкия и животинския организъм. Описани са резултатите от изследване на влиянието на ФПМ върху различни системи и функции на биологични обекти на различни нива на организация. Общоприето е, че системите, изпълняващи регулаторни функции (нервна, сърдечно-съдова, невроендокринна и др.), са най-чувствителни към въздействието на ФМП.

Трябва да се отбележат известните противоречиви възгледи за биологичната активност на PMF.

Експертите на СЗО, въз основа на съвкупността от налични данни, стигнаха до извода, че нивата на PMF до 2 T не оказват значително влияние върху основните показатели за функционалното състояние на животинския организъм.

Местни изследователи са описали промени в здравословното състояние на хората, работещи с източници на PMF. Най-често те се проявяват под формата на вегетативна дистония, астеновегетативни и периферни вазовегетативни синдроми или комбинация от тях. Характеризира се със субективни оплаквания от астеничен характер, функционални промени в сърдечно-съдовата система (брадикардия, понякога тахикардия, промяна в ЕКГ на Т вълната), склонност към хипотония. Кръвта е доста устойчива на въздействието на PMF. Има само тенденция към намаляване на броя на еритроцитите и съдържанието на хемоглобин, както и умерена левкоцитоза и лимфоцитоза.

Периферният вазовегетативен синдром (или автономно-чувствителен полиневрит) се характеризира с вегетативни, трофични и чувствителни нарушения в дисталните части на ръцете, понякога придружени от леки двигателни и рефлексни нарушения.

Безспорен интерес представляват данните от епидемиологични проучвания, проведени от чуждестранни автори. И така, при изследване на здравословното състояние на 320 работници в производството на електролити (нива на PMP - 7,6-14,6 mT), в сравнение с контролната група (186 души), са открити незначителни промени в картината на кръвта и кръвното налягане, които не надхвърлят нормални физиологични флуктуации. Други изследователи не са открили значителни разлики в разпространението на 19 нозологични форми на заболявания между контролната група (792 души) и група специалисти (792 души), работещи с ускорители, балонни камери, изотопно оборудване и различни магнитни устройства (ниво на PMF от 0,5 mT до 2 T). Отбелязаните разлики в разпространението на редица нозологични форми се считат за незначителни. Резултатът беше потвърден върху допълнителен контингент от хора (198 души в основната група и 198 души в контролната група), изложени на ФПМ 0,3 Т за 1 час или повече). Редица публикации съобщават, че работниците в алуминиевата промишленост са изложени на високи нива PMP, има повишена смъртност от левкемия. Ролята на самия ФУП обаче не е достатъчно ясна в случая.

Биологичен ефект на ЕМП IF. Първите изследвания на влиянието на ЕМП IF върху хората са извършени от съветски автори в средата на 60-те години на миналия век. При изследване на здравословното състояние на лица, изложени на промишлени ефекти от ЕМП FC по време на поддръжката на подстанции и въздушни електропроводи с напрежение 220, 330, 400 и 500 kV (параметри на интензитет-време на излагане само на електрическо поле - EF АКО бяха оценени), за първи път бяха отбелязани промени в здравословното състояние, изразени под формата на оплаквания и промени в някои физиологични функции. Персоналът, обслужващ подстанции с напрежение 500 kV, имаше неврологични оплаквания (главоболие, раздразнителност, умора, летаргия, сънливост), както и оплаквания за нарушение на сърдечно-съдовата система и

стомашно-чревния тракт. Тези оплаквания са придружени от някои функционални промени в нервната и сърдечно-съдовата система под формата на вегетативна дисфункция (тахиаритмии или брадикардия, артериална хипертония или хипотония, лабилност на пулса). На ЕКГ някои индивиди показват нарушение на ритъма и сърдечната честота, намаляване на напрежението на QRS комплекса, сплескване на вълната Т. Неврологичните нарушения се проявяват в повишаване на сухожилните рефлекси, тремор на клепачите и пръстите, намаляване на рефлексите на роговицата и асиметрия на температурата на кожата. Имаше увеличение на времето на сензомоторните реакции, повишаване на праговете на обонятелната чувствителност, намаляване на паметта и вниманието. ЕЕГ показа намаляване на амплитудата на алфа вълните, промяна в амплитудата на евокираните потенциали при светлинна стимулация. Според редица автори са отбелязани неизразени промени в състава на периферната кръв - умерена тромбоцитопения, неутрофилна левкоцитоза, моноцитоза и тенденция към ретикулопения. Въпреки това, в по-късни проучвания, проведени от чуждестранни автори в САЩ, Канада, Франция и редица други страни, тези данни не са потвърдени, въпреки че някои изследователи отбелязват наличието на астеновегетативни оплаквания и промени в такива показатели като кръвно налягане, ЕКГ и ЕЕГ, холестерол в кръвта, както и промяна в съотношението на половете в потомството, тенденция за увеличаване на хромозомните аберации в соматичните клетки (кръвни лимфоцити). В литературата от последните 15 години се обръща голямо внимание на нов аспект на проблема - възможния канцерогенен, предимно левкогенен ефект от промишлени и непромишлени ефекти на EMF FC. В този случай основната роля в повечето изследвания се възлага на магнитно поле с изключително нисък интензитет или комбинацията му с електрическо. При епидемиологични проучвания на индустриални контингенти приблизително 50% от проучванията са получили данни за увеличаване (често статистически ненадеждни) на относителния риск от развитие на левкемия и мозъчни тумори при персонала, обслужващ електрически инсталации, генериращи EMF FC. В епидемиологични проучвания, оценяващи риска от развитие на левкемия сред населението, живеещо в близост до въздушни електропроводи и други електрически инсталации, които създават по-високи от естествените нива на MP HR, само 20-30% от проучванията показват повишен риск от развитие на левкемия при деца. В тази връзка въпросът

Биологично действие EMP RF. Поглъщането и разпределението на погълнатата енергия в тялото по същество зависят от формата и размерите на облъчвания обект, от отношението на тези размери към дължината на вълната на излъчване. От тези позиции в спектъра на RF EMF могат да се разграничат 3 области: EMF с честота до 30 MHz, EMF с честота над 10 GHz и EMF с честота 30 MHz - 10 GHz. Първата област се характеризира с бързо намаляване на стойността на абсорбция с намаляваща честота (приблизително пропорционална на квадрата на честотата). Отличителна черта на втория е много бързото отслабване на енергията на ЕМП, когато тя прониква в тъканта: почти цялата енергия се абсорбира в повърхностните слоеве на биоструктурите. Третата област, междинна по честота, се характеризира с наличието на редица максимуми на поглъщане, при които тялото като че ли привлича полето в себе си и поглъща повече енергия, отколкото пада върху напречното му сечение. В този случай интерферентните явления се проявяват рязко, което води до появата на локални максимуми на поглъщане, така наречените "горещи точки". За хората условията за възникване на локални максимуми на поглъщане в главата възникват при честоти 750-2500 MHz, а максимумът, дължащ се на резонанс с общия размер на тялото, се намира в честотния диапазон

50-300 MHz.

Основните механизми на действие на абсорбираната енергия на микромолекулно, субклетъчно и клетъчно ниво са слабо разбрани. Редица автори описват наличните данни за ефекта на ЕМП върху клетъчните мембрани, структурата на някои протеини и електрическата активност на невроните. Отбелязаните ефекти не винаги могат да се тълкуват като чисто термични. По този начин дългосрочната дискусия за термичните и специфичните ефекти на ЕМП все още не е приключила. Организмът на животните и хората е много чувствителен към въздействието на RF EMF. Хиляди произведения на местни и чуждестранни автори са посветени на биологичния ефект на ЕМП. Тъй като подробен преглед на наличните данни не е възможен, основното внимание в този раздел ще бъде отделено на установените закономерности на биологичното действие на фактора.

Критичните органи и системи включват централната нервна система, очите и половите жлези. Някои автори включват хемопоетичната система сред критичните. Описани са ефектите от страна на сърдечно-съдовата и невроендокринната система, имунитета и метаболитните процеси. През последните години се появиха данни за индуциращия ефект на ЕМП върху процесите на канцерогенеза. Биологичният ефект на ЕМП зависи от дължината на вълната (или честотата на излъчване, режима на генериране (непрекъснато, импулсно), условията на излагане на тялото (постоянно, периодично; общо, локално; интензивност; продължителност).

Отбелязва се, че биологичната активност на ЕМП намалява с увеличаване на дължината на вълната (или намаляване на честотата) на радиацията. В светлината на гореизложеното е ясно, че сантиметровият, дециметровият и метровият диапазон на радиовълните са най-активни.

Според редица автори импулсните ЕМП имат по-голяма биологична активност от непрекъснатите. При сравнителна оценка на ЕМР на непрекъснати и импулсни генерации с честота на повторение на импулса от стотици херца, по редица показатели беше отбелязана и по-голяма тежест на биоефектите под действието на импулсно лъчение. Въпреки това, в хода на хроничното облъчване, тези разлики се изравняват, което беше основата за установяване на единни максимални стойности на приспадане за CW и импулсни ЕМП. Анализът на скоростта на реакция на системите към ефектите на силите, причинени от полето, показва, че импулсно поле със средна плътност на мощността, равна на PES на непрекъснато, не може да бъде по-ефективно. Очевидно това мнение е вярно за

импулсни действия с достатъчно висока честота на повторение на импулси, но не може да се разшири до случаи на излагане на мощни единични или рядко повтарящи се импулси.

На практика хората често са подложени на периодично излагане на ЕМП от устройства с движеща се диаграма на излъчване (радарни станции с въртящи се или сканиращи антени). Експерименталната работа показа, че при еднакви параметри интензивност-време периодичните въздействия имат по-малка биологична активност в сравнение с непрекъснатите, което се обяснява с разликите в количеството на падащата и абсорбираната енергия. Отбелязва се, че при работни цикли (Q) от > 2 до 20-30 има енергийна зависимост на биологичните ефекти. И така, няма значителни разлики в биоефектите на продължителни въздействия при PES=10 mW/cm 2 и периодични с Q=5 при PES=50 mW/cm 2 и с Q=10 при PES=100 mW/cm 2 . Наблюдавано в редица случаи на определени, като правило, ранни етапи на развитие, засилването на биоефектите, дължащо се на фактора на прекъсване в условията на дългосрочен хроничен опит, се изравнява поради развитието на адаптивни процеси. Динамиката на зависимостта на биоефектите от работния цикъл предполага, че с по-нататъшно увеличаване на Q (> 20-30), ефектите от периодичните въздействия ще бъдат по-слабо изразени от непрекъснатите, с равни енергийни характеристики. Това се дължи на удължаването на паузите и по-ефективното протичане на възстановителните процеси.

Значителни разлики в количеството падаща и абсорбирана енергия обясняват по-ниската биологична активност на локалните облъчвания на части от тялото (с изключение на главата) в сравнение с общата експозиция.

Въпросите за комбинираното въздействие на ЕМП с други фактори на околната среда не са достатъчно проучени. Повечето от публикуваните трудове са посветени на комбинирания ефект на микровълновото ЕМП с йонизиращо лъчение и топлина. Заключенията на авторите обаче са двусмислени. По този начин има доказателства, че микровълновите ЕМП влошават курса лъчева болестспоред критерия за оцеляване на опитни животни. Установен е ефектът на сумиране на комбинирания ефект на ЕМП и рентгеново лъчение върху степента на преживяемост, телесното тегло, броя на левкоцитите и тромбоцитите. В същото време американски автори получиха данни

свидетелстващи за антагонистичния характер на биологичното действие на микровълновото поле и йонизиращото лъчение. Подобен резултат е получен в проучванията на местни изследователи. Някои работи показват зависимостта на естеството на биоефектите при комбинирано излагане на микровълнова ЕМП (1, 10, 40 mW / cm2) и меко рентгеново лъчение (250 R и 2500 R) от нивата на експозиция: синергизъм при високи нива и независимо действие на ниски нива. Останалите статии представят данни, които свидетелстват за адитивния характер на биоефекта при комбинираното действие на микровълнова ЕМП и топлина.

Клиничните прояви на неблагоприятните ефекти на RF EMF са описани главно от местни автори. Нараняванията, причинени от EMF RF, могат да бъдат остри или хронични. Остри лезии възникват при излагане на значителни интензитети на термични ЕМП. Те са изключително редки - при аварии или груби нарушения на правилата за безопасност. В местната литература няколко случая на остри лезии са описани от военни лекари. В този случай най-често става дума за пострадали, работещи в непосредствена близост до излъчващите радарни антени. Подобен случай на радиационно облъчване на двама авиотехници от радар във Филипините е описан и от чуждестранни автори. Те посочиха интензивността, на която са били изложени жертвите: 379 mW / cm 2 за 20 минути и 16 W / cm 2 за 15-30 s. Острите лезии се характеризират с полисимптомни нарушения от различни органи и системи, с изразена астенизация, диенцефални нарушения и инхибиране на функцията на половите жлези. Жертвите съобщават за значително влошаване на здравето по време на работа с радара или непосредствено след прекратяването й, рязко главоболие, световъртеж, гадене, повтарящи се кръвотечения от носа и нарушения на съня. Тези явления са придружени от обща слабост, слабост, загуба на работоспособност, припадък, нестабилност на кръвното налягане и белите кръвни клетки; в случаите на развитие на диенцефална патология се отбелязват пристъпи на тахикардия, обилно изпотяване, треперене на тялото и др.. Нарушенията продължават до 1,5-2 месеца.При излагане на високи нива на ЕМП (повече от 80-100 mW / cm 2 ), може да се развие катаракта на очите.

Професионалните условия се характеризират с хронични лезии. Обикновено се откриват след няколко години работа.

с микровълнови ЕМП източници при нива на експозиция, вариращи от десети до няколко mW/cm 2 и периодично надвишаващи 10 mW/cm 2 . Симптоми и протичане хронични формирадиовълновите лезии нямат строго специфични прояви. В тяхната клинична картина има три водещи синдрома: астеничен, астеновегетативен (или синдром на невроциркулаторна дистония) и хипоталамичен. Астеничният синдром обикновено се наблюдава при начални етапизаболявания и се проявява с оплаквания от главоболие, повишена умора, раздразнителност, повтарящи се болки в сърдечната област. Вегетативните промени обикновено се характеризират с ваготонична ориентация на реакциите (хипотония, брадикардия и др.). При умерено изразени и изразени стадии на заболяването често се диагностицира астеновегетативен синдром или синдром на невроциркулаторна дистония от хипертоничен тип. В клиничната картина, на фона на влошаване на астеничните прояви, основно значение имат вегетативните нарушения, свързани с преобладаването на тонуса на симпатиковия отдел на автономната нервна система, проявяващи се чрез съдова нестабилност с хипертонични и ангиоспастични реакции. В някои тежки случаи на заболяването се развива хипоталамичен синдром, характеризиращ се с пароксизмални състояния под формата на симпатоадренални кризи. По време на кризи са възможни пристъпи на пароксизмално предсърдно мъждене, камерна екстрасистола. Болните са силно възбудими, емоционално лабилни. В някои случаи се откриват признаци на ранна атеросклероза, коронарна болестсърце, хипертония.

При по-ниски нива и в по-ниски честотни диапазони (<30 МГц) выраженных заболеваний не описано. В отдельных случаях могут отмечаться определенные функциональные сдвиги, отражающие чувствительность организма к ЭМП.

Полски автори отбелязват висока честота на функционални промени в нервната и сърдечно-съдовата система при работници, изложени на ЕМП (около 60%). В същото време няма разлики в здравословното състояние на две големи групи, изложени на PES до 0,2 mW/cm 2 и PES> 0,2-6 mW/cm 2

Трябва да се отбележи, че в чуждестранната литература всъщност няма описание на вредните за човешкото здраве ефекти по време на PES облъчване.

стойности под 10 mW / cm 2. Според чужди автори, Горна границабезопасното ниво е между 1 и 10 mW/cm 2 .

Въз основа на анализа на 10 произведения на западни автори, които са изследвали здравословното състояние на работниците при нива на ЕМП, които по правило не надвишават 5 mW / cm 2, експертите на СЗО заключиха, че няма ясни доказателства за неблагоприятните ефекти от тези ефекти върху хората. . Експертите смятат, че патологията се появява на по-високи нива. Невъзможно е обаче да не се обърне внимание на информацията, дадена в същия документ за по-висока честота на промени в лещата на очите в сравнение с контрола във военните, участващи в поддръжката на радарите, при работещите с микровълнови източници в условия на производство, както и в специалисти, обслужващи радио-телевизионна и радиотехника. В чужбина има съобщения за малко по-висока честота на сърдечни заболявания (нарушения в интракардиалната проводимост, ритъм, исхемия) при мъже физиотерапевти, работещи с късовълнова апаратура (27 MHz), в сравнение с други специалисти в тази област.

Шведски учени са идентифицирали малко по-голям брой случаи на аномалии в развитието при деца, чиито майки - физиотерапевти - по време на бременност са били изложени на късовълнови (27 MHz) и микровълнови ЕМП. Беше отбелязано увеличаване на броя на спонтанните аборти при жени физиотерапевти, изложени на микровълново излагане (нямаше ефект в късовълновия диапазон).

За съжаление, в литературата няма описание на ефектите от дългосрочно излагане на ЕМП с нисък интензитет. Трябва да се приеме, че такива нива не могат да причинят чисто радиовълнови увреждания. Въпреки това, висока честота на неврологични разстройства при работниците, съчетани с вегетативна дистония под формата на промяна в регулацията съдов тонуси функционални екстракардиални разстройства, налага задълбочено проучване на прогностичното значение на тези разстройства и тяхната роля в произхода на някои общи соматични заболявания, предимно хипертонична и хронична исхемична болест на сърцето, както и ефекта от дългосрочното излагане на ЕМП върху развитие на някои инволютивни процеси, включително катарактогенеза. Както бе споменато по-горе, през последните години се появиха данни за връзката на ЕМП с онкологичната заболеваемост и това се отнася както за микровълновия, така и за свръхдългия диапазон. Открит

по-висока честота онкологични заболявания(предимно левкемия) при военния персонал полска армияобслужващи радари. В литературата активно се обсъжда въпросът за ролята на ЕМП в развитието на левкемия при деца и някои професионални контингенти. Резултатите от редица изследвания показват необходимостта от сериозни епидемиологични проучвания по този въпрос.

Обобщавайки проблема за биологичното действие на ЕМП, открити на молекулярно, клетъчно, системно и популационно ниво, те могат да бъдат обяснени феноменологично с няколко биофизични ефекти:

Чрез индуциране на електрически потенциали в кръвоносната система

обжалвания;

Стимулиране на производството на магнитофосфен чрез импулси

магнитно поле в VLF - микровълнови диапазони, амплитуда от дроби до десетки mT;

Иницииране на променливи полета широк обхватлепило

прецизни и тъканни промени; когато индуцираната плътност на тока надвишава 10 mA/m 2, много от тези ефекти вероятно се дължат на взаимодействие с компоненти клетъчни мембрани. Възможностите за въздействие на ЕМП върху човек са разнообразни: непрекъснати и периодични, общи и локални, комбинирани от няколко източника и комбинирани с други неблагоприятни фактори в работната среда и др. Комбинацията от горните параметри на ЕМП може да има значително различни последствия за реакцията на облъченото човешко тяло.

8.3. хигиенни норми имп

Нормиране на хипогеомагнитното поле. Досега не е имало хигиенни препоръки по целия свят, регулиращи излагането на хора на отслабени GMF. За да се запази здравето и работоспособността на персонала, започна разработването на нормативни и методически документи, научно регламентиращи работата в хипогеомагнитни условия.

Очевидно нивото на магнитна индукция на геомагнитното поле, характерно за дадения район, трябва да се счита за оптимално за човек, живеещ в определен район.

Въз основа на анализа на резултатите от хигиенните изследвания на Държавния държавен медицински университет в съоръжения за различни цели, здравословното състояние на лица, работещи с различна степен на отслабване на GMF, експериментални данни върху животни, Изследователският институт по трудова медицина на Руската академия на медицинските науки, съвместно с IBP MH, разработи хигиенен стандарт „Временно допустими нива (TPL) на отслабване на интензитета на геомагнитното поле на работните места“, който е включен в SanPiN 2.2.4.1191-03 „Електромагнитни ниви в производствени условия”.

Основните нормализирани параметри на геомагнитното поле са неговата интензивност и коефициент на затихване.

Интензитет на геомагнитното поле оценени в единици сила на магнитното поле (N, A / m) или в единици магнитна индукция (V, T), които са свързани със следната връзка:

Интензитетът на GMF в открито пространство, изразен в големината на интензитета на GMF (Hq), характеризира фоновата стойност на интензитета на GMF, характерна за тази конкретна зона. Напрежение на постоянно ГМП на територията Руска федерацияна височина 1,2-1,7 m от повърхността на Земята може да варира от 36 A/m до 50 A/m (от 45 µT до 62 µT), достигайки максимални стойности в райони с високи географски ширини и аномалии. Големината на интензивността на GMF на географската ширина на Москва е около

40 A/m (50 µT).

Интензитетът на постоянното магнитно поле вътре в екранирания обект, стая, технически средства, изразено в стойности на якост (НВ), е суперпозиция на интензитета на проникващия GMF, определен от коефициента на екраниране, и силата на магнитното поле, дължаща се на остатъчната магнетизация на материала, от който е направена екраниращата структура ( Н NAM).

Временно допустим коефициент на затихване на интензитета GMF (K o) вътре в екраниран обект, помещения, технически

медицинско средство е равно на отношението GMF интензитет на открито пространство (Ho) към интензитета на вътрешното магнитно поле на работното място (H B):

K o =Не/Nv.

В съответствие с хигиенния стандарт "Временно допустими нива (ВДН) на отслабване на интензитета на геомагнитното поле на работните места", допустимите нива на отслабване на интензитета на геомагнитното поле на работните места на персонала в съоръжението, помещенията, техническото оборудване по време на работна смяна не трябва да надвишава 2 пъти в сравнение с неговата интензивност в открито пространство на територията, съседна на тяхното местоположение.

Рациониране на ESP. В съответствие със SanPiN 2.2.4.1191-03 "Електромагнитни полета в производствени условия" и GOST 12.1.045-84. „SSBT. електростатични полета. Допустими нива на работните места и изисквания за мониторинг”, максимално допустимата стойност на интензитета на ESP на работните места се определя в зависимост от времето на експозиция през работния ден.

Максимално допустимата напрегнатост на електростатичното поле (Epdu) на работните места обслужващ персоналне трябва да надвишава следните стойности:

При излагане до 1 час - 60 kV / m;

При излагане на 2 часа - 42,5 kV / m;

При излагане на 4 часа - 30,0 kV / m;

При излагане за 9 часа - 20,0 kV / m.

Нормативен документ "Допустими нива на електростатични полета и плътност на йонния ток за персонала на подстанции и въздушни линии с постоянен ток UHV" ? 6022-91 регламентира условията за комбинирано въздействие на факторите, посочени в заглавието, върху персонала, обслужващ електрическите системи с постоянен ток с ултрависоко напрежение.

В съответствие с изискванията на документа границата на ESP и плътността на йонния ток за пълен работен ден са 15 kV/m и 20 nA/m 2 ; за 5-часова експозиция - 20 kV/m и 25 nA/m 2 . Когато интензитетът на ESP = 20 kV / m, изчисляването на допустимото работно време на персонала се определя по формулата:

Допустимите нива на интензивност на ESP също са регламентирани на работните места на операторите на PVEM (SanPiN 2.2.2//2.4.1340-03 "Хигиенни изисквания за персонални електронни компютри и организация на работа"). Като временно допустима стойност силата на електростатичното поле не трябва да надвишава 15 kV/m.

Санитарно-епидемиологичното стандартизиране на непромишлените въздействия на ESP се извършва в съответствие с изискванията на SanPiN 001-96 „Санитарни стандарти за допустими нива физически факторипри използване на потребителски стоки в домашни условия", SanPiN 2.1.2.1002-2000 "Санитарни и епидемиологични изисквания за жилищни сгради и помещения" и SN 2158-80 "Санитарен и хигиенен контрол на полимерни строителни материали, предназначени за използване в строителството на жилищни и обществени сгради сгради", според които ESP ESP за непрофесионални условия на облъчване е 15 kV / m.

Европейският комитет "CENELEC" предлага стойност от 14 kV/m като контролирано ниво на експозиция на ESP на населението, т.е. практически съвпада с приетия в Русия.

В съответствие с изискванията на Асоциацията на американските хигиенисти ASOS 1991, нивата на ESP на работното място на персонала не трябва да надвишават 25 kV / m. От ниво 15 kV / m се предвижда използването на предпазни средства (ръкавици, костюми).

В Германия максималната граница на професионална експозиция за ESP е 40 kV/m през работния ден и 60 kV/m за експозиция до 2 часа на ден.

Стандартът на Европейския комитет CENELEC установява максимална граница за 8-часова професионална експозиция на ESP от 4 kV/m. Вътре

8-часов период за якост над 42 kV/m, допустимото време на експозиция се определя по формулата:

T<112/E.

Нормиране на PMP. Нормирането и хигиенната оценка на постоянното магнитно поле (PMF) се извършва според нивото му, диференцирано в зависимост от времето на експозиция на работника по време на смяната, като се вземат предвид условията на общо (за цялото тяло) или локално (ръце , предмишница) експозиция.

Нивата на PMF се оценяват в единици сила на магнитното поле (N) в kA/m или в единици магнитна индукция (V) m/T (Таблица 8.2).

При необходимост от престой на персонала в зони с различни напрежения (индукция) на СПИ, общото време за извършване на работа в тези зони не трябва да надвишава максимално допустимото ниво за зоната с максимално напрежение.

MCL, дадени в таблицата, се основават на ниво на неактивен фактор и следователно се различават от установените в други страни или от тези, препоръчани от международни организации.

Националните стандарти, управляващи ПЗК в други страни, обикновено се управляват от ведомствени организации и разпоредби. Например Министерството на енергетиката на САЩ е установило следните PDU:

За 8-часова експозиция - 0,01 T за цялото тяло, 0,1 T за

обятия;

За<1 ч - 0,1 Тл на все тело, 1,0 Тл - на руки;

За<10 мин - 0,5 Тл на все тело, 2,0 Тл - на руки. Нормативные уровни ПМП, регламентирующие условия труда на

линеен ускорител в Станфордския център, флуктуират с времето за обща експозиция от 0,02 T до 0,2 T; за локално - на ръце - от 0,2 T до 2,0 T.

През 1991 г. Международният комитет по нейонизиращо лъчение към Международната асоциация за радиационна защита препоръча следните нива на ФПМ като MRLs (Таблица 8.3).

Нормиране и оценка на експозицията на ЕМП ИЧ. За да се запази здравето на персонала, работещ с електрическо оборудване, и населението, изложено на ЕМП FC в ежедневието, се извършва хигиенно регулиране на базата на

Таблица 8.2.Въздействие на PMP върху работниците

Време на експозиция за работен ден, минути	Условия на експозиция
	Общо (цялото тяло)		Локално (ограничено до ръцете, раменния пояс)
	PDU напрежение, kA/m	Дистанционно управление на магнитна индукция, mT	PDU напрежение, kA/m	Дистанционно управление на магнитна индукция, mT
61-480
11-60
0-10

Таблица 8.3.Международни препоръки за PDU PMP (1991)

Забележка. Дадените в таблицата PDU не гарантират безопасността на хора с имплантирани пейсмейкъри и дефибрилатори, които могат да реагират на PMP при ниво от 0,5 mT и по-ниско.

комплексни хигиенни, клинико-физиологични и експериментални изследвания.

Хигиенното регулиране на EMF FC се извършва отделно за електрически (EP) и магнитни (MF) полета. Нормализираните параметри на ЕП са напрежение,което се оценява в киловолта на метър (kV / m), а за MP - магнитна индукция или сила на магнитното поле,измерени съответно в мили или микротесла (mTl, μT) и ампери или килоампери на метър (A/m, kA/m).

В момента в Русия има хигиенни стандарти за промишлени и непромишлени въздействия на EP и MF FC. Трябва обаче да се има предвид, че допустимите нива на индукция на магнитното поле на инвертора в жилищни помещения и на територията на жилищното строителство се приемат като временен стандарт и са съответно 10 и 50 μT (SanPiN 2.1.2.1002- 2000). Същият документ установява дистанционното управление за EP FC, което се прилага за жилищни помещения и територията на жилищното застрояване, в размер съответно на 0,5 и 1 kV / m, независимо от източника. Посочените максимални нива са значително по-ниски от стойностите на контролираните нива за населението, предложени от международните препоръки ICNIRP, които са съответно 5 kV/m и 100 µT (80 A/m). В същото време, във връзка с последните данни за възможните неблагоприятни (до канцерогенни) ефекти върху човешкото здраве на слабите магнитни полета на IF, се препоръчват по-строги ограничения на техните нива до 0,2 μT.

Хигиенното регулиране на EMF FC на работните места се регулира от SanPiN 2.2.4.1191-03 "Електромагнитни полета в производствени условия" в зависимост от времето, прекарано в електромагнитното поле.

Максимално допустимото ниво (MPL) на EP IF за пълен работен ден е 5 kV / m, а максималното MPC за въздействия от не повече от 10 минути е 25 kV / m. В диапазона на интензивност 5-20 kV/m допустимото време на престой се определя по формулата:

T \u003d 50 / E-2,

където:

T - допустимото време, прекарано в ЕП при подходящо ниво на напрежение, h;

E е интензитетът на действащия EF в контролираната зона.

Не се допуска престой в ЕП с напрежение над 25 kV / m без използване на защитно оборудване.

Броят на контролираните зони се определя от разликата в нивата на напрежение на електрическото поле на работното място. Разглежданата разлика в нивата на интензитета на ЕП на контролираните зони е 1 kV/m.

Допустимото време, прекарано в ЕП, може да се прилага еднократно или частично през работния ден. През останалото работно време е необходимо да сте извън зоната на въздействие на електронния подпис или да използвате предпазни средства.

Времето, прекарано от персонала през работния ден в зони с различна интензивност на електрическото поле (Tpr), се изчислява по формулата:

Даденото време не трябва да надвишава 8 часа.

Максималните контролни граници на силата на периодично (синусоидално) магнитно поле (МП) с индустриална честота на работните места са определени за условия на общо (върху цялото тяло) и локално (върху крайниците) въздействие. (Таблица 8.4).

Таблица 8.4.Дистанционно управление за облъчване с периодично магнитно поле с честота 50 Hz

Допустимата якост на MF в интервали от време се определя в съответствие с интерполационната крива, дадена в Приложение 1 на SanPiN 2.2.4.1191-03.

При необходимост от престой на персонала в зони с различен интензитет (индукция) на магнитното поле, общото време за извършване на работа в тези зони не трябва да надвишава максималната контролна граница за тези с максимална интензивност.

Допустимият престой може да се реализира еднократно или частично през работния ден.

За условията на експозиция на импулсно MF 50 Hz, MPS на амплитудната стойност на напрегнатостта на полето (Npd) се диференцират в зависимост от общата продължителност на експозиция на смяна (T) и характеристиките на режимите на генериране на импулси.

Хигиенно регулиране на ЕМП в диапазона 10 kHz - 300 GHz. Интензитетът на електромагнитните полета на радиочестотите на работните места на персонала, работещ с източници на ЕМП, и изискванията за мониторинг се регулират от санитарни и епидемиологични правила, стандарти "Електромагнитни полета в производствени условия" - SanPiN 2.2.4.1191-03 и GOST 12.1. 006-84 „Електромагнитни полета радиочестоти. Допустими нива на работните места и изисквания за контрол”.

Дистанционното управление на електрическите и магнитните полета в честотния диапазон 10-30 kHz през цялата смяна е съответно 500 V/m и 50 A/m. При продължителност на излагане на електрически и магнитни полета до 2 часа на смяна, дистанционното управление е съответно 1000 V / m и 100 A / m.

Таблица 8.5.Максимално дистанционно управление на интензитета и плътността на енергийния поток на ЕМП честотния диапазон 30 kHz - 300 GHz

Параметър	Максимално допустими нива в честотните ленти (MHz)
	0,03-3,0	3,0-30,0	30,0-50,0	50,0-300,0	300,0-300000,0
E, V/m
Нас
PES µW/cm1					1000 5000*

Забележка. *за условия на локално облъчване на ръцете.

Дистанционно управление EMF честотен диапазон 30 kHz - 300 GHz се определят от големината на енергийното излагане (EE).

Максимално допустимите нива на електрически и магнитни полета, плътността на енергийния поток на ЕМП не трябва да надвишават стойностите, посочени в раздел. 8.5.

8.4. ПРИНЦИПИ ЗА ИЗМЕРВАНЕ НА ПАРАМЕТРИ НА ЕЛЕКТРИЧЕСКИ И МАГНИТНИ ПОЛЕТА

Принципи на измерване на напрегнатостта на електрическото поле. Методът за измерване на параметрите на електрическо поле се основава на свойството на проводящо тяло, поставено в електрическо поле. Ако две проводящи тела се поставят в еднородно електрическо поле, тогава между центровете на електрическите заряди на телата възниква потенциална разлика, равна на потенциалната разлика на външното електрическо поле. Тази потенциална разлика е свързана с модула на външното електрическо поле.

При измерване на интензитета на променливо електрическо поле като първичен преобразувател се използва диполна антена, чиито размери са малки в сравнение с дължината на вълната. В еднородно електрическо поле между елементите на диполна антена (цилиндри, конуси и др.) възниква променливо напрежение, чиято моментна стойност ще бъде пропорционална на проекцията на моментната стойност на напрегнатостта на електрическото поле върху оста на диполната антена. Измерването на ефективната стойност на това напрежение ще даде стойност, пропорционална на ефективната стойност на проекцията на напрегнатостта на електрическото поле върху оста на диполната антена. Тоест, говорим за електрическо поле, което е съществувало в космоса преди въвеждането на диполна антена в него. По този начин са необходими диполна антена и RMS волтметър за измерване на средноквадратичната стойност на променливо електрическо поле.

Принципи на измерване на силата (индукцията) на магнитното поле. За измерване на интензитета на директни и нискочестотни магнитни полета, базирани на преобразуватели ефект на зала,което се отнася до галваномагнитните явления, възникващи при поставяне на проводник

или полупроводник с ток в магнитно поле. Тези явления включват: възникване на потенциална разлика (емф), промяна в електрическото съпротивление на проводника, възникване на температурна разлика.

Ефектът на Хол възниква, когато се приложи напрежение към двойка противоположни страни на правоъгълна полупроводникова плоча, причинявайки постоянен ток. Под действието на вектора на индукция, перпендикулярен на плочата, върху движещите се носители на заряд ще действа сила, перпендикулярна на вектора на плътност на постоянен ток. Последицата от това ще бъде появата на потенциална разлика между другата двойка повърхности на плочата. Тази потенциална разлика се нарича ЕДС на Хол. Стойността му е пропорционална на компонента на вектора на магнитната индукция, перпендикулярен на плочата, дебелината на плочата и константата на Хол, която е характеристика на полупроводника. Познавайки коефициента на пропорционалност между ЕДС и магнитната индукция и измервайки ЕДС, определете стойността на магнитната индукция.

За измерване на средноквадратичната стойност на напрегнатостта на променливото магнитно поле се използва кръгова антена като първичен преобразувател, чиито размери са малки в сравнение с дължината на вълната. Под действието на променливо магнитно поле на изхода на контурната антена възниква променливо напрежение, чиято моментна стойност е пропорционална на проекцията на моментната стойност на силата на магнитното поле върху оста, перпендикулярна на равнината на контура антена и минаваща през центъра й. Измерването на RMS стойността на това напрежение дава стойност, пропорционална на RMS стойността на проекцията на силата на магнитното поле върху оста на кръговата антена.

Принципи за измерване на плътността на енергийния поток на електромагнитно поле. При честоти от 300 MHz до десетки GHz, плътността на енергийния поток (EFD) се измерва във вече формирана електромагнитна вълна. В този случай PES е свързан със силата на електрическите или магнитните полета. Следователно, за измерване на PES се използват метри от средноквадратичната стойност на силите на електрическите или магнитните полета, които са калибрирани в единици на плътността на енергийния поток на електромагнитното поле.

8.5. защитни мерки при работа с източници на имп

При избора на средства за защита срещу статично електричество (екраниране на източника на поле или работно място, използване на неутрализатори на статично електричество, ограничаване на времето за работа и др.), Характеристиките на технологичните процеси, физичните и химичните свойства на обработвания материал, трябва да се вземе предвид микроклимата на помещенията и др., което обуславя диференциран подход при разработването на защитни мерки.

Едно от често срещаните средства за защита срещу статично електричество е да се намали генерирането на електростатични заряди или тяхното отстраняване от електрифицирания материал, което се постига:

1) заземяване на метални и електропроводими елементи на оборудването;

2) увеличаване на повърхностите и обемната проводимост на диелектриците;

3) инсталиране на неутрализатори на статично електричество. Заземяването се извършва независимо от използването на др

методи за защита. Заземяват се не само елементите на оборудването, но и изолирани електропроводими участъци от технологични инсталации.

По-ефективно средство за защита е повишаването на влажността на въздуха до 65-75%, когато това е възможно в условията на технологичния процес.

Личните предпазни средства могат да бъдат антистатични обувки, антистатична рокля, заземяващи гривни за защита на ръцете и други средства, които осигуряват електростатично заземяване на човешкото тяло.

При общото въздействие на ФПЧ върху тялото на работниците зоните на производствената зона с нива, превишаващи ПДК, трябва да бъдат маркирани със специални предупредителни знаци с допълнителен обяснителен надпис: „Внимание! Магнитно поле!" Необходимо е да се извършат организационни мерки за намаляване на въздействието на СПИ върху човешкото тяло чрез избор на рационален режим на работа и почивка, намаляване на времето, прекарано в условията на действие на СПИ, определяне на маршрута, който ограничава контакта с СПИ в работната зона.

При ремонт на шинни системи трябва да се предвидят шунтови решения. Обслужващи лица

Технологичните инсталации за постоянен ток, шинните системи или тези, които са в контакт с източници на ФПЧ, трябва да бъдат подложени на предварителни и периодични медицински прегледи в съответствие със стандартите на Министерството на здравеопазването и медицинската промишленост и Държавния комитет за санитарен и епидемиологичен надзор на Русия. При медицински прегледи трябва да се ръководи от общите медицински противопоказания за работа с вредни фактори в работната среда.

При условие на локално въздействие (ограничено до ръцете, горния раменен пояс на работниците), в предприятията на електронната промишленост трябва да се използват технологични касети за работа, свързана с монтажа на полупроводникови устройства, които ограничават контакта на ръцете на работници, работещи с

PMP.

В предприятията за производство на постоянни магнити водещото място в превантивните мерки принадлежи на автоматизацията на процеса на измерване на магнитните параметри на продуктите с помощта на цифрови автоматични устройства, което изключва контакт с PMF. Препоръчително е да се използват дистанционни устройства (форцепс, изработени от немагнитни материали, пинсети, ръкохватки), които предотвратяват възможността за локално действие на PMF върху работещия. Трябва да се използват блокиращи устройства, които изключват електромагнитната инсталация, когато ръцете попаднат в зоната на покритие на PMP.

В хигиенната практика се използват три основни принципа на защита: защита по време, защита по разстояние и защита чрез използване на колективни или индивидуални предпазни средства. Освен това се извършват предварителни и годишни периодични проверки на персонала, обслужващ електрическите инсталации на EHV, в съответствие със стандартите на Държавния санитарен и епидемиологичен надзор и Министерството на здравеопазването и медицинската промишленост на Русия, които гарантират предотвратяването на неблагоприятни ефекти върху здравето.

Принципът на защита на времето се прилагат основно в изискванията на съответните нормативни и методически документи, регламентиращи промишленото въздействие на ЕМП FC. Допустимото време за престой на персонала под въздействието на ЕМП FC е ограничено от продължителността на работния ден и съответно намалява с увеличаване на интензивността на експозиция. За населението се осигурява предотвратяване на неблагоприятните ефекти от въздействието на EP IF заедно с диференцирано дистанционно управление

в зависимост от вида на територията (жилищна, често или рядко посещавана), което е проява на осигуряване на защита на човека чрез ограничаване на времето на експозиция, главно поради прилагането на принципа на защита от разстояние. За въздушни линии със свръхвисоко напрежение (EHV) от различни класове се установяват увеличаващи се размери на санитарно-защитни зони.

За разполагане на въздушни линии от 330 kV и повече трябва да се разпределят територии, далеч от жилищната зона.

При проектирането на въздушни линии с напрежение 750-1150 kV трябва да се предвиди тяхното отдалечаване от границите на населените места, като правило, съответно най-малко 250-300 m. И само в изключителни случаи, когато това изискване не може да бъде изпълнено поради местни условия, линиите 330, 500, 750 и 1150 kV могат да бъдат приближени до границата на селските населени места, но не по-близо от 20, 30, 40 и 55 kV. m съответно; в този случай силата на електрическото поле под проводниците на въздушната линия трябва да бъде не повече от 5 kV / m. Възможността за приближаване на въздушни линии до границата на населените места трябва да бъде съгласувана с органите за санитарен и епидемиологичен надзор.

В рамките на санитарно-охранителната зона е забранено:

Жилищно строителство и обособяване на зони за отдих;

Поставяне на предприятия за поддръжка на превозни средства, складове за петролни продукти;

Съхранение на всички видове горими материали и работа с тях;

Спиране на превозни средства, чиито размери надвишават допустимите, ремонт на машини и механизми;

Извършване на поливни работи с поливни машини, чиято водна струя може да влезе в контакт с въздушни линии;

Поставяне на дълги незаземени проводници (телени огради, стрии за окачване на грозде, хмел и др.), достъпни за обществеността;

Събаряне на няколко дървета едновременно при разчистване на ВЛ, катерене по дървета, както и работа при силен вятър, мъгла и поледица.

На територията на санитарно-охранителната зона на въздушни линии с напрежение 750 kV и по-високо е забранено:

Работете с машини и механизми без защитни екрани, осигуряващи намаляване на напрежението на ЕП на работните места на служителите;

Разположете жилищни сгради и битови парцели;

Привличане на деца и юноши под 18 години за селскостопанска работа.

Позволен:

Използване на санитарно-охранителната зона на въздушната линия за поставяне на селскостопански култури, които не изискват дълъг престой на хора по време на тяхната обработка;

Запазване и експлоатация на съществуващи жилищни сгради и битови парцели, разположени в санитарно-охранителната зона на въздушни линии с напрежение 330-500 kV, при условие че напрежението на електрическата енергия в жилищни сгради и на открити площи се намали до приемливи нива.

Мерките за защита на населението от въздействието на EP FC се определят от следните изисквания:

а) създаване на санитарно-охранителна зона и стриктно спазване на изискванията за нейното използване;

б) при организиране на работа в санитарно-охранителната зона се предприемат следните мерки за намаляване на нивата на електрическото поле:

Движещите се машини и механизми (автомобили, трактори, селскостопански самоходни и прикачни агрегати и др.) са оборудвани с надежден електрически контакт със земята. За заземяване на машини и механизми на пневматичен курс е разрешено да се използва метална верига, фиксирана върху носеща рамка;

Машините и механизмите, които нямат метални кабини, трябва да бъдат оборудвани със защитни екрани, козирки, свързани с тялото. Параваните и козирките могат да бъдат изработени от ламарина или метална мрежа;

За да се изключат електрически разряди, когато човек контактува с проводници, те се заземяват, удължените проводници се заземяват на няколко места и се поставят перпендикулярно на

към VL;

При извършване на строителни и монтажни работи удължените метални изделия (тръбопроводи, проводници на комуникационни линии и др.) се заземяват на работните площадки и най-малко в две точки на различни места;

в) сградите, държани в рамките на санитарно-охранителната зона, са защитени от заземен щит, металните покриви са надеждни

заземен най-малко на две места. При заземително устройство стойността на съпротивлението не е стандартизирана;

г) за намаляване на силата на електрическото поле на открити площи, ако е необходимо, монтирайте устройства за екраниране на кабели, както и стоманобетонни огради. За същата цел се засаждат дървета и храсти;

д) на кръстовището на пътища с въздушни линии се монтират знаци, забраняващи спирането на транспорта и, ако е необходимо, ограничаване на размера на превозното средство;

е) в процеса на подготовка и извършване на работа в близост до въздушните линии, лицата, отговорни за извършването на тези работи, са длъжни да инструктират работниците и да наблюдават изпълнението на мерките за защита срещу въздействието на електрическо поле и спазването на изискванията за безопасност;

ж) в населени места, в близост до които минават въздушни линии, предприятията за електрическа мрежа, заедно с общинските власти, провеждат разяснителна работа сред населението за насърчаване на мерките за безопасност при работа и хората са в близост до въздушни линии, както и инсталират предупредителни знаци на места с повишена опасност.

В същото време, поради липсата на подходящ нормативен и методически документ, регламентиращ непроизводителните им въздействия, защитата на населението не е осигурена за МП ВП (основно поради недостатъчно познаване на въпроса).

Предотвратяването на неблагоприятните ефекти на EMF FC върху човек чрез използване на защитно оборудване се осигурява само за промишлени въздействия и само за електрическия компонент (EC FC) в съответствие с изискванията на GOST 12.1.002-84 и SanPiN N 5802-91 и GOST, специално разработен за справяне с тези проблеми 12.4.154-85 „SSBT. Екраниращи устройства за защита от електрически полета с индустриална честота. Общи технически изисквания, основни параметри и размери” и GOST 12.4.172-87 „SSBT. Индивидуален екраниращ комплект за защита срещу електрически полета с индустриална честота. Общи технически изисквания и методи за контрол”.

Средствата за колективна защита включват две основни категории такива средства: стационарни и мобилни (преносими). Стационарни параваниможе да е различно

заземени метални конструкции (щитове, навеси, навеси - плътни или мрежести, кабелни системи), поставени над работните места на персонала, намиращ се в зоната на EF FC. Мобилни (преносими) средства за защитаса различни видове подвижни екрани. Колективни средства за защитапонастоящем се използват не само за опазване на здравето на персонала, обслужващ електрически инсталации с ултрависоко напрежение и в резултат на това изложени на въздействието на EF FC, но и за защита на населението, за да се осигурят стандартните стойности на напрежението FC EF в ж.к.(най-често в градински площи).парцели разположени в близост до трасето на ВЛ). В тези случаи най-често се използват кабелни екрани, конструирани в съответствие с инженерните изчисления.

Основен лични предпазни средстваот EP FC в момента са индивидуални комплекти за екраниране. В Русия има различни видове комплекти с различна степен на екраниране, не само за наземни работи в зоната на въздействие на EP FC с напрежение не повече от 60 kV / m, но и за извършване на работа с директен контакт с живи части под напрежение (работа под напрежение) на въздушни линии с напрежение 110-1150 kV. За да се предотврати ранната диагностика и лечение на здравословни нарушения, работещи под въздействието на радиочестотно електромагнитно излъчване, е необходимо да се провеждат предварителни и периодични медицински прегледи в съответствие със заповедите на Министерството на здравеопазването и социалното развитие на Руската федерация. Всички лица с начални прояви на клинични нарушения, причинени от облъчване с радиовълни, както и с общи заболявания, чието протичане може да се влоши под въздействието на неблагоприятни фактори на работната среда, трябва да бъдат взети под наблюдение с подходящи хигиенни и терапевтични мерки. мерки, насочени към подобряване на условията на труд и възстановяване на здравето. В случаите, характеризиращи се с прогресиращ ход на професионалната патология или влошени от общи заболявания, се извършва временно или постоянно прехвърляне на служители на друга работа. Жените по време на бременност и кърмене също подлежат на прехвърляне на друга работа, ако нивата на EMR на работното място надвишават МДК, установен за населението. Лица под 18г

rasta, не се допуска самостоятелна работа на инсталации, които са източници на електромагнитно излъчване в радиочестотния диапазон. Мерките за защита на работниците трябва да се прилагат при всички видове работа, ако нивата на ЕМП на работното място надвишават допустимите.

Защитата на персонала от излагане на RF EMR се постига чрез организационни и инженерни мерки, както и използването на лични предпазни средства.

Организационните дейности включват: избор на рационални режими на работа на инсталациите; ограничаване на мястото и времето на престой на персонала в радиационната зона и други. Инженерни меркивключват: рационално разполагане на оборудването, използване на средства, които ограничават потока на електромагнитна енергия към работните места на персонала (абсорбатори на мощност, екраниране). Към лични предпазни средствавключват очила, щитове, каски, защитно облекло (гащеризони, гащеризони и др.).

Методът на защита във всеки конкретен случай трябва да се определя, като се вземат предвид работният честотен диапазон, естеството на извършената работа и необходимата ефективност на защитата.

Принципите на защита са различни в зависимост от предназначението и дизайна на излъчвателите. Защитата на персонала от облъчване може да се извърши чрез автоматизиране на технологични процеси или дистанционно управление, с изключение на задължителното присъствие на оператор в близост до източника на радиация, чрез екраниране на работещи индуктори.

В случаите, когато е невъзможно оборудването да се прехвърли на автоматично или дистанционно управление (технически невъзможно или свързано с високи материални разходи), е необходимо да се защити работното място. Тези дейности се извършват и при обслужване на ЕГУ оборудване с голям запас от енергия, предназначено за обработка на едрогабаритни детайли. Екранирането на работните места се извършва и в случаите, когато екранирането на източници на електромагнитно поле е невъзможно поради спецификата на технологичния процес (работа на стендове и др.).

Всички средства и методи за защита от ЕМП могат да бъдат разделени на 3 групи: организационни, инженерни и лечебно-профилактични.

Организационни събития както по време на проектирането, така и в експлоатационните съоръжения, те осигуряват предотвратяване на навлизането на хора в зони с висока интензивност на ЕМП, създаване на санитарно-защитни зони около антенни конструкции за различни цели. За прогнозиране на нивата на електромагнитно излъчване на етапа на проектиране се използват изчислителни методи за определяне на PES и силата на ЕМП.

Общите принципи на инженерно-техническата защита, се свеждат до следното: електрическо уплътняване на елементи на веригата, блокове, възли на инсталацията като цяло, за да се намали или премахне електромагнитното излъчване; защита на работното място от радиация или отдалечаване на безопасно разстояние от източника на радиация. За екраниране на работното място се препоръчва използването на различни видове екрани: отразяващи (твърд метал от метална мрежа, метализирана тъкан) и абсорбиращи (от радиоабсорбиращи материали).

Като лични предпазни средства се препоръчва специално облекло от метализиран плат и очила.

В случай, че само определени части на тялото или лицето са изложени на радиация, е възможно да се използва защитна рокля, престилка, пелерина с качулка, ръкавици, очила, щитове.

Терапевтични и превантивни мерки трябва да бъдат насочени преди всичко към ранно откриване на признаци на неблагоприятно въздействие на електромагнитните полета В медицинския преглед участват терапевт, невропатолог, офталмолог.

Инструкция

Вземете две батерии и ги свържете с електрическа лента. Свържете батериите така, че краищата им да са различни, тоест плюсът да е срещу минуса и обратно. Използвайте кламери, за да прикрепите проводник към края на всяка батерия. След това поставете един от кламерите върху батериите. Ако кламерът не достига до центъра на всеки, може да се наложи да го изправите до желаната дължина. Закрепете дизайна с лента. Уверете се, че краищата на проводниците са свободни и ръбовете на кламера достигат до центъра на всяка батерия. Свържете батериите отгоре, направете същото от другата страна.

Вземете медна жица. Оставете около 15 сантиметра от жицата права и след това започнете да я увивате около стъклото. Направете около 10 завъртания. Оставете направо още 15 сантиметра. Свържете един от проводниците от захранването към един от свободните краища на получената медна бобина. Уверете се, че проводниците са добре свързани един с друг. Когато е свързана, веригата дава магнитен поле. Свържете другия проводник на захранването към медния проводник.

При това, когато през намотката протича ток, поставената вътре ще се магнетизира. Кламерите ще се залепят, така че частите на лъжица или вилица, отвертки ще се намагнетизират и ще привличат други метални предмети, докато токът се прилага към намотката.

Забележка

Бобината може да е гореща. Уверете се, че наблизо няма запалими вещества и внимавайте да не изгорите кожата си.

Полезни съвети

Най-лесно намагнетизираният метал е желязото. Не избирайте алуминий или мед, когато проверявате полето.

За да създадете електромагнитно поле, трябва да накарате неговия източник да излъчва. В същото време той трябва да произведе комбинация от две полета, електрическо и магнитно, които могат да се разпространяват в пространството, пораждайки едно друго. Електромагнитното поле може да се разпространява в пространството под формата на електромагнитна вълна.

Ще имаш нужда

• - изолиран проводник;
• - пирон;
• - два проводника;
• - Бобина Ruhmkorff.

Инструкция

Вземете изолиран проводник с ниско съпротивление, медният е най-добър. Навийте го върху стоманена сърцевина, обикновен гвоздей с дължина 100 мм (тъкане) ще направи. Свържете проводника към източник на захранване, обикновена батерия ще свърши работа. Ще има електрически поле, което генерира електрически ток в него.

Насоченото движение на зареденото (електрически ток) на свой ред ще генерира магнитно поле, който ще бъде концентриран в стоманена сърцевина, с тел, навита около нея. Ядрото се завърта и се привлича към себе си от феромагнетици (никел, кобалт и др.). Получената полеможе да се нарече електромагнитно, тъй като електрическият полемагнитен.

За да се получи класическо електромагнитно поле, е необходимо както електрическото, така и магнитното полесменен с течение на времето, след това електрическият полеще генерира магнитни и обратно. За това е необходимо движещите се заряди да получат ускорение. Най-лесният начин да направите това е да ги накарате да осцилират. Следователно, за да получите електромагнитно поле, достатъчно е да вземете проводник и да го включите в нормална битова мрежа. Но ще бъде толкова малък, че няма да може да се измери с инструменти.

За да получите достатъчно мощно магнитно поле, направете вибратор Hertz. За да направите това, вземете два прави еднакви проводника, фиксирайте ги така, че разстоянието между тях да е 7 mm. Това ще бъде отворена осцилаторна верига с малък електрически капацитет. Прикрепете всеки от проводниците към скоби Ruhmkorf (това ви позволява да получавате импулси с високо напрежение). Свържете веригата към батерията. Ще започнат разряди в искрова междина между проводниците, а самият вибратор ще се превърне в източник на електромагнитно поле.

Подобни видеа

Навлизането на новите технологии и широкото използване на електричеството доведе до появата на изкуствени електромагнитни полета, които най-често имат вредно въздействие върху хората и околната среда. Тези физически полета възникват там, където има движещи се заряди.

Естеството на електромагнитното поле

Електромагнитното поле е специален вид материя. Възниква около проводници, по които се движат електрически заряди. Силовото поле се състои от две независими полета - магнитно и електрическо, които не могат да съществуват изолирано едно от друго. Електрическото поле, когато възниква и се променя, неизменно генерира магнитно.

Един от първите, които изследват природата на променливите полета в средата на 19-ти век, е Джеймс Максуел, на когото се приписва създаването на теорията за електромагнитното поле. Ученият показа, че електрическите заряди, движещи се с ускорение, създават електрическо поле. Промяната му генерира поле от магнитни сили.

Източникът на променливо магнитно поле може да бъде магнит, ако го задвижите, както и електрически заряд, който осцилира или се движи с ускорение. Ако зарядът се движи с постоянна скорост, тогава през проводника протича постоянен ток, който се характеризира с постоянно магнитно поле. Разпространявайки се в пространството, електромагнитното поле носи енергия, която зависи от големината на тока в проводника и честотата на излъчваните вълни.

Въздействието на електромагнитното поле върху човек

Нивото на всички електромагнитни излъчвания, които се създават от технически системи, проектирани от човека, е многократно по-високо от естественото излъчване на планетата. Това е термичен ефект, който може да доведе до прегряване на телесните тъкани и необратими последици. Например, продължителното използване на мобилен телефон, който е източник на радиация, може да доведе до повишаване на температурата на мозъка и лещата на окото.

Електромагнитните полета, генерирани от използването на домакински уреди, могат да причинят злокачествени новообразувания. По-специално, това се отнася за тялото на децата. Дългосрочното пребиваване на човек в близост до източника на електромагнитни вълни намалява ефективността на имунната система, води до заболявания на сърцето и кръвоносните съдове.

Разбира се, невъзможно е напълно да се откаже от използването на технически средства, които са източник на електромагнитно поле. Но можете да приложите най-простите превантивни мерки, например, използвайте телефона само със слушалки, не оставяйте кабелите на уреда в електрически контакти след използване на оборудването. В ежедневието се препоръчва използването на удължители и кабели със защитно екраниране.

Какво е електромагнитно поле, как то влияе на човешкото здраве и защо го измервате - ще научите от тази статия. Продължавайки да ви запознаваме с асортимента на нашия магазин, ще ви разкажем за полезни устройства - индикатори за силата на електромагнитното поле (ЕМП). Те могат да се използват както в бизнеса, така и у дома.

Какво е електромагнитно поле?

Съвременният свят е немислим без домакински уреди, мобилни телефони, електричество, трамваи и тролейбуси, телевизори и компютри. Ние сме свикнали с тях и изобщо не мислим, че всяко електрическо устройство създава електромагнитно поле около себе си. Той е невидим, но засяга всички живи организми, включително и човека.

Електромагнитно поле - специална формаматерия, възникваща от взаимодействието на движещи се частици с електрически заряди. Електрическите и магнитните полета са взаимосвързани помежду си и могат да се пораждат - поради което, като правило, те се разглеждат заедно като едно електромагнитно поле.

Основните източници на електромагнитни полета включват:

- електропроводи;
— трансформаторни подстанции;
– ел. инсталации, телекомуникации, ТВ и интернет кабели;
– клетъчни кули, радио и телевизионни кули, усилватели, антени за клетъчни и сателитни телефони, Wi-Fi рутери;
— компютри, телевизори, дисплеи;
- битови електроуреди;
– индукционни и микровълнови (MW) фурни;
— електрически транспорт;
- радари.

Влияние на електромагнитните полета върху човешкото здраве

Електромагнитните полета влияят на всякакви биологични организми - растения, насекоми, животни, хора. Учените, изучаващи ефекта на електромагнитните полета върху хората, са стигнали до извода, че продължителното и редовно излагане на електромагнитни полета може да доведе до:
- повишена умора, нарушения на съня, главоболие, понижено налягане, намален сърдечен ритъм;
- нарушения в имунната, нервната, ендокринната, половата, хормоналната, сърдечно-съдовата система;
- развитие на онкологични заболявания;
- развитие на заболявания на централната нервна система;
- алергични реакции.

EMI защита

Има санитарни норми, които установяват максимално допустимите нива на напрегнатост на електромагнитното поле в зависимост от времето, прекарано в опасната зона - за жилищни помещения, работни места, места в близост до източници на силно поле. Ако не е възможно да се намали структурно радиацията, например от електромагнитна предавателна линия (ЕМП) или клетъчна кула, тогава се разработват инструкции за обслужване, защитно оборудване за работещия персонал и санитарно-карантинни зони с ограничен достъп.

Различни инструкции регулират времето, през което човек остава в опасната зона. Екраниращи мрежи, филми, стъкла, костюми, изработени от метализирана тъкан на базата на полимерни влакна, могат да намалят интензивността на електромагнитното излъчване хиляди пъти. По искане на GOST зоните на ЕМП радиация са оградени и оборудвани с предупредителни знаци „Не влизайте, опасно е!“ и символа за електромагнитна опасност.

Специални служби с помощта на устройства постоянно наблюдават нивото на интензивност на ЕМП на работните места и в жилищните помещения. Можете сами да се погрижите за здравето си като закупите портативен уред "Импулс" или комплект "Импулс" + тестер за нитрати "СОЕКС".

Защо се нуждаем от домакински уреди за измерване на силата на електромагнитното поле?

Електромагнитното поле влияе негативно на човешкото здраве, така че е полезно да знаете кои места посещавате (у дома, в офиса, в градината, в гаража) могат да бъдат опасни. Трябва да разберете, че повишен електромагнитен фон може да бъде създаден не само от вашите електрически уреди, телефони, телевизори и компютри, но и от дефектни кабели, електроуреди на съседи, промишлени съоръжения, разположени наблизо.

Експертите са установили, че краткотрайното излагане на човек на ЕМП е практически безвредно, но продължителният престой в зона с повишен електромагнитен фон е опасен. Това са зоните, които могат да бъдат открити с устройства от типа "Импулс". Така че можете да проверите местата, където прекарвате най-много време; детска стая и вашата спалня; проучване. Устройството съдържа стойностите, установени от нормативните документи, така че можете незабавно да оцените степента на опасност за вас и вашите близки. Възможно е след прегледа да решите да преместите компютъра от леглото, да се отървете от мобилния телефон с усилена антена, да смените старата микровълнова фурна с нова, да смените изолацията на вратата на хладилника с режим No Frost .

Шмелев В.Е., Сбитнев С.А.

"ТЕОРЕТИЧНИ ОСНОВИ НА ЕЛЕКТРОТЕХНИКАТА"

"ТЕОРИЯ НА ЕЛЕКТРОМАГНИТНОТО ПОЛЕ"

Глава 1. Основни понятия на теорията на електромагнитното поле

§ 1.1. Определяне на електромагнитното поле и неговите физични величини.
Математически апарат на теорията на електромагнитното поле

електромагнитно поле(ЕМП) е вид материя, която има силово въздействие върху заредените частици и се определя във всички точки от две двойки векторни величини, които характеризират двете й страни - електрическо и магнитно поле.

Електрическо поле- това е компонент на ЕМП, който се характеризира с въздействие върху електрически заредена частица със сила, пропорционална на заряда на частицата и независеща от нейната скорост.

Магнитно поле- това е компонент на ЕМП, който се характеризира с въздействие върху движеща се частица със сила, пропорционална на заряда на частицата и нейната скорост.

Основните свойства и методи за изчисляване на ЕМП, изучавани в курса по теоретични основи на електротехниката, включват качествено и количествено изследване на ЕМП, открити в електрически, радиоелектронни и биомедицински устройства. За това най-подходящи са уравненията на електродинамиката в интегрална и диференциална форма.

Математическият апарат на теорията на електромагнитното поле (TEMF) се основава на скаларната теория на полето, векторен и тензорен анализ, както и диференциално и интегрално смятане.

тестови въпроси

1. Какво е електромагнитно поле?

2. Какво се нарича електрическо и магнитно поле?

3. Каква е основата на математическия апарат на теорията на електромагнитното поле?

§ 1.2. Физични величини, характеризиращи ЕМП

Вектор на напрегнатост на електрическото полев точката Qсе нарича вектор на силата, действаща върху електрически заредена неподвижна частица, поставена в точка Qако тази частица има единичен положителен заряд.

Според това определение електрическата сила, действаща върху точков заряд ре равно на:

където д измерено във V/m.

Характеризира се магнитното поле вектор на магнитна индукция. Магнитна индукция в някаква точка на наблюдение Qе векторна величина, чийто модул е ​​равен на магнитната сила, действаща върху заредена частица, разположена в точка Q, която има единичен заряд и се движи с единична скорост, а векторите на силата, скоростта, магнитната индукция, а също и зарядът на частицата отговарят на условието

.

Магнитната сила, действаща върху криволинейния проводник с ток, може да се определи по формулата

.

Върху прав проводник, ако е в еднородно поле, действа следната магнитна сила

.

Във всички най-нови формули б - магнитна индукция, която се измерва в тесла (Tl).

1 T е такава магнитна индукция, при която магнитна сила, равна на 1N, действа върху прав проводник с ток 1A, ако линиите на магнитна индукция са насочени перпендикулярно на проводника с ток и ако дължината на проводника е 1 m .

В допълнение към напрегнатостта на електрическото поле и магнитната индукция в теорията на електромагнитното поле се разглеждат следните векторни величини:

1) електрическа индукция д (електрическо изместване), което се измерва в C / m 2,

Векторите на ЕМП са функции на пространството и времето:

където Q- наблюдателен пункт, T- момент от време.

Ако точката за наблюдение Qе във вакуум, тогава са валидни следните отношения между съответните двойки векторни величини

където е абсолютната диелектрична проницаемост на вакуума (основна електрическа константа), = 8,85419 * 10 -12;

Абсолютна магнитна проницаемост на вакуума (основна магнитна константа); \u003d 4π * 10 -7.

тестови въпроси

1. Каква е напрегнатостта на електрическото поле?

2. Какво се нарича магнитна индукция?

3. Каква е магнитната сила, действаща върху движеща се заредена частица?

4. Каква е магнитната сила, действаща върху проводник с ток?

5. Какви векторни величини характеризират електрическото поле?

6. Какви векторни величини характеризират магнитното поле?

§ 1.3. Източници на електромагнитно поле

Източниците на ЕМП са електрически заряди, електрически диполи, движещи се електрически заряди, електрически токове, магнитни диполи.

Понятията електрически заряд и електрически ток са дадени в курса по физика. Електрическите токове са три вида:

1. Токове на проводимост.

2. Токове на изместване.

3. Трансферни токове.

Ток на проводимост- скоростта на преминаване на подвижните заряди на електропроводимо тяло през определена повърхност.

Ток на отклонение- скоростта на промяна на потока на вектора на електрическото изместване през определена повърхност.

.

Трансферен токсе характеризира със следния израз

където v - скоростта на пренасяне на тела през повърхността С; н - вектор на единицата нормален към повърхността; - линейна плътност на заряда на телата, летящи през повърхността по посока на нормалата; ρ е обемната плътност на електрическия заряд; стр v - плътност на преносния ток.

електрически диполсе нарича двойка точкови заряди + ри - рразположени на разстояние ледин от друг (фиг. 1).

Точковият електрически дипол се характеризира с вектора на електрическия диполен момент:

магнитен диполнаречена плоска верига с електрически ток азМагнитният дипол се характеризира с вектора на магнитния диполен момент

където С е векторът на площта на плоската повърхност, опъната върху веригата с ток. вектор С насочен перпендикулярно на тази плоска повърхност, освен това, ако се гледа от края на вектора С , тогава движението по контура в посока, съвпадаща с посоката на тока, ще се извърши обратно на часовниковата стрелка. Това означава, че посоката на вектора на диполния магнитен момент е свързана с посоката на тока според правилото на десния винт.

Атомите и молекулите на материята са електрически и магнитни диполи, така че всяка точка от реалния тип в ЕМП може да се характеризира с обемната плътност на електрическия и магнитния диполен момент:

П - електрическа поляризация на веществото:

М - намагнитването на веществото:

Електрическа поляризация на материятае векторна величина, равна на обемната плътност на електрическия диполен момент в дадена точка на реално тяло.

Намагнитване на материятае векторна величина, равна на обемната плътност на магнитния диполен момент в дадена точка на реално тяло.

електрическо изместване- това е векторна величина, която за всяка точка на наблюдение, независимо дали е във вакуум или в вещество, се определя от връзката:

(за вакуум или материя),

(само за вакуум).

Сила на магнитното поле- векторна величина, която за всяка точка на наблюдение, независимо дали е във вакуум или в вещество, се определя от връзката:

,

където силата на магнитното поле се измерва в A/m.

В допълнение към поляризацията и магнетизацията, има и други източници на ЕМП с обемно разпределение:

- обемна плътност на електрическия заряд ; ,

където обемната плътност на електрическия заряд се измерва в C/m 3 ;

- вектор на плътност на електрически ток, чиято нормална компонента е равна на

В по-общ случай токът, протичащ през открита повърхност С, е равен на потока на вектора на плътността на тока през тази повърхност:

където векторът на плътността на електрическия ток се измерва в A/m 2 .

тестови въпроси

1. Какви са източниците на електромагнитното поле?

2. Какво е ток на проводимост?

3. Какво е ток на отклонение?

4. Какво е трансферен ток?

5. Какво е електрически дипол и електрически диполен момент?

6. Какво е магнитен дипол и магнитен диполен момент?

7. Какво се нарича електрическа поляризация и намагнитване на вещество?

8. Какво се нарича електрическо изместване?

9. Какво се нарича силата на магнитното поле?

10. Каква е обемната плътност на електрическия заряд и плътността на тока?

Пример за приложение на MATLAB

Задача.

дадени: Верига с електрически ток азв пространството е периметърът на триъгълник, декартовите координати на върховете на който са дадени: х 1 , х 2 , х 3 , г 1 , г 2 , г 3 , z 1 , z 2 , z 3 . Тук индексите са номерата на върховете. Върховете са номерирани по посока на протичане на електрически ток.

Задължителносъставете функция на MATLAB, която изчислява вектора на диполния магнитен момент на контура. При съставянето на m-файла може да се приеме, че пространствените координати се измерват в метри, а токът се измерва в ампери. Допуска се произволна организация на входните и изходните параметри.

Решение

% m_dip_moment - изчисляване на магнитния диполен момент на триъгълна верига с ток в пространството

%pm = m_dip_moment(ток,възли)

% ВХОДНИ ПАРАМЕТРИ

% ток - ток във веригата;

% възли - квадратна матрица с вида ." , всеки ред от която съдържа координатите на съответния връх.

% ИЗХОДЕН ПАРАМЕТЪР

% pm е редова матрица на декартовите компоненти на вектора на магнитния диполен момент.

функция pm = m_dip_moment(tok,възли);

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

% В последния израз векторът на площта на триъгълника се умножава по тока

>> възли=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,възли)

13.442 20.637 -2.9692

В случая се оказа П M = (13,442* 1 х + 20.637*1 г - 2.9692*1 z) A * m 2, ако токът във веригата е 1 A.

§ 1.4. Пространствени диференциални оператори в теорията на електромагнитното поле

Градиентскаларно поле Φ( Q) = Φ( x, y, z) се нарича векторно поле, определено от формулата:

,

където V 1 - област, съдържаща точка Q; С 1 - зона на затваряне на затворена повърхност V 1 , Q 1 - точка, принадлежаща на повърхността Седин ; δ - най-голямото разстояние от точката Qдо точки на повърхността С 1 (макс.| QQ 1 |).

Разминаваневекторно поле Е (Q)=Е (x, y, z) се нарича скаларно поле, определено от формулата:

Ротор(вихрово) векторно поле Е (Q)=Е (x, y, z) е векторно поле, определено от формулата:

гниене Е =

Оператор Nablaе векторен диференциален оператор, който в декартови координати се определя от формулата:

Нека представим grad, div и rot чрез оператора nabla:

Записваме тези оператори в декартови координати:

; ;

Операторът на Лаплас в декартови координати се определя от формулата:

Диференциални оператори от втори ред:

Интегрални теореми

градиентна теорема ;

Теорема за дивергенция

Теорема за ротора

В теорията на ЕМП се използва и още една от интегралните теореми:

.

тестови въпроси

1. Какво се нарича градиент на скаларно поле?

2. Какво се нарича дивергенция на векторно поле?

3. Какво се нарича ротор на векторно поле?

4. Какво е операторът nabla и как се изразяват диференциалните оператори от първи ред чрез него?

5. Какви интегрални теореми са валидни за скаларни и векторни полета?

Пример за приложение на MATLAB

Задача.

дадени: В обема на тетраедъра скаларното и векторното поле се променят по линеен закон. Координатите на върховете на тетраедъра са дадени с матрица от формата [ х 1 , г 1 , z 1 ; х 2 , г 2 , z 2 ; х 3 , г 3 , z 3 ; х 4 , г 4 , zчетири]. Стойностите на скаларното поле във върховете са дадени от матрицата [Ф 1 ; F 2; F 3; F 4]. Декартовите компоненти на векторното поле във върховете са дадени от матрицата [ Е 1 х, Е 1г, Е 1z; Е 2х, Е 2г, Е 2z; Е 3х, Е 3г, Е 3z; Е 4х, Е 4г, Е 4z].

Дефинирайтев обема на тетраедъра, градиента на скаларното поле, както и дивергенцията и изкривяването на векторното поле. Напишете MATLAB функция за това.

Решение. По-долу е текстът на m-функцията.

% grad_div_rot - Изчисляване на градиент, дивергенция и извиване... в обема на тетраедър

%=grad_div_rot(възли,скалар,вектор)

% ВХОДНИ ПАРАМЕТРИ

% възли - матрица от координати на върха на тетраедър:

% редове отговарят на върхове, колони - координати;

% скаларен - колонна матрица от стойности на скаларни полета във върховете;

% вектор - матрица от компоненти на векторно поле във върховете:

% ИЗХОДНИ ПАРАМЕТРИ

% grad - редова матрица на декартови градиентни компоненти на скаларното поле;

% div - стойност на дивергенция на векторното поле в обема на тетраедъра;

% rot - редова матрица на декартови компоненти на ротора на векторното поле.

% При изчисленията се приема, че в обема на тетраедър

% векторните и скаларните полета се променят в пространството по линеен закон.

функция =grad_div_rot(възли,скалар,вектор);

a=inv(); % Матрица на коефициентите на линейна интерполация

grad=(a(2:end,:)*scalar)."; % Компоненти на градиент на скаларно поле

div=*вектор(:); % Дивергенция на векторно поле

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

Пример за изпълнение на разработената m-функция:

>> възли=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

>> скалар=rand(4,1)

>>vector=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(възли,скалар,вектор)

0.16983 -0.03922 -0.17125

0.91808 0.20057 0.78844

Ако приемем, че пространствените координати се измерват в метри, а векторните и скаларните полета са безразмерни, тогава в този примерсе случи:

град Ф = (-0.16983* 1 х - 0.03922*1 г - 0.17125*1 z) m -1 ;

див Е = -1,0112 m -1;

гниене Е = (-0.91808*1 х + 0.20057*1 г + 0.78844*1 z) m -1 .

§ 1.5. Основни закони на теорията на електромагнитното поле

Уравнения на ЕМП в интегрална форма

Пълен актуален закон:

или

Циркулация на вектора на напрегнатостта на магнитното поле по контура ле равен на общия електрически ток, протичащ през повърхността С, опъната по контура л, ако посоката на тока образува дясна система с посоката на заобикаляне на веригата.

Закон за електромагнитната индукция:

,

където д c е силата на външното електрическо поле.

ЕМП на електромагнитна индукция ди във веригата лравна на скоростта на изменение на магнитния поток през повърхността С, опъната по контура л, а посоката на скоростта на изменение на магнитния поток се формира с посоката ди система за лява ръка.

Теорема на Гаус в интегрална форма:

Поток на вектор на електрическо изместване през затворена повърхност Се равна на сумата от свободните електрически заряди в обема, ограничен от повърхността С.

Законът за непрекъснатост на линиите на магнитна индукция:

Магнитният поток през всяка затворена повърхност е нула.

Директното прилагане на уравнения в интегрална форма позволява да се изчислят най-простите електромагнитни полета. За изчисляване на електромагнитни полета от по-сложна форма се използват уравнения в диференциална форма. Тези уравнения се наричат ​​уравнения на Максуел.

Уравнения на Максуел за неподвижни среди

Тези уравнения следват директно от съответните уравнения в интегрална форма и от математическите дефиниции на пространствените диференциални оператори.

Общо текущо право в диференциална форма:

,

Обща плътност на електрически ток,

Плътност на външния електрически ток,

Плътност на проводимия ток,

Плътност на тока на изместване: ,

Плътност на трансферния ток: .

Това означава, че електрическият ток е вихров източник на векторното поле на напрегнатостта на магнитното поле.

Законът за електромагнитната индукция в диференциална форма:

Това означава, че променливото магнитно поле е вихров източник за пространственото разпределение на вектора на напрегнатост на електрическото поле.

Уравнението на непрекъснатостта на линиите на магнитна индукция:

Това означава, че полето на вектора на магнитната индукция няма източници, т.е. в природата няма магнитни заряди (магнитни монополи).

Теорема на Гаус в диференциална форма:

Това означава, че източниците на векторното поле на електрическото изместване са електрически заряди.

За да се гарантира уникалността на решението на проблема с анализа на ЕМП, е необходимо уравненията на Максуел да се допълнят с уравненията на материалната връзка между векторите д и д , както и б и з .

Връзки между векторите на полето и електрофизичните свойства на средата

Известно е, че

(1)

Всички диелектрици са поляризирани от електрическо поле. Всички магнити се магнетизират от магнитно поле. Статичните диелектрични свойства на веществото могат да бъдат напълно описани чрез функционалната зависимост на поляризационния вектор П от вектора на напрегнатост на електрическото поле д (П =П (д )). Статичните магнитни свойства на веществото могат да бъдат напълно описани чрез функционалната зависимост на вектора на намагнитване М от вектора на силата на магнитното поле з (М =М (з )). В общия случай такива зависимости имат двусмислен (хистерезис) характер. Това означава, че поляризационният или магнетизиращият вектор в точката Qсе определя не само от стойността на вектора д или з в този момент, но също и историята на промяната във вектора д или з в този момент. Изключително трудно е експериментално да се изследват и моделират тези зависимости. Затова в практиката често се приема, че векторите П и д , както и М и з са колинеарни и електрофизичните свойства на материята се описват чрез скаларни хистерезисни функции (| П |=|П |(|д |), |М |=|М |(|з |). Ако хистерезисните характеристики на горните функции могат да бъдат пренебрегнати, тогава електрическите свойства се описват чрез функции с една стойност П=П(д), М=М(з).

В много случаи тези функции могат приблизително да се считат за линейни, т.е.

Тогава, като вземем предвид връзката (1), можем да напишем следното

,

(4)

Съответно относителната диелектрична и магнитна пропускливост на веществото:

Абсолютна диелектрична проницаемост на веществото:

Абсолютна магнитна проницаемост на веществото:

Съотношенията (2), (3), (4) характеризират диелектричните и магнитните свойства на веществото. Електропроводимите свойства на дадено вещество могат да бъдат описани чрез закона на Ом в диференциална форма

където - конкретни електропроводимоствещества, измерени в S/m.

В по-общ случай зависимостта между плътността на проводимия ток и вектора на напрегнатостта на електричното поле има нелинеен векторно-хистерезисен характер.

Енергия на електромагнитното поле

Обемната енергийна плътност на електрическото поле е

,

където У e се измерва в J / m 3.

Обемната енергийна плътност на магнитното поле е

,

където У m се измерва в J / m 3.

Обемната енергийна плътност на електромагнитното поле е равна на

В случай на линейни електрически и магнитни свойства на материята, обемната енергийна плътност на ЕМП е равна на

Този израз е валиден за моментни стойности на специфична енергия и EMF вектори.

Специфична мощност на топлинните загуби от проводими токове

Специфична мощност на източници на трети страни

тестови въпроси

1. Как се формулира общото текущо право в интегрална форма?

2. Как се формулира законът за електромагнитната индукция в интегрална форма?

3. Как се формулират в интегрална форма теоремата на Гаус и законът за непрекъснатостта на магнитния поток?

4. Как се формулира законът за общия ток в диференциална форма?

5. Как се формулира законът за електромагнитната индукция в диференциална форма?

6. Как се формулират в интегрална форма теоремата на Гаус и законът за непрекъснатост на линиите на магнитната индукция?

7. Какви връзки описват електрическите свойства на материята?

8. Как се изразява енергията на електромагнитното поле чрез векторните величини, които го определят?

9. Как се определя специфичната мощност на топлинните загуби и специфичната мощност на източниците на трети страни?

Примери за приложение на MATLAB

Задача 1.

дадени: В обема на тетраедъра магнитната индукция и намагнитването на веществото се променят по линеен закон. Дадени са координатите на върховете на тетраедъра, дадени са и стойностите на векторите на магнитната индукция и намагнитването на веществото във върховете.

Изчислиплътност на електрическия ток в обема на тетраедъра, използвайки m-функцията, събрана в решението на задачата в предходния параграф. Извършете изчислението в командния прозорец на MATLAB, като приемете, че пространствените координати са измерени в милиметри, магнитната индукция е в тесла, силата на магнитното поле и намагнитването са в kA/m.

Решение.

Нека зададем изходните данни във формат, съвместим с grad_div_rot m-функцията:

>> възли=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 % абсолютна вакуумна магнитна проницаемост, 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(възли,едни(4,1),B/mu0-M)

0 -3.0358e-017 0

914.2 527.76 -340.67

В този пример векторът на общата плътност на тока в разглеждания обем се оказа равен на (-914.2* 1 х + 527.76*1 г - 340.67*1 z) A/mm 2 . За да определите модула на плътността на тока, изпълнете следния оператор:

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

Изчислената стойност на плътността на тока не може да бъде получена в силно магнетизирани среди в реални технически устройства. Този пример е чисто образователен. А сега нека проверим правилността на настройката на разпределението на магнитната индукция в обема на тетраедъра. За да направите това, изпълнете следния оператор:

>> =grad_div_rot(възли,единици(4,1),B)

0 -3.0358e-017 0

0.38115 0.37114 -0.55567

Тук получихме стойността на div б \u003d -0,34415 T / mm, което не може да бъде в съответствие със закона за непрекъснатост на линиите на магнитна индукция в диференциална форма. От това следва, че разпределението на магнитната индукция в обема на тетраедъра е зададено неправилно.

Задача 2.

Нека тетраедърът, чийто връх са дадени, е във въздуха (мерните единици са метри). Нека са дадени стойностите на вектора на напрегнатостта на електрическото поле в неговите върхове (мерни единици - kV/m).

Задължителноизчислете обемната плътност на електрическия заряд вътре в тетраедъра.

Решениеможе да се направи по подобен начин:

>> възли=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 % абсолютна вакуумна проницаемост, 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

В този пример обемната плътност на заряда се оказа 0,10685 μC/m 3 .

§ 1.6. Гранични условия за ЕМП вектори.
Законът за запазване на заряда. Теорема на Умов-Пойнтинг

или

Тук е отбелязано: з 1 - векторът на силата на магнитното поле на интерфейса между медиите в среда № 1; з 2 - същото в среда No 2; з 1T- тангенциален (тангенциален) компонент на вектора на напрегнатост на магнитното поле върху интерфейса на средата в среда № 1; з 2T- същото в среда No2; д 1 е векторът на общата напрегнатост на електрическото поле върху медийния интерфейс в среда № 1; д 2 - същото в среда No 2; д 1 c - компонент на трета страна на вектора на напрегнатост на електрическото поле на медийния интерфейс в среда № 1; д 2в - същото в среда No 2; д 1T- тангенциална компонента на вектора на напрегнатост на електрическото поле върху медийния интерфейс в среда № 1; д 2T- същото в среда No2; д 1s T- тангенциален компонент на трета страна на вектора на напрегнатост на електрическото поле върху медийния интерфейс в среда № 1; д 2T- същото в среда No2; б 1 - вектор на магнитна индукция на границата между медиите в среда № 1; б 2 - същото в среда No 2; б 1н- нормалната компонента на вектора на магнитната индукция на границата между медиите в среда № 1; б 2н- същото в среда No2; д 1 - вектор на електрическо изместване върху медийния интерфейс в среда № 1; д 2 - същото в среда No 2; д 1н- нормална компонента на вектора на електрическото изместване на интерфейса на средата в среда № 1; д 2н- същото в среда No2; σ е повърхностната плътност на електрическия заряд на границата между среди, измерена в C/m 2 .

Закон за запазване на заряда

Ако няма текущи източници на трети страни, тогава

,

и в общия случай, т.е. векторът на общата плътност на тока няма източници, т.е. линиите на общия ток винаги са затворени

Теорема на Умов-Пойнтинг

Обемната плътност на мощността, консумирана от материална точка в ЕМП, е равна на

Според самоличността (1)

Това е уравнението на енергийния баланс за обема V. В общия случай, в съответствие с равенство (3), електромагнитната мощност, генерирана от източници в обема V, отива към топлинни загуби, към натрупване на ЕМП енергия и към излъчване в околното пространство през затворена повърхност, която ограничава този обем.

Интегралната функция в интеграла (2) се нарича вектор на Пойнтинг:

,

където Пизмерено в W / m 2.

Този вектор е равен на плътността на потока на електромагнитната мощност в дадена точка на наблюдение. Равенството (3) е математически израз на теоремата на Умов-Пойнтинг.

Електромагнитна мощност, излъчвана от района Vв околното пространство е равно на потока на вектора на Пойнтинг през затворена повърхност С, ограничаваща зона V.

тестови въпроси

1. Какви изрази описват граничните условия за векторите на електромагнитното поле върху медийните интерфейси?

2. Как се формулира законът за запазване на заряда в диференциална форма?

3. Как се формулира законът за запазване на заряда в интегрална форма?

4. Какви изрази описват граничните условия за плътността на тока при интерфейсите на медиите?

5. Каква е обемната плътност на мощността, консумирана от материална точка в електромагнитно поле?

6. Как се записва уравнението на баланса на електромагнитната мощност за определен обем?

7. Какво представлява векторът на Пойнтинг?

8. Как се формулира теоремата на Умов-Пойнтинг?

Пример за приложение на MATLAB

Задача.

дадени: В пространството има триъгълна повърхност. Координатите на върха са зададени. Дадени са и стойностите на векторите на напрегнатост на електрическото и магнитното поле във върховете. Компонентът на трета страна на силата на електрическото поле е нула.

Задължителноизчислете електромагнитната мощност, преминаваща през тази триъгълна повърхност. Създайте функция на MATLAB, която извършва това изчисление. Когато изчислявате, имайте предвид, че положителният нормален вектор е насочен по такъв начин, че ако погледнете от края му, движението във възходящ ред на номерата на върховете ще се извърши обратно на часовниковата стрелка.

Решение. По-долу е текстът на m-функцията.

% em_power_tri - изчисляване на електромагнитната мощност, преминаваща през

% триъгълна повърхност в пространството

%P=em_power_tri(възли,E,H)

% ВХОДНИ ПАРАМЕТРИ

% възли - квадратна матрица като ." ,

% във всеки ред от които са записани координатите на съответния връх.

% E - матрица на компонентите на вектора на напрегнатост на електрическото поле във върховете:

% Редове съответстват на върхове, колони съответстват на декартови компоненти.

% H - матрица на компонентите на вектора на напрегнатост на магнитното поле във върховете.

% ИЗХОДЕН ПАРАМЕТЪР

%P - електромагнитна мощност, преминаваща през триъгълника

% Изчисленията приемат, че на триъгълника

% векторите на напрегнатост на полето се променят в пространството по линеен закон.

функция P=em_power_tri(възли,E,H);

% Изчислете вектора на двойната площ на триъгълника

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

P=сума(кръст(E,(единици(3,3)+око(3))*H,2))*S."/24;

Пример за изпълнение на разработената m-функция:

>> възли=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(възли,E,H)

Ако приемем, че пространствените координати се измерват в метри, векторът на напрегнатост на електрическото поле е във волтове на метър, векторът на напрегнатост на магнитното поле е в ампери на метър, тогава в този пример електромагнитната мощност, преминаваща през триъгълника, се оказа 0,18221 W.

Електромагнитно поле, специална форма на материя. С помощта на електромагнитно поле се осъществява взаимодействие между заредените частици.

Поведението на електромагнитното поле се изучава от класическата електродинамика. Електромагнитното поле се описва от уравненията на Максуел, които свързват величините, които характеризират полето с неговите източници, тоест с разпределените в пространството заряди и токове. Електромагнитното поле на неподвижни или равномерно движещи се заредени частици е неразривно свързано с тези частици; тъй като частиците се движат по-бързо, електромагнитното поле се "откъсва" от тях и съществува независимо под формата на електромагнитни вълни.

От уравненията на Максуел следва, че променливото електрическо поле генерира магнитно поле, а променливото магнитно поле генерира електрическо, така че електромагнитното поле може да съществува при липса на заряди. Генерирането на електромагнитно поле от променливо магнитно поле и на магнитно поле от променливо електрическо води до факта, че електрическите и магнитните полета не съществуват отделно, независимо едно от друго. Следователно електромагнитното поле е вид материя, определяща се във всички точки от две векторни величини, които характеризират двете му компоненти - "електрическо поле" и "магнитно поле", и упражняваща сила върху заредените частици в зависимост от тяхната скорост и големина от техния заряд.

Електромагнитно поле във вакуум, тоест в свободно състояние, което не е свързано с частици материя, съществува под формата на електромагнитни вълни и се разпространява във вакуум при липса на много силни гравитационни полета със скорост еднаква скоростСвета ° С= 2,998. 10 8 m/s. Такова поле се характеризира със силата на електрическото поле ди индукция на магнитно поле AT. За описание на електромагнитното поле в средата се използват и величините електрическа индукция ди силата на магнитното поле з. В материята, както и при наличието на много силни гравитационни полета, тоест в близост до много големи маси материя, скоростта на разпространение на електромагнитното поле е по-малка от стойността ° С.

Компонентите на векторите, характеризиращи електромагнитното поле, образуват, според теорията на относителността, едно физическо количество- тензор на електромагнитното поле, чиито компоненти се трансформират по време на прехода от една инерционна референтна система към друга в съответствие с трансформациите на Лоренц.

Електромагнитното поле има енергия и импулс. Съществуването на импулс на електромагнитно поле е открито за първи път експериментално в експериментите на П. Н. Лебедев за измерване на налягането на светлината през 1899 г. Електромагнитното поле винаги има енергия. Плътност на енергията на електромагнитното поле = 1/2 (ED+HH).

Електромагнитното поле се разпространява в пространството. Плътността на енергийния поток на електромагнитното поле се определя от вектора на Пойнтинг S=, единица W/m 2 . Посоката на вектора на Пойнтинг е перпендикулярна ди зи съвпада с посоката на разпространение на електромагнитната енергия. Стойността му е равна на енергията, пренесена през единица площ, перпендикулярна на Сза единица време. Плътност на импулса на полето във вакуум K \u003d S / s 2 \u003d / s 2.

При високи честоти на електромагнитното поле неговите квантови свойства стават значими и електромагнитното поле може да се разглежда като поток от полеви кванти - фотони. В този случай се описва електромагнитното поле