Защита от электромагнитных полей Источники и характеристики электромагнитных полей

Естественные источники: атмосферное электричество, радиоизлучения солнца и галактик, квазистатические, электрические и магнитные поля земли.

Искусственные источники: индукторы, конденсаторы термических установок с ламповыми генераторами (N = 8 - 200 кВт); фидерные линии, соединяющие отдельные части генераторов [фидер (англ. питать) - в энергетике кабельная или воздушная электрическая линия от электростанции до распределительного устройства; в радио - проводная линия для передачи электрических колебаний радиочастоты], трансформаторы, антенны, фланцевые соединения волноводных трактов, открытые концы волноводов, генераторы СВЧ.

Источники электрических полей промышленной частоты: высоковольтные ЛЭП, открытые высоковольтные распределительные устройства, включающие коммутационные приборы, сборные, соединительные шины.

Источники постоянных магнитных полей: электромагниты, соленоиды, импульсные установки, литые и металлокерамические магниты.

Электрическое поле, создаваемое источниками, характеризуется непрерывным распределением в пространстве, способностью распространяться со скоростью света, воздействовать на заряженные частицы и токи, вследствие чего энергия поля преобразуется в другие виды энергии.

Переменное электромагнитное поле является совокупностью двух взаимосвязанных переменных полей - электрического и магнитного, которые характеризуются векторами напряженности Е [В/м] и Н [А/м]:

Е = Н* ((*)/) * е^-кz ;

где  - круговая частота электромагнитных колебаний;  - магнитная проницаемость вещества;  - удельная электропроводность вещества экрана; к = ((**)/2) - коэффициент затухания; z - глубина проникновения электромагнитного поля в экран.

В вакууме или в воздухе Е = 377 * Н. Фазы колебания Е и Н происходят во взаимно перпендикулярных плоскостях.

f *  = V ;

где  - длина волны [м]; f - частота [Гц]; V - скорость распространения электромагнитных волн.

V = c / (*) ;

где с - скорость света;  и  - магнитная и диэлектрическая проницаемость среды.

Для воздуха V примерно равно с. Электромагнитное поле несет энергию, определяемую плотностью [Вт/м²] потока мощности (энергии):

I = E * H ,

которая показывает, какое количество энергии протекает за 1 сек сквозь площадку в 1 м², расположенную перпендикулярно движению волны. При излучении сферических волн I может быть выражена через мощность, проводимую к излучателю Р_ист:

I = P_ист/ (4**r²) = E²/377 ;

Е = (30*Р_ист)/r ;

где r - расстояние до источника излучения.

Воздействие электромагнитных полей на человека

Воздействие электромагнитных полей на человека зависит от напряжённости электрических Е [В/м] и магнитных Н [А/м] полей, плотности потока энергии I [Вт/м²], частоты колебаний f, размера облучаемой поверхности тела, длительности облучения и индивидуальных особенностей организма.

При малой интенсивности электромагнитное поле может действовать стимулирующе.

При увеличенных параметрах наблюдается ухудшение состояния здоровья, самочувствия, повышенная утомляемость, вялость, головные боли, плохой сон, болт в сердце. Особенно уязвимы глаза (развивается катаракта), центральная нервная система, сердечно-сосудистая система.

Под воздействием электромагнитного поля происходит поляризация молекул тела человека, они ориентируются по направлению распространения электромагнитного поля. В электролитах, которыми являются жидкие составляющие тканей крови - появляются ионные токи, ослабевается биологическая активность белковых молекул, нарушаются функции сердечно-сосудистой системы и обмена веществ.

Переменное электромагнитное поле вызывает нагрев тканей за счет переменной поляризации диэлектриков (сухожилия, хрящи), а также за счет появления токов проводимости. Тепловой эффект зависит от количества поглощенной энергии электромагнитного поля. Начиная с величины I=10мВт/см², называемой тепловым порогом, организм не справляется с отводом тепла. Особенно чувствительны к перегреву ткани со слаборазвитой сосудистой системой или недостатком кровообращения - глаза, почки, мозг, желудок, желчный и мочевой пузырь.

Электромагнитное поле токов промышленной частоты, постоянные магниты, электростатическое электричество при большой интенсивности также могут оказывать вредное воздействие на центральную нервную, сердечно-сосудистую системы, органы дыхания, пищеварения и кровь. Кроме того, разряды статического электричества могут вызвать судороги мышц, неправильные действия, травму, быть причиной инициирования пожаров или взрывов.