Електромагнітні хвилі. Електромагнітне поле

25.09.2019

Електромагнітне поле - це змінні електричні і магнітні поля, що породжують один одного.
Теорія електромагнітного поля створена Джеймсом Максвеллом у 1865 р.

Він теоретично довів, що:
будь-яка зміна з часом магнітного поля призводить до виникнення змінного електричного поля, а будь-яка зміна з часом електричного поля породжує магнітне поле, що змінюється.
Якщо електричні заряди рухаються з прискоренням, то електричне поле, що створюється ними, періодично змінюється і саме створює в просторі змінне магнітне поле і т.д.

Джерелами електромагнітного поля можуть бути:
- магніт, що рухається;
- електричний заряд, що рухається з прискоренням або коливається (на відміну від заряду, що рухається з постійною швидкістю, наприклад, у разі постійного струму в провіднику, тут створюється постійне магнітне поле).

Електричне поле існує завжди навколо електричного заряду, у будь-якій системі відліку, магнітне – у тій, щодо якої електричні заряди рухаються.
Електромагнітне поле існує у системі відліку, щодо якої електричні заряди рухаються із прискоренням.

СТУБУЙ РЕШИ

Шматок бурштину потерли об тканину, і він зарядився статичною електрикою. Яке поле можна знайти навколо нерухомого бурштину? Навколо того, що рухається?

Заряджене тіло лежить на поверхні землі. Автомобіль рівномірно та прямолінійно рухається щодо поверхні землі. Чи можна знайти постійне магнітне поле у системі відліку, пов'язаної з автомобілем?

Яке поле виникає навколо електрона, якщо він: спочиває; рухається із постійною швидкістю; рухається із прискоренням?

У кінескопі створюється потік електронів, що рівномірно рухаються. Чи можна виявити магнітне поле в системі відліку, пов'язаної з одним із електронів, що рухаються?

ЕЛЕКТРОМАГНІТНІ ХВИЛІ

Електромагнітні воли - це електромагнітне поле, що поширюється у просторі з кінцевою швидкістю, яка залежить від властивостей середовища

Властивості електромагнітних хвиль:
-поширюються у речовині, а й у вакуумі;
- поширюються у вакуумі зі швидкістю світла (С = 300 000 км/с);
- це поперечні хвилі;
- це хвилі, що біжать (переносять енергію).

Джерелом електромагнітних хвиль є прискорено рухомі електричні заряди.
Коливання електричних зарядів супроводжуються електромагнітним випромінюванням, що має частоту, що дорівнює частоті коливань зарядів.

ШКАЛА ЕЛЕКТРОМАГНІТНИХ ХВИЛЬ

Все навколишнє простір пронизане електромагнітним випромінюванням. Сонце, що оточують нас тіла, антени передавачів випромінюють електромагнітні хвилі, які в залежності від їхньої частоти коливань носять різні назви.

Радіохвилі це електромагнітні хвилі (з довжиною хвилі від більш ніж 10000м до 0,005м), що служать для передачі сигналів (інформації) на відстань без проводів.
У радіозв'язку радіохвилі створюються високочастотними струмами, що поточні в антені.
Радіохвилі різної довжини поширюються по-різному.

Електромагнітні випромінювання з довжиною хвилі, меншою ніж 0,005м, але більшою ніж 770 нм, тобто між діапазоном радіохвиль і діапазоном видимого світла, називаються інфрачервоним випромінюванням (ІЧ).
Інфрачервоне випромінювання випромінюють будь-які нагріті тіла. Джерелами інфрачервоного випромінювання є печі, батареї водяного опалення, електричні лампи розжарювання. За допомогою спеціальних приладів інфрачервоне випромінювання можна перетворити на видиме світло і отримувати зображення нагрітих предметів у повній темряві. Інфрачервоне випромінювання використовується для сушіння пофарбованих виробів, стін будівель, деревини.

До видимого світла відносять випромінювання з довгою хвилі приблизно від 770нм до 380нм, від червоного до фіолетового світла. Значення цієї ділянки спектра електромагнітних випромінювань у житті людини винятково велике, оскільки майже всі відомості про навколишній світ людина отримує з допомогою зору. Світло є обов'язковою умовоюдля розвитку зелених рослин і, отже, необхідною умовоюдля життя Землі.

Невидиме оком електромагнітне випромінюванняз довгої хвилі менше, ніж у фіолетового світла, називають ультрафіолетовим випромінюванням (УФ). Ультрафіолетове випромінювання у складі сонячного світлавикликає біологічні процеси, що призводять до потемніння шкіри людини – засмагу. Як джерела ультрафіолетового випромінювання в медицині використовуються оразрядні лампи. Трубки таких ламп виготовляють із кварцу, прозорого для ультрафіолетових променів; тому ці лампи називають кварцовими лампами.

Рентгенівські промені (Рі) невидимі азом. Вони проходять без істотного поглинання через значні шари непрозорого для видимого світла речовини. Виявляють рентгенівське промінняза їх здатністю викликати певне світіння деяких кристалів та діяти на фотоплівку. Здатність рентгенівських променів проникати через товсті шари речовин використовується для діагностики захворювань внутрішніх органівлюдини.

Електромагнітне поле це такий вид матерії, яка виникає навколо зарядів, що рухаються. Наприклад, навколо провідника зі струмом. Електромагнітне поле складається з двох складових це електричне та магнітне поле. Незалежно один від одного вони не можуть існувати. Одне породжує інше. При зміні електричного поля відразу виникає магнітне.

Швидкість розповсюдження електромагнітної хвилі V=C/EM

Де eі мвідповідно магнітна та діелектрична проникністьсередовища, у якому поширюється хвиля.
Електромагнітна хвиля у вакуумі поширюється зі швидкістю світла, тобто 300 000 км/с. Оскільки діелектрична та магнітна проникність вакууму вважається рівними 1.

За зміни електричного поля виникає магнітне поле. Оскільки електричне поле, що викликало його, не є незмінним (тобто змінюється в часі) то і магнітне поле також буде змінним.

Магнітне поле, що змінюється, у свою чергу породжує електричне поле і так далі. Таким чином, для наступного поля (неважливо буде воно електричне або магнітне) джерелом буде попереднє поле, а не початкове джерело, тобто провідник зі струмом.

Таким чином, навіть після відключення струму в провіднику електромагнітне поле продовжуватиме існувати і поширюватиметься у просторі.

Електромагнітна хвиля поширюється в просторі на всі боки від свого джерела. Можна собі уявити включенню лампочку, промені світла від неї поширюються на всі боки.

Електромагнітна хвиля при поширенні переносить енергію у просторі. Чим сильніший струм у провіднику викликав поле, тим більше енергія переноситься хвилею. Також енергія залежить від частоти хвиль, що випромінюються, при збільшенні її в 2,3,4 рази енергія хвилі збільшиться в 4,9,16 разів відповідно. Тобто енергія поширення хвилі пропорційна квадрату частоти.

Найкращі умови поширення хвиль створюються, коли довжина провідника дорівнює довжині хвилі.

Силові лінії магнітного та електричного полетимо взаємно перпендикулярно. Магнітні силові лінії охоплюють провідник зі струмом і завжди замкнуті.
Електричні силові лінії йдуть від одного заряду до іншого.

Електромагнітна хвиля – це завжди поперечна хвиля. Тобто силові лінії як магнітні, так і електричні лежать у перпендикулярній площині напряму поширення.

Напруженість електромагнітного поля - силова характеристика поля. Також напруженість, векторна величина, тобто у неї є початок і напрямок.
Напруженість поля спрямована по дотичній силовим лініям.

Оскільки напруженість електричного і магнітного поля перпендикулярні між собою, тобто правило, яким можна визначити напрямок поширення хвилі. При обертанні гвинта найкоротшим шляхом від вектора напруженості електричного поля до вектора напруженості магнітного поля поступальний рух гвинта вкаже напрямок поширення хвилі.

1. Введення. Предмет вивчення у валеології.

3. Основні джерела електромагнітного поля.

5. Методи захисту здоров'я від електромагнітного впливу.

6. Список використаних матеріалів та літератури.

1. Введення. Предмет вивчення у валеології.

1.1 Запровадження.

Валеологія – від латів. «valeo»-«добрий день» - наукова дисципліна, що вивчає індивідуальне здоров'я здорової людини. Принципова відмінність валеології від інших дисциплін (зокрема від практичної медицини) полягає саме в індивідуальному підході до оцінки здоров'я кожного конкретного суб'єкта (без урахування загальних та усереднених по якомусь колективу даних).

Вперше валеологія як наукова дисципліна була офіційно зареєстрована у 1980 році. Її основоположником став російський вчений І. І. Брехман, який працював у Державному Університеті Владивостока.

Нині нова дисципліна активно розвивається, накопичуються наукові роботи, активно ведуться практичні дослідження. Поступово відбувається перехід від статусу наукової дисципліни до статусу самостійної науки.

1.2 Предмет вивчення у валеології.

Предметом вивчення у валеології є індивідуальне здоров'я здорової людини та фактори, що впливають на неї. Також валеологія займається систематизацією здорового життя з урахуванням індивідуальності конкретного суб'єкта.

Найбільш поширеним на даний момент визначенням поняття здоров'я є визначення, запропоноване експертами Всесвітньої Організації Охорони здоров'я (ВООЗ):

Здоров'я є станом фізичного, психічного та соціального благополуччя.

Сучасна валеологія виділяє такі основні характеристики індивідуального здоров'я:

1. Життя – найбільш складне прояв існування матерії, яке перевищує за складністю різні фізико-хімічні та біореакції.

2. Гомеостаз – квазистатичний стан життєвих форм, що характеризується мінливістю на відносно великих часових відрізках та практичною статичністю – на малих.

3. Адаптація – властивість життєвих форм пристосовуватися до умов існування і перевантажень, що змінюються. При порушеннях адаптації або надто різких та радикальних змін умов виникає дезадаптація – стрес.

4. Фенотип – поєднання чинників довкілля, які впливають розвиток живого організму. Також термін «фенотип» характеризує сукупність особливостей розвитку та фізіології організму.

5. Генотип – поєднання спадкових чинників, які впливають розвиток живого організму, є поєднанням генетичного матеріалу батьків. Під час передачі від батьків деформованих генів виникають спадкові патології.

6. Спосіб життя - сукупність поведінкових стереотипів і норм, що характеризують конкретний організм.

Здоров'я (відповідно до визначення ВООЗ).

2. Електромагнітне поле, його види, характеристики та класифікація.

2.1 Основні визначення. Види електромагнітного поля.

Електромагнітне поле – це особлива форма матерії, з якої здійснюється взаємодія між електрично зарядженими частинками.

Електричне поле – створюється електричними зарядами та зарядженими частинками у просторі. На малюнку представлена картина силових ліній (уявних ліній, що використовуються для наочного подання полів) електричного поля для двох заряджених частинок, що покояться:

Магнітне поле – створюється під час руху електричних зарядів по провіднику. Картина силових ліній поля для одиночного провідника представлена на малюнку:

Фізичною причиною існування електромагнітного поля є те, що електричне поле, що змінюється в часі, збуджує магнітне поле, а магнітне поле, що змінюється - вихрове електричне поле. Безперервно змінюючись обидві компоненти підтримують існування електромагнітного поля. Поле нерухомої або рівномірно рухомої частки нерозривно пов'язане з носієм (зарядженою часткою).

Однак при прискореному русі носіїв електромагнітне поле «зривається» з них і існує в навколишньому середовищі незалежно, у вигляді електромагнітної хвилі, не зникаючи з усуненням носія (наприклад, радіохвилі не зникають при зникненні струму (переміщення носіїв – електронів) у антені, що їх випромінює).

2.2 Основні характеристики електромагнітного поля.

Електричне поле характеризується напруженістю електричного поля (позначення "E", розмірність СІ - В/м, вектор). Магнітне поле характеризується напруженістю магнітного поля (позначення "H", розмірність СІ - А/м, вектор). Вимірювання зазвичай піддається модуль (довжина) вектора.

Електромагнітні хвиліхарактеризуються довжиною хвилі (позначення "(", розмірність СІ - м), що випромінює їх джерело - частотою (позначення - "(", розмірність СІ - Гц).)) На малюнку Е - вектор напруженості електричного поля, H - вектор напруженості магнітного поля.

При частотах 3 – 300 Гц як характеристики магнітного поля може також використовуватися поняття магнітної індукції (позначення "B", розмірність СІ - Тл).

2.3. Класифікація електромагнітних полів.

Найбільш застосовується так звана «зональна» класифікація електромагнітних полів за рівнем віддаленості від джерела/носія.

За цією класифікацією електромагнітне поле поділяється на «ближню» та «далеку» зони. «Ближня» зона (іноді звана зоною індукції) простягається до відстані від джерела, рівного 0-3(,де (- довжина електромагнітної хвилі, що породжується полем. При цьому напруженість поля швидко зменшується (пропорційно квадрату або кубу відстані до джерела). У цій зоні електромагнітна хвиля, що народжується, ще не повністю сформована.

«Далека» зона – це зона електромагнітної хвилі, що сформувалася. Тут напруженість поля меншає назад пропорційно відстані до джерела. У цій зоні справедливо експериментально певне співвідношення між напругами електричного та магнітного полів:

де 377 - константа, хвильовий опір вакууму, Ом.

Електромагнітні хвилі прийнято класифікувати за частотами:

|крайні низькі, | Гц | Декамегаметрові | Мм |

|Наднизькі, СНЧ | Гц | Мегаметрові | | Мм |

|Дуже низькі, ОНЧ | Кгц |Міріаметрові | км |

|Низькі частоти, НЧ| Кгц | Кілометрові | км |

|Середні, СЧ | МГц |Гектометрові | км |

|Високі, ВЧ | МГц | Декаметрові | | м |

|Дуже високі, ОВЧ| МГц | Метрові | м |

|Ультрависокі, УВЧ| ГГц | Дециметрові | м |

|Надвисокі, НВЧ | ГГц | Сантиметрові | см |

|Вкрай високі, | ГГц | Міліметрові | мм |

Вимірюють зазвичай тільки напруженість електричного поля E. При частотах вище 300 МГц іноді вимірюється щільність потоку енергії хвилі, або вектор Пойтинг (позначення S, розмірність СІ - Вт/м2).

3.Основні джерела електромагнітного поля.

Як основні джерела електромагнітного поля можна виділити:

Лінії електропередач.

Електропроводка (всередині будівель та споруд).

Побутові електроприлади.

Персональні комп'ютери

Теле- та радіопередаючі станції.

Супутниковий та стільниковий зв'язок (прилади, ретранслятори).

Електротранспорт.

Радарні установки.

3.1 Лінії електропередач (ЛЕП).

Провід працюючої лінії електропередач створюють у прилеглому просторі (на відстанях близько десятків метрів від дроту) електромагнітне поле промислової частоти (50 Гц). Причому напруженість поля поблизу лінії може змінюватися в широких межах залежно від її електричного навантаження. Стандартами встановлено межі санітарно-захисних зон поблизу ЛЕП (відповідно до СН 2971-84):

|Робоча напруга |330 і від |500 |750 |1150 |

|Розмір |20 |30 |40 |55 |

(фактично межі санітарно-захисної зони встановлюються найбільш віддаленої від проводів граничної лінії максимальної напруженості електричного поля, що дорівнює 1 кВ/м).

3.2 Електропроводка.

До електропроводки відносяться: кабелі електроживлення систем життєзабезпечення будівель, струморозподільні дроти, а також розгалужувальні щити, силові ящики та трансформатори. Електропроводка є основним джерелом електромагнітного поля промислової частоти у житлових приміщеннях. При цьому рівень напруженості електричного поля, що випромінюється джерелом, часто відносно невисокий (не перевищує 500 В/м).

3.3 Побутові електроприлади.

Джерелами електромагнітних полів є всі побутові прилади, що працюють із використанням електричного струму. У цьому рівень випромінювання змінюється у найширших межах залежно від моделі, пристрою і конкретного режиму роботи. Також рівень випромінювання сильно залежить від споживаної потужності приладу – чим вища потужність, тим вищий рівень електромагнітного поля під час роботи приладу. Напруженість електричного поля поблизу електропобутових приладів вбирається у десятків В/м.

У наведеній нижче таблиці представлені гранично допустимі рівні магнітної індукції для найбільш потужних джерел магнітного поля серед побутових електроприладів:

|Прилад |Інтервал гранично допустимих |

| |величин магнітної індукції, мкТл|

|Кавоварка | |

|Пральна машина | |

|Праска | |

|Пилосос | |

|Електропліта | |

|Лампа «денного світла» (люмінесцентні лампи ЛТБ,| |

|Електрродрель (електродвигун | |

|потужністю Вт) | |

|Електроміксер (електродвигун потужністю | |

| Вт) | |

|Телевізор | |

|Мікрохвильова піч (індукційна, НВЧ) | |

3.4 Персональні комп'ютери.

Основним джерелом несприятливого на здоров'я користувача комп'ютера є засіб візуального відображення (СВО) монітора. У більшості сучасних моніторів СВО є електронно-променевою трубкою. У таблиці перелічені основні фактори впливу СВО на здоров'я:

|Ергономічні |Фактори впливу електромагнітного |

| |поля електронно-променевої трубки |

|Значне зниження контрастності |Електромагнітне полі частотному |

|відтворюваного зображення за умов |діапазоні МГц. |

|зовнішнього підсвічування екрана прямими променями | |

|світла. | |

|Дзеркальне відображенняпроменів світла від |Електростатичний заряд лежить на поверхні |

|поверхні екрана (відблиски). | екрана монітора. |

|Мультиплікаційний характер |Ультрафіолетове випромінювання (діапазон |

|відтворення зображення |довжин хвиль нм). |

|(високочастотне безперервне оновлення | |

|Дискретний характер зображення |Інфрачервоне та рентгенівське |

|(підрозділ на точки). |іонізуючі випромінювання. |

Надалі як головні фактори впливу СВО на здоров'я розглядатимемо лише фактори впливу електромагнітного поля електронно-променевої трубки.

Крім монітора та системного блоку персональний комп'ютер може також включати велику кількість інших пристроїв (таких, як принтери, сканери, мережеві фільтри тощо). Всі ці пристрої працюють із застосуванням електричного струму, а отже є джерелами електромагнітного поля. Наступна таблиця показує електромагнітну обстановку поблизу комп'ютера (вклад монітора у цій таблиці не враховується, оскільки було розглянуто раніше):

|Джерело |Діапазон частот генерованого |

| |електромагнітного поля |

|Системний блок у зборі. |. |

|Пристрої введення-виведення (принтери, | Гц. |

|сканери, дисководи та інших.). | |

|Джерела безперебійного харчування, |. |

|мережеві фільтри та стабілізатори. | |

Електромагнітне поле персональних комп'ютерів має найскладніший хвильовий та спектральний склад і важко піддається виміру та кількісній оцінці. Воно має магнітну, електростатичну і променеву складові (зокрема, електростатичний потенціал людини, що сидить перед монітором, може коливатися від –3 до +5 В). Враховуючи те, що персональні комп'ютери зараз активно використовуються у всіх галузях людської діяльності, їх вплив на здоров'я людей підлягає ретельному вивченню та контролю.

3.5 Теле- та радіопередаючі станції.

На території Росії нині розміщується значна кількість радіотрансляційних станцій та центрів різної приналежності.

Передавальні станції та центри розміщуються у спеціально відведених для них зонах і можуть займати досить великі території (до 1000 га). За своєю структурою вони включають одну або кілька технічних будівель, де знаходяться радіопередавачі, і антенні поля, на яких розташовуються до декількох десятків антенно-фідерних систем (АФС). Кожна система включає випромінювальну антену і фідерну лінію, що підводить сигнал, що транслюється.

Електромагнітне поле, що випромінюється антенами радіотрансляційних центрів, має складний спектральний склад та індивідуальний розподіл напруженостей залежно від конфігурації антен, рельєфу місцевості та архітектури прилеглої забудови. Деякі усереднені дані з різних видів радіотрансляційних центрів представлені в таблиці:

| |поля, В/м. |А/м. | |

|ДВ – радіостанції |630 |1,2 |Максимальна напруженість |

|КГц, | | |відстанях менше 1 довжини |

|500 кВт). | | | |

|200 кВт). | | | |

|КВ – радіостанції |44 |0,12 |Передатники може бути |

|МГц, | | |густозабудованих |

|100 кВт). | | | |

| МГц, | | |рівнем забудови. |

3.6 Супутниковий та стільниковий зв'язок.

3.6.1 Супутниковий зв'язок.

Системи супутникового зв'язку складаються з передавальної станції Землі і мандрівників – ретрансляторів, що є на орбіті. Передавальні станції супутникового зв'язку випромінюють вузьконаправлений хвильовий пучок, щільність потоку енергії в якому досягає сотень Вт/м. Системи супутникового зв'язку створюють високу напруженість електромагнітного поля на значних відстанях від антен. Наприклад, станція потужністю 225 кВт, що працює на частоті 2,38 ГГц, створює з відривом 100 км щільність потоку енергії 2,8 Вт/м2. Розсіювання енергії щодо основного променя дуже невелике і відбувається найбільше в районі безпосереднього розміщення антени.

3.6.2 Стільниковий зв'язок.

Стільникова радіотелефонія є сьогодні однією з телекомунікаційних систем, що найбільш інтенсивно розвиваються. Основними елементами системи стільникового зв'язку є базові станції та мобільні радіотелефонні апарати. Базові станції підтримують радіозв'язок з мобільними апаратами, унаслідок чого є джерелами електромагнітного поля. У роботі системи застосовується принцип розподілу території покриття на зони, або так звані "стільники", радіусом км. У нижченаведеній таблиці представлені основні характеристики систем стільникового зв'язку, що діють в Росії:

| | | | |Вт. |км. |

|NMT450. | |

|Аналоговий. |5] |5] | | | |

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

|DAMPS (IS – |||50 |0,2 | |

|136). | | | | | |

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

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

|GSM - 1800. | |

|Цифровий. |0] |5] | | | |

Інтенсивність випромінювання базової станції визначається навантаженням, тобто наявністю власників стільникових телефонів у зоні обслуговування конкретної базової станції та їх бажанням скористатися телефоном для розмови, що, у свою чергу, докорінно залежить від часу доби, місця розташування станції, дня тижня та інших факторів. У нічний годинник завантаження станцій практично дорівнює нулю. Інтенсивність випромінювання мобільних апаратів залежить значною мірою стану каналу зв'язку «мобільний радіотелефон – базова станція» (що більше відстань від базової станції, то вище інтенсивність випромінювання ппарата).

3.7 Електротранспорт.

Електротранспорт (тролейбуси, трамваї, поїзди метрополітену тощо) є потужним джерелом електромагнітного поля у діапазоні частот Гц. При цьому в ролі головного випромінювача в переважній більшості випадків виступає тяговий електродвигун (для тролейбусів і трамваїв повітряні струмоприймачі за напруженістю електричного поля, що випромінюється, суперничають з електродвигуном). У таблиці наведено дані щодо виміряної величини магнітної індукції для деяких видів електротранспорту:

|Вигляд транспорту та рід |Середнє значення величини |Максимальне значення |

|споживаного струму. |магнітної індукції, мкТл. |величини магнітної |

| | |індукції, мкТл. |

|Приміські електропоїзда.|20 |75 |

|Електротранспорт із |29 |110 |

|приводом постійного струму | | |

|(електрокари тощо.). | | |

3.8 Радарні установки.

Радіолокаційні та радарні установки мають зазвичай антени рефлекторного типу («тарілки») і випромінюють вузьконаправлений радіопромінь.

Періодичне переміщення антени у просторі призводить до просторової уривчастості випромінювання. Спостерігається також тимчасова уривчастість випромінювання, обумовлена циклічністю роботи радіолокатора на випромінювання. Вони працюють на частотах від 500 МГц до 15 ГГц, однак окремі спеціальні установки можуть працювати на частотах до 100 ГГц і більше. Внаслідок особливого характеру випромінювання вони можуть створювати біля зони з високою щільністю потоку енергії (100 Вт/м2 і більше).

4. Вплив електромагнітного поля на індивідуальне здоров'я.

Людський організм завжди реагує на зовнішнє електромагнітне поле. З огляду на різного хвильового складу та інших чинників електромагнітне полі різних джерел діє здоров'я людини по-різному. Внаслідок цього в цьому розділі вплив різних джерел на здоров'я розглядатимемо окремо. Однак поле штучних джерел, що різко дисонує з природним електромагнітним фоном, майже у всіх випадках надає на здоров'я людей, що знаходяться в зоні його впливу, негативний вплив.

Широкі дослідження впливу електромагнітних полів на здоров'я було розпочато нашій країні у 60-ті роки. Було встановлено, що нервова система людини чутлива до електромагнітного впливу, а також що поле має так звану інформаційну дію при впливі на людину в інтенсивностях нижче порогової величини теплового ефекту (величина напруженості поля, при якій починає проявлятися його теплова дія).

У наведеній нижче таблиці наведено найбільш поширені скарги на погіршення стану здоров'я людей, що знаходяться в зоні впливу поля різних джерел. Послідовність та нумерація джерел у таблиці відповідають їх послідовності та нумерації, прийнятих у розділі 3:

|Джерело |Найпоширеніші скарги. |

|електромагнітного | |

|1. Лінії |Короткочасне опромінення (порядку кількох хвилин) здатне|

електропередач (ЛЕП). |привести до негативної реакції лише в особливо чутливих |

| |людей чи хворих деяких видами алергічних |

| |захворювань. Тривале опромінення зазвичай призводить до |

| |різним патологіям серцево-судинної та нервової систем |

| |(через розбалансування підсистеми нервової регуляції). При |

| |наддовгому (порядку 10-20 років) безперервному опроміненні |

| |можливо (за неперевіреними даними) розвиток деяких |

| |онкологічних захворювань. |

|2. Внутрішня |В даний час даних про скарги на погіршення стану |

електропроводка будівель | здоров'я, пов'язане безпосередньо з роботою внутрішніх |

|та споруд. |електромереж немає. |

|3. Побутові |Є неперевірені дані про скарги на шкірні, |

електроприлади. |серцево-судинні та нервові патології при довготривалому |

| |систематичному користуванні мікрохвильовими печами старих |

| |моделей (до 1995 року випуску). Також є аналогічні |

| |дані щодо застосування мікрохвильових печей всіх |

| |моделей у умовах (наприклад, для розігріву |

| |їжі в кафе). Крім мікрохвильових печей є дані про |

| |негативний вплив здоров'я людей телевізорів, мають у |

| |якість пристрою візуалізації електронно-променеву трубку. |

Електромагнітне поле

Електромагнітне поле відноситься до такого виду матерії, яка виникає навколо зарядів, що рухаються. Воно складається з електричного та магнітного полів. Їх існування взаємозалежне, оскільки існувати окремо і незалежно один від одного вони не можуть, тому що одне поле породжує інше.

А тепер спробуємо підійти до теми електромагнітного поля докладніше. З визначення можна дійти невтішного висновку, що у разі зміни електричного поля виникають передумови виникнення магнітного поля. Оскільки електричне полі має властивість з часом змінюватися і його не можна назвати незмінним, то магнітне поле також є змінним.

При зміні одного поля породжується інше. І незалежно від того, яким буде наступне поле, джерелом буде попереднє поле, тобто провідник зі струмом, а не початкове його джерело.

І навіть у тому випадку, коли у провіднику буде відключений струм, все одно електромагнітне поле нікуди не зникне, а продовжуватиме існувати і поширюватиметься у просторі.

Властивості електромагнітних хвиль

Теорія Максвелла. Вихрове електричне поле

Джеймсом Клерком Максвеллом, відомим британським фізиком у 1857 році була написана робота, в якій він навів докази того, що такі поля, як електричне та магнітне тісно пов'язані між собою.

За його теорією випливало, що змінне магнітне поле має властивість створювати таке нове ЕП, яке відрізняється від попереднього електричного поля, створеного за допомогою джерела струму, оскільки це нове електричне поле є вихровим.

І тут ми з вами бачимо, що вихровим електричним полем є таке поле, у якого силові лінії замкнуті. Тобто слід зазначити, що у електричного поля лінії такі ж замкнуті, як і у магнітного поля.

З цього випливає, що змінне магнітне поле здатне створювати вихрове електричне поле, а вихрове електричне поле має здатність змусити рухатися заряди. І в результаті ми отримуємо індукційний електричний струм. З роботи Максвелла випливає, що такі поля, як електричне та магнітне тісно існують один з одним.

Тобто, для існування магнітного поля необхідний електричний заряд, що рухається. Ну а електричне поле створюється завдяки електричному заряду, що покоїться. Ось такий прозорий взаємозв'язок існує між полями. З цього ми можемо зробити ще один висновок, що в різних системахвідліку можна спостерігати різні видиполів.

Якщо слідувати теорії Максвелла, то можна підбити підсумок, що змінні електричні і магнітні поля не здатні існувати окремо, адже при зміні магнітне поле породжує електричне, а електричне поле, що змінюється, породжує магнітне.

Природні джерела електромагнітних полів

Для сучасної людини не є секретом той факт, що електромагнітні поляхоч і залишаються невидимими нашому оку, але оточують нас усюди.

До природних джерел ЕМП належать:

По-перше, це постійне електричне та магнітне поло Землі.
По-друге, до таких джерел відносяться радіохвилі, що перетворюють такі космічні джерела, як Сонце, зірки тощо.
По-третє, цими джерелами виступають такі атмосферні процеси, як розряди блискавок і т.д.

Антропогенні (штучні) джерела електромагнітних полів

Крім природних джерел появи ЕМП, вони ще й завдяки антропогенними джерелами. До таких джерел можна віднести рентгенівське проміння, яке використовують у медичних закладах. Вони використовуються і для передачі інформації за допомогою різних радіостанцій, станцій мобільного зв'язку і ТВ антен. Та й електрика, яка є в кожній розетці, також утворює ЕМП, але щоправда, нижчої частоти.

Вплив ЕМП на здоров'я людини

Сучасне суспільство нині мислить свого життя, без таких благ цивілізації, як присутність різної побутової техніки, комп'ютерів, мобільного зв'язку. Вони, звичайно, полегшують наше життя, але створюють навколо нас електромагнітні поля. Звичайно, ми з вами ЕМП не можемо бачити, але вони оточують нас всюди. Вони присутні у наших будинках, на роботі та навіть у транспорті.

Можна сміливо сказати, що сучасна людинаживе в суцільному електромагнітному полі, яке, на жаль, дуже впливає на здоров'я людини. При тривалому впливі електромагнітного поля на організм людини з'являються такі неприємні симптоми, як хронічна втома, дратівливість, порушення сну, уваги та пам'яті. Такий тривалий вплив ЕМП здатний викликати у людини головний біль, безпліддя, порушення в роботі нервової та серцевої систем, а також виникнення онкологічних захворювань.

Електрика навколо нас

Електромагнітне поле (визначення з БСЕ)- це особлива форма матерії, за допомогою якої здійснюється взаємодія між електрично зарядженими частинками. Виходячи з цього визначення не зрозуміло, що є первинним - існування заряджених частинок або наявність поля. Можливо тільки завдяки наявності електромагнітного поля частинки можуть отримувати заряд. Так само як і в історії з куркою та яйцем. Суть у тому, що заряджені частинки та електромагнітне поле невіддільні одна від одної та одна без одної існувати не можуть. Тому визначення не дає нам з вами можливості зрозуміти суть явища електромагнітного поля та єдине, що слід запам'ятати, що це особлива форма матерії! Теорія електромагнітного поля була розроблена Джеймсом Максвеллом у 1865 р.

Що таке електромагнітне поле? Можна уявити, що ми живемо в електромагнітному Всесвіті, який весь і повністю пронизаний електромагнітним полем, а різні частинки і речовини в залежності від своєї будови і властивостей під впливом електромагнітного поля набувають позитивного або негативного заряду, накопичують його, або залишаються електронейтральними. Відповідно електромагнітні поля можна розділити на два види: статичне, тобто випромінюване зарядженими тілами (частинками) і невід'ємне від них; динамічний, що поширюється у просторі, будучи відірваним від джерела, що випромінює його. Динамічне електромагнітне поле у фізиці представляється у вигляді двох взаємноперпендикулярних хвиль: електричної (Е) та магнітної (Н).

Той факт, що електричне поле породжується змінним магнітним полем, а магнітнеполе - змінним електричним, призводить до того, що електричні та магнітні змінні поля не існують окремо один від одного. Електромагнітне поле нерухомих або заряджених частинок, що рівномірно рухаються, безпосередньо пов'язане з самими частинками. При прискореному русі цих заряджених частинок електромагнітне поле "відривається" від них і існує незалежно у формі електромагнітних хвиль, не зникаючи з усуненням джерела.

Джерела електромагнітних полів

Природні (природні) джерела електромагнітних полів

Природні (природні) джерела ЕМП ділять такі групи:

електричне та магнітне поле Землі;

радіо випромінювання Сонця та галактик (реліктове випромінювання, рівномірно поширене у Всесвіті);

атмосферну електрику;

біологічне електромагнітне тло.

Магнітне поле землі.Розмір геомагнітного поля Землі змінюється по земній поверхні від 35 мкТл на екваторі до 65 мкТл поблизу полюсів.

Електричне поле Земліспрямовано нормально до земної поверхні, зарядженої негативно щодо верхніх шарів атмосфери. Напруженість електричного поля біля Землі становить 120…130 В/м і зменшується з висотою приблизно експоненційно. Річні зміни ЕП подібні за характером на всій Землі: максимальна напруженість 150...250 В/м у січні-лютому і мінімальна 100...120 В/м у червні-липні.

Атмосферна електрика– це електричні явища у земній атмосфері. У повітрі (посилання) завжди є позитивні та негативні електричні заряди – іони, що виникають під дією радіоактивних речовин, космічних променів та ультрафіолетового випромінювання Сонця. Земна куля заряджена негативно; між ним та атмосферою є велика різниця потенціалів. Напруженість електростатичного поля різко зростає під час гроз. Частотний діапазон атмосферних розрядів лежить між 100 Гц та 30 МГц.

Позаземні джерелавключають випромінювання поза атмосфери Землі.

Біологічні електромагнітні фону.Біологічні об'єкти, як і інші фізичні тіла, При температурі вище абсолютного нуля випромінюють ЕМП в діапазоні 10 кГц - 100 ГГц. Це хаотичним рухом зарядів – іонів, у тілі людини. Щільність потужності такого випромінювання в людини становить 10 мВт/см2, що дає дорослого сумарну потужність 100 Вт. Людське тіло також випромінює ЕМП із частотою 300 ГГц із щільністю потужності близько 0,003 Вт/м2.

Антропогенні джерела електромагнітних полів

Антропогенні джерела поділяються на 2 групи:

Джерела низькочастотних випромінювань (0 – 3 кГц)

Ця група включає всі системи виробництва, передачі та розподілу електроенергії (лінії електропередачі, трансформаторні підстанції, електростанції, різні кабельні системи), домашню і офісну електро- та електронну техніку, в тому числі і монітори ПК, транспорт на електроприводі, ж/д транспорт та його інфраструктуру, а також метро, тролейбусний та трамвайний транспорт.

Вже сьогодні електромагнітне поле на 18-32% території міст формується внаслідок автомобільного руху. Електромагнітні хвилі, що виникають при русі транспорту, створюють перешкоди теле- і радіоприйому, а також можуть шкідливо впливати на організм людини.

Джерела високочастотних випромінювань (від 3 кГц до 300 ГГц)

До цієї групи належать функціональні передавачі - джерела електромагнітного поля для передачі або отримання інформації. Це комерційні передавачі (радіо, телебачення), радіотелефони (авто-, радіотелефони, радіо СВ, аматорські радіопередавачі, виробничі радіотелефони), спрямований радіозв'язок (супутниковий радіозв'язок, наземні релейні станції), навігація (повітряне сполучення, судноплавство, радіоточка), сполучення, судноплавство, транспортні локатори, контроль за повітряним транспортом). Сюди ж відноситься різне технологічне обладнання, що використовує НВЧ-випромінювання, змінні (50 Гц - 1 МГц) та імпульсні поля, побутове обладнання (НВЧ-печі), засоби візуального відображення інформації на електронно-променевих трубках (монітори ПК, телевізори та ін.) . Для наукових дослідженьу медицині застосовують струми ультрависокої частоти. Електромагнітні поля, що виникають при використанні таких струмів, представляють певну професійну шкідливість, тому необхідно вживати заходів захисту від їх впливу на організм.

Основними техногенними джерелами є:

побутові телеприймачі, НВЧ-печі, радіотелефони тощо. пристрої;

електростанції, енергосилові установки та трансформаторні підстанції;

широкорозгалужені електричні та кабельні мережі;

радіолокаційні, радіо- та телепередавальні станції, ретранслятори;

комп'ютери та відеомонітори;

повітряні лінії електропередач (ЛЕП).

Особливістю опромінення у міських умовах є вплив населення як сумарного електромагнітного фону (інтегральний параметр), і сильних ЕМП від окремих джерел (диференціальний параметр).

minopolisoz.ru