Sähkömagneettinen kenttä, aineen erityinen muoto. Sähkön kautta magneettikenttä varattujen hiukkasten välillä tapahtuu vuorovaikutusta.
Klassinen sähködynamiikka tutkii sähkömagneettisen kentän käyttäytymistä. Sähkömagneettista kenttää kuvaavat Maxwellin yhtälöt, jotka yhdistävät kenttää kuvaavat suureet sen lähteisiin eli avaruudessa jakautuneisiin varauksiin ja virtoihin. Pysyvien tai tasaisesti liikkuvien varautuneiden hiukkasten sähkömagneettinen kenttä liittyy erottamattomasti näihin hiukkasiin; klo nopea liike hiukkasista, sähkömagneettinen kenttä "irtautuu" niistä ja esiintyy itsenäisesti sähkömagneettisten aaltojen muodossa.
Maxwellin yhtälöistä seuraa, että vaihtuva sähkökenttä synnyttää magneettikentän ja vaihtuva magneettikenttä sähköisen, joten sähkömagneettinen kenttä voi olla olemassa ilman varauksia. Sähkömagneettisen kentän synnyttäminen vaihtomagneettikentällä ja magneettikentän synnyttäminen vaihtosähköisellä johtaa siihen, että sähkö- ja magneettikentät eivät ole olemassa erikseen, toisistaan riippumatta. Siksi sähkömagneettinen kenttä on eräänlainen aine, jonka kaikissa kohdissa määrittää kaksi vektorisuuretta, jotka kuvaavat sen kahta komponenttia - "sähkökenttä" ja "magneettikenttä" ja jotka kohdistavat voiman varautuneisiin hiukkasiin niiden nopeudesta ja suuruudesta riippuen. heidän vastuustaan.
Sähkömagneettinen kenttä tyhjiössä eli vapaassa tilassa, joka ei liity ainehiukkasiin, esiintyy sähkömagneettisten aaltojen muodossa ja etenee tyhjiössä ilman erittäin voimakkaita gravitaatiokenttiä nopeudella sama nopeus Sveta c= 2,998. 10 8 m/s. Tälle alalle on ominaista jännitys sähkökenttä E ja magneettikentän induktio AT. Väliaineessa olevan sähkömagneettisen kentän kuvaamiseen käytetään myös sähköisen induktion suureita D ja magneettikentän voimakkuus H. Aineessa, samoin kuin erittäin voimakkaiden gravitaatiokenttien läsnä ollessa, eli lähellä hyvin suuria massoja aineiden, sähkömagneettisen kentän etenemisnopeus on pienempi kuin arvo c.
Sähkömagneettista kenttää luonnehtivien vektorien komponentit muodostavat suhteellisuusteorian mukaan yhden fysikaalisen suuren - sähkömagneettisen kentän tensorin, jonka komponentit muuttuvat siirtyessään yhdestä inertiajärjestelmä viittaus toiseen Lorentzin muunnosten mukaisesti.
Sähkömagneettisella kentällä on energiaa ja liikemäärää. Sähkömagneettisen kentän pulssin olemassaolo havaittiin ensimmäisen kerran kokeellisesti P. N. Lebedevin valonpaineen mittauskokeissa vuonna 1899. Sähkömagneettisessa kentässä on aina energiaa. Sähkömagneettisen kentän energiatiheys = 1/2 (ED+HH).
Sähkömagneettinen kenttä etenee avaruudessa. Sähkömagneettisen kentän energiavuon tiheys määräytyy Poynting-vektorin avulla S=, yksikkö W/m 2 . Poynting-vektorin suunta on kohtisuorassa E ja H ja osuu yhteen etenemissuunnan kanssa sähkömagneettista energiaa. Sen arvo on yhtä suuri kuin energia, joka siirtyy kohtisuorassa yksikköpinta-alalla S aikayksikköä kohden. Kentän liikemäärän tiheys tyhjiössä K \u003d S / s 2 \u003d / s 2.
Sähkömagneettisen kentän korkeilla taajuuksilla sen kvanttiominaisuudet tulevat merkittäviksi ja sähkömagneettista kenttää voidaan pitää kenttäkvanttien - fotonien vuona. Tässä tapauksessa sähkömagneettinen kenttä kuvataan
Ohje
Ota kaksi akkua ja liitä ne sähköteipillä. Liitä paristot niin, että niiden päät ovat erilaisia, eli plus on miinusta vastapäätä ja päinvastoin. Käytä paperiliittimiä kiinnittääksesi langan kunkin akun päähän. Aseta seuraavaksi yksi paperiliittimistä paristojen päälle. Jos klemmari ei yletä kunkin keskelle, sinun on ehkä suoristettava se haluttuun pituuteen. Kiinnitä malli teipillä. Varmista, että johtojen päät ovat vapaat ja paperiliittimen reunat ulottuvat kunkin akun keskikohtaan. Liitä paristot ylhäältä, tee sama toisella puolella.
Ota kuparilanka. Jätä langasta noin 15 senttimetriä suoraksi ja aloita sitten sen kääriminen lasin ympärille. Tee noin 10 kierrosta. Jätä suoraksi vielä 15 senttimetriä. Liitä yksi virtalähteen johdoista syntyneen kuparikäämin johonkin vapaaseen päähän. Varmista, että johdot on kytketty hyvin toisiinsa. Kytkettäessä piiri antaa magneetin ala. Kytke virtalähteen toinen johto kuparijohtoon.
Tuolloin, kun virta kulkee kelan läpi, sisään sijoitettu magnetoituu. Paperiliittimet tarttuvat toisiinsa, joten lusikan tai haarukan, ruuvimeisselin osat magnetisoituvat ja houkuttelevat muita metalliesineitä, kun virta johdetaan kelaan.
merkintä
Kela voi olla kuuma. Varmista, että lähellä ei ole syttyviä aineita ja varo polttamasta ihoasi.
Helposti magnetoituva metalli on rauta. Älä valitse alumiinia tai kuparia tarkastaessasi kenttää.
Sähkömagneettisen kentän luomiseksi sinun on saatava sen lähde säteilemään. Samalla sen on tuotettava kahden kentän, sähkö- ja magneettikentän yhdistelmä, jotka voivat levitä avaruudessa synnyttäen toisiaan. Sähkömagneettinen kenttä voi levitä avaruudessa sähkömagneettisen aallon muodossa.
Tarvitset
- - eristetty johto;
- - kynsi;
- - kaksi johdinta;
- - Ruhmkorff-kela.
Ohje
Ota eristetty johto, jolla on pieni vastus, kupari on paras. Kierrä se terässydämelle, tavallinen 100 mm pitkä naula (kudos) käy. Liitä johto virtalähteeseen, tavallinen akku riittää. Tulee sähkö ala, joka tuottaa siihen sähkövirran.
Varautuneen (sähkövirran) suunnattu liike puolestaan synnyttää magneettisen ala, joka keskittyy teräsydin, jonka ympärille on kierretty lanka. Ydin kääntyy ja vetää sitä puoleensa ferromagneeteilla (nikkeli, koboltti jne.). Tuloksena oleva ala voidaan kutsua sähkömagneettisiksi, koska sähköinen ala magneettinen.
Klassisen sähkömagneettisen kentän saamiseksi on välttämätöntä, että sekä sähköinen että magneettinen ala muuttui ajan myötä, sitten sähkö ala tuottaa magneettista ja päinvastoin. Tätä varten on välttämätöntä, että liikkuvat varaukset saavat kiihtyvyyttä. Helpoin tapa tehdä tämä on saada ne värähtelemään. Siksi sähkömagneettisen kentän saamiseksi riittää, että otat johtimen ja kytket sen normaaliin kotitalousverkkoon. Mutta se on niin pieni, että sitä ei ole mahdollista mitata instrumenteilla.
Riittävän voimakkaan magneettikentän saamiseksi valmista Hertz-vibraattori. Tätä varten ota kaksi suoraa identtistä johdinta, kiinnitä ne siten, että niiden välinen rako on 7 mm. Se on auki värähtelevä piiri, alhaisella ja sähköteholla. Kiinnitä jokainen johtimista Ruhmkorf-kiinnittimiin (sen avulla voit vastaanottaa suurjännitepulsseja). Kytke piiri akkuun. Purkaukset alkavat johtimien välisessä kipinävälissä, ja itse vibraattorista tulee sähkömagneettisen kentän lähde.
Liittyvät videot
Uusien teknologioiden käyttöönotto ja sähkön laaja käyttö on johtanut keinotekoisten sähkömagneettisten kenttien syntymiseen, joilla on useimmiten haitallisia vaikutuksia ihmisiin ja ympäristöön. Nämä fyysiset kentät syntyvät siellä, missä on liikkuvia varauksia.
Sähkömagneettisen kentän luonne
Sähkömagneettinen kenttä on erikoislaatuinen asia. Sitä esiintyy johtimien ympärillä, joita pitkin sähkövaraukset liikkuvat. Voimakenttä koostuu kahdesta itsenäisestä kentästä - magneettikentästä ja sähkökentästä, jotka eivät voi olla erillään toisistaan. Sähkökenttä, kun se syntyy ja muuttuu, synnyttää poikkeuksetta magneettisen.
Yksi ensimmäisistä muuttujakentistä yhdeksännentoista puolivälissä vuosisadalla alkoi tutkia James Maxwellia, jolle kuuluu sähkömagneettisen kentän teorian luominen. Tiedemies osoitti, että kiihtyvyydessä liikkuvat sähkövaraukset luovat sähkökentän. Sen muuttaminen synnyttää magneettisen kentän.
Vaihtuvan magneettikentän lähde voi olla magneetti, jos laitat sen liikkeelle, sekä sähkövaraus, joka värähtelee tai liikkuu kiihtyvyydellä. Jos lataus siirtyy tasainen vauhti, silloin johtimen läpi kulkee tasavirta, jolle on ominaista jatkuva magneettikenttä. Avaruudessa etenevä sähkömagneettinen kenttä kuljettaa energiaa, joka riippuu johtimessa olevan virran suuruudesta ja säteilevien aaltojen taajuudesta.
Sähkömagneettisen kentän vaikutus ihmiseen
Kaikkien ihmisen suunnittelemien teknisten järjestelmien synnyttämän sähkömagneettisen säteilyn taso on monta kertaa korkeampi kuin planeetan luonnollinen säteily. Tämä on lämpövaikutus, joka voi johtaa kehon kudosten ylikuumenemiseen ja peruuttamattomia seurauksia. Esimerkiksi matkapuhelimen, joka on säteilylähde, pitkäaikainen käyttö voi johtaa aivojen ja silmän linssin lämpötilan nousuun.
Kodinkoneiden käytön synnyttämät sähkömagneettiset kentät voivat aiheuttaa pahanlaatuisia kasvaimia. Tämä koskee erityisesti lasten kehoa. Henkilön pitkäaikainen läsnäolo lähellä sähkömagneettisten aaltojen lähdettä heikentää immuunijärjestelmän tehokkuutta, johtaa sydän- ja verisuonisairauksiin.
Tietysti lopeta käyttö kokonaan teknisiä keinoja, jotka ovat sähkömagneettisen kentän lähde, on mahdotonta. Mutta voit käyttää yksinkertaisimpia ennaltaehkäiseviä toimenpiteitä, esimerkiksi käyttää puhelinta vain kuulokkeilla, älä jätä laitteen johtoja pistorasiaan laitteen käytön jälkeen. Jokapäiväisessä elämässä on suositeltavaa käyttää jatkojohtoja ja kaapeleita, joissa on suojasuoja.
1. Esittely. Valeologian opiskeluaihe.
3. Sähkömagneettisen kentän tärkeimmät lähteet.
5. Menetelmät ihmisten terveyden suojaamiseksi sähkömagneettiselta altistumiselta.
6. Luettelo käytetyistä materiaaleista ja kirjallisuudesta.
1. Esittely. Valeologian opiskeluaihe.
1.1 Johdanto.
Valeologia - lat. "valeo" - "hei" - tieteenala joka tutkii terveen ihmisen yksilöllistä terveyttä. Perimmäinen ero valeologian ja muiden tieteenalojen (erityisesti käytännön lääketieteen) välillä on nimenomaan yksilöllinen lähestymistapa kunkin kohteen terveyden arviointiin (ottamatta huomioon minkään ryhmän yleisiä ja keskimääräisiä tietoja).
Ensimmäistä kertaa valeologia tieteenalana rekisteröitiin virallisesti vuonna 1980. Sen perustaja oli venäläinen tiedemies I. I. Brekhman, joka työskenteli Vladivostokin osavaltion yliopistossa.
Tällä hetkellä uusi tieteenala kehittyy aktiivisesti, tieteellisiä töitä kertyy ja käytännön tutkimusta tehdään aktiivisesti. Vähitellen tapahtuu siirtymä tieteenalan asemasta itsenäisen tieteen asemaan.
1.2 Valeologian opintojakson aihe.
Valeologian tutkimuksen aiheena on terveen ihmisen yksilöllinen terveys ja siihen vaikuttavat tekijät. Myös valeologia harjoittaa terveellisten elämäntapojen systematisointia ottaen huomioon tietyn kohteen yksilöllisyys.
Yleisin käsitteen "terveys" määritelmä tällä hetkellä on Maailman terveysjärjestön (WHO) asiantuntijoiden ehdottama määritelmä:
Terveys on fyysisen, henkisen ja sosiaalisen hyvinvoinnin tila.
Nykyaikainen valeologia tunnistaa seuraavat yksilön terveyden tärkeimmät ominaisuudet:
1. Elämä on aineen olemassaolon monimutkaisin ilmentymä, joka ylittää monimutkaisuudessaan erilaiset fysikaalis-kemialliset ja bioreaktiot.
2. Homeostaasi - elämänmuotojen kvasistaattinen tila, jolle on ominaista vaihtelu suhteellisen pitkien ajanjaksojen aikana ja käytännön staattisuus - lyhyillä.
3. Sopeutuminen - elämänmuotojen ominaisuus sopeutua muuttuviin olemassaolon olosuhteisiin ja ylikuormitukseen. Sopeutumisrikkomusten tai liian jyrkkien ja radikaalien olosuhteiden muutosten yhteydessä tapahtuu sopeutumishäiriöitä - stressiä.
4. Fenotyyppi - yhdistelmä ympäristötekijöitä, jotka vaikuttavat elävän organismin kehitykseen. Myös termi "fenotyyppi" luonnehtii organismin kehityspiirteiden ja fysiologian kokonaisuutta.
5. Genotyyppi - elävän organismin kehitykseen vaikuttavien perinnöllisten tekijöiden yhdistelmä, joka on yhdistelmä vanhempien geneettistä materiaalia. Kun epämuodostuneita geenejä siirretään vanhemmilta, syntyy perinnöllisiä patologioita.
6. Lifestyle - käyttäytymisstereotypioiden ja normien joukko, jotka ovat ominaisia tietylle organismille.
Terveys (WHO:n määrittelemällä tavalla).
2. Sähkömagneettinen kenttä, sen tyypit, ominaisuudet ja luokitus.
2.1 Perusmääritelmät. Sähkömagneettisten kenttien tyypit.
Sähkömagneettinen kenttä on aineen erityinen muoto, jonka kautta tapahtuu vuorovaikutusta sähköisesti varautuneiden hiukkasten välillä.
Sähkökenttä - syntyy sähkövarauksista ja varautuneista hiukkasista avaruudessa. Kuvassa näkyy kuva voimalinjat(kenttien visualisoimiseen käytetyt kuvitteelliset viivat) sähkökentän kahdelle varautuneelle hiukkaselle levossa:
Magneettikenttä - syntyy liikkuessa sähkövaraukset kapellimestari. Yhden johtimen kenttäviivojen kuvio näkyy kuvassa:
Fysikaalinen syy sähkömagneettisen kentän olemassaoloon on se, että ajassa muuttuva sähkökenttä virittää magneettikentän ja muuttuva magneettikenttä virittää pyörteisen sähkökentän. Jatkuvasti muuttuvat molemmat komponentit tukevat sähkömagneettisen kentän olemassaoloa. Kiinteän tai tasaisesti liikkuvan hiukkasen kenttä liittyy erottamattomasti kantajaan (varautuneen hiukkasen).
Kantajien nopeutetun liikkeen myötä sähkömagneettinen kenttä kuitenkin "irtautuu" niistä ja esiintyy ympäristössä itsenäisesti, sähkömagneettisen aallon muodossa, katoamatta kantoaallon poistamisen myötä (esimerkiksi radioaallot eivät katoa kun virta katoaa (kantoaaltojen liike - elektronit) niitä lähettävästä antennista).
2.2 Sähkömagneettisen kentän perusominaisuudet.
Sähkökentälle on tunnusomaista sähkökentän voimakkuus (merkintä "E", SI-yksikkö - V/m, vektori). Magneettikentällä on tunnusomaista magneettikentän voimakkuus (merkintä "H", SI-mitta - A/m, vektori). Yleensä mitataan vektorin moduuli (pituus).
Sähkömagneettisille aalloille on tunnusomaista aallonpituus (merkintä "(", SI-mitta - m), niitä lähettävä lähde - taajuus (merkintä - "(", SI-mitta - Hz). Kuvassa E on sähkökentän voimakkuusvektori, H on magneettikentän voimakkuusvektori.
Taajuuksilla 3 - 300 Hz magneettisen induktion käsitettä voidaan käyttää myös magneettikentän ominaisuutena (merkintä "B", SI-mitta - T).
2.3 Sähkömagneettisten kenttien luokittelu.
Eniten käytetty on sähkömagneettisten kenttien ns. "vyöhykeluokitus" lähteen/kantoaallon etäisyyden asteen mukaan.
Tämän luokituksen mukaan sähkömagneettinen kenttä on jaettu "lähelle" ja "kaukaiseen" vyöhykkeeseen. "Lähivyöhyke" (jota joskus kutsutaan induktioalueeksi) ulottuu etäisyydelle lähteestä, joka on 0-3 (, de (- kentän synnyttämän sähkömagneettisen aallon pituus. Tässä tapauksessa kentänvoimakkuus pienenee nopeasti (suhteessa lähteen etäisyyden neliöön tai kuutioon.) Tällä alueella generoitu sähkömagneettinen aalto ei ole vielä täysin muodostunut.
"Kaukainen" vyöhyke on muodostuneen sähkömagneettisen aallon vyöhyke. Tässä kentänvoimakkuus pienenee käänteisesti lähteen etäisyyden mukaan. Tällä vyöhykkeellä kokeellisesti määritetty suhde sähkö- ja magneettikenttien voimakkuuksien välillä pätee:
jossa 377 on vakio, tyhjiöimpedanssi, ohm.
Sähkömagneettiset aallot luokitellaan yleensä taajuuksien mukaan:
| Nimi | Reunat | Nimi | Reunat |
| taajuus | alue | aalto | alue |
| Alue | | Alue | |
| Äärimmäisen matala, | | Hz | Dekamegametri | Mm |
| Erittäin matala, VLF | | Hz | Megametri | Mm |
| Infralow, INC | KHz | Hehtokilometri | |
| Erittäin alhainen, VLF | KHz | Myriametri | km |
|Matalat taajuudet, LF| KHz|Kilometri | km |
| Keskimääräinen, MF | | MHz | Hekometrinen | km |
| Korkea, HF | | MHz | Dekametri | m |
|Erittäin korkea, VHF| MHz | Mittari | m |
|Ultrakorkea, UHF| GHz | Desimetri | m |
| Ultrakorkea, mikroaaltouuni | | GHz | senttimetri | cm |
| Erittäin korkea, | | GHz|Millimetri | mm |
| Hyperkorkea, GVCh | | | Desimillimetri | mm |
Yleensä mitataan vain sähkökenttävoimakkuus E. Yli 300 MHz taajuuksilla mitataan joskus aallon energiavuon tiheys eli Poynting-vektori (merkintä “S”, SI-yksikkö on W/m2).
3. Sähkömagneettisen kentän tärkeimmät lähteet.
Sähkömagneettisen kentän tärkeimmät lähteet ovat:
Sähkölinjat.
Johdotus (rakennusten ja rakenteiden sisällä).
Kodin sähkölaitteet.
Henkilökohtaiset tietokoneet.
TV- ja radiolähetysasemat.
Satelliitti ja solu(laitteet, toistimet).
Sähköinen kuljetus.
tutkaasennukset.
3.1 Sähköjohdot (TL).
Toimivan voimalinjan johdot luovat viereiseen tilaan teollisuustaajuisen (50 Hz) sähkömagneettisen kentän (kymmenien metrien etäisyyksillä johdosta). Lisäksi kentänvoimakkuus lähellä linjaa voi vaihdella laajalla alueella riippuen sen sähkökuormasta. Standardit asettavat terveyssuojavyöhykkeiden rajat voimalinjojen lähellä (SN 2971-84 mukaan):
| Käyttöjännite | 330 ja alle | 500 | 750 | 1150 |
| PTL, kV | | | | | |
| Koko | 20 | 30 | 40 | 55 |
Saniteettisuojaus | | | | |
| vyöhykkeet, m | | | | |
(itse asiassa terveyssuojavyöhykkeen rajat määritetään suurimman sähkökentän voimakkuuden rajaviivaa pitkin, joka on kauimpana johdoista, 1 kV / m).
3.2 Johdotus.
Sähköjohdotus sisältää: voimakaapelit rakennusten elämää ylläpitäviin järjestelmiin, sähkönjakelujohdot sekä haaroituslevyt, teholaatikot ja muuntajat. Sähköjohdot ovat teollisuuden taajuisen sähkömagneettisen kentän päälähde asuintiloissa. Tällöin lähteen lähettämän sähkökentän voimakkuuden taso on usein suhteellisen alhainen (ei ylitä 500 V/m).
3.3 Kodin sähkölaitteet.
Kaikki sähkömagneettisten kenttien lähteet ovat Kodinkoneet työskentelee käyttämällä sähkövirta. Samalla säteilytaso vaihtelee laajimmalla alueella mallista, laitelaitteesta ja toimintatavasta riippuen. Myös säteilyn taso riippuu voimakkaasti laitteen virrankulutuksesta - mitä suurempi teho, sitä korkeampi sähkömagneettisen kentän taso laitteen toiminnan aikana. Sähkökentän voimakkuus kodinkoneiden lähellä ei ylitä kymmeniä V/m.
Alla oleva taulukko näyttää suurimmat sallitut magneettisen induktion tasot kodin sähkölaitteiden tehokkaimmille magneettikentän lähteille:
| Laite | Rajaväli | |
| | magneettisen induktion arvot, μT |
|Kahvinkeitin | |
| Pesukone | |
| rauta | |
| Pölynimuri | |
| Sähköliesi | |
| Lamppu "fluoresoiva valo" (loistelamput LTB, | | |
| Sähköpora (moottori | |
| Teho W) | | |
| Sähkösekoitin (tehomoottori | |
| W) | |
| TV | |
| Mikroaaltouuni (induktio, mikroaaltouuni) | | |
3.4 Henkilökohtaiset tietokoneet.
Tietokoneen käyttäjän terveyshaittojen ensisijainen lähde on näytön visuaalinen näyttölaite (VOD). Useimmissa nykyaikaisissa näytöissä CBO on katodisädeputki. Taulukossa on lueteltu SVR:n tärkeimmät terveysvaikutukset:
| Ergonominen | Sähkömagneettisen vaikutuksen tekijät | |
| | kenttäkatodisädeputki | |
| Kontrasti pienenee merkittävästi | Taajuuden sähkömagneettinen kenttä | |
| toistettu kuva olosuhteissa | MHz-alue. |
| näytön ulkoinen valaistus suorilla säteillä | | |
| valo. | | |
|Peilin heijastus valonsäteet | Pinnalla oleva sähköstaattinen varaus |
| näytön pinta (häikäisy). | | näytön näyttö. | |
| Sarjakuvahahmo | Ultraviolettisäteily (alue |
| kuvan toisto | aallonpituudet nm). |
| (korkeataajuinen jatkuva päivitys | |
| Kuvan erillinen luonne | Infrapuna ja röntgen |
(jako pisteisiin). | ionisoivaa säteilyä. |
Tulevaisuudessa tarkastellaan vain katodisädeputken sähkömagneettisen kentän vaikutuksen tekijöitä SVR:n terveysvaikutuksen päätekijöinä.
Näytön ja järjestelmäyksikön lisäksi henkilökohtainen tietokone voi sisältää myös suuren määrän muita laitteita (kuten tulostimia, skannereita, verkkosuodattimia jne.). Kaikki nämä laitteet toimivat sähkövirran käytöllä, mikä tarkoittaa, että ne ovat sähkömagneettisen kentän lähteitä. Seuraava taulukko näyttää sähkömagneettisen ympäristön tietokoneen ympärillä (näytön panosta ei oteta huomioon tässä taulukossa, kuten aiemmin käsiteltiin):
| Lähde | Luotu taajuusalue | |
| | sähkömagneettinen kenttä | |
| Järjestelmäyksikön kokoonpano | |. |
| Syöttö-tulostuslaitteet (tulostimet, | Hz. |
| skannerit, asemat jne.). | |
| Keskeytymättömät virtalähteet, |. |
verkkosuodattimet ja stabilisaattorit | |
Henkilökohtaisten tietokoneiden sähkömagneettisella kentällä on monimutkaisin aalto ja spektrinen koostumus ja niitä on vaikea mitata ja määrällisesti mitata. Siinä on magneettisia, sähköstaattisia ja säteilykomponentteja (erityisesti monitorin edessä istuvan henkilön sähköstaattinen potentiaali voi vaihdella välillä -3 - +5 V). Ottaen huomioon, että henkilökohtaisia tietokoneita käytetään nykyään aktiivisesti kaikilla ihmisen toiminnan aloilla, niiden vaikutusta ihmisten terveyteen tutkitaan ja valvotaan huolellisesti.
3.5 Televisio- ja radiolähetysasemat.
Venäjän alueella sijaitsee tällä hetkellä huomattava määrä radiolähetysasemia ja eri sidosryhmien keskuksia.
Lähetysasemat ja -keskukset sijaitsevat erityisesti niille varatuilla vyöhykkeillä ja voivat miehittää melko suuria alueita (jopa 1000 ha). Rakenteeltaan ne sisältävät yhden tai useamman teknisen rakennuksen, jossa sijaitsevat radiolähettimet, sekä antennikenttiä, joissa on jopa useita kymmeniä antennisyöttöjärjestelmiä (AFS). Jokainen järjestelmä sisältää säteilevän antennin ja syöttölinjan, joka tuo lähetyssignaalin.
Radiolähetyskeskusten antennien lähettämällä sähkömagneettisella kentällä on monimutkainen spektrikoostumus ja yksilöllinen voimakkuusjakauma riippuen antennien konfiguraatiosta, maastosta ja viereisten rakennusten arkkitehtuurista. Taulukossa on joitain keskimääräisiä tietoja erityyppisistä radiolähetyskeskuksista:
| Tyyppi | Normalisoitu | Normalisoitu | Ominaisuudet. |
| lähetys | jännitys | jännitys | |
| keskusta. | sähkö | magneettikenttä, | | |
| | kenttä, V/m. | A/m. | |
| DV - radio | 630 | 1,2 | Suurin jännitys |
| (taajuus | | | kenttä saavutetaan |
| kHz, | | | etäisyydet alle 1 pituus | |
| Teho | | | aallot säteilevät | |
Lähettimet 300 -| | | Antennit | |
|500 kW). | | | |
| SV - radio | 275 |<нет данных>| Lähellä antennia (päällä | |
| (taajuus , | | | on jonkin verran |
| Teho | | | jännityksen lasku | |
Lähettimet 50 - | | | sähkökenttä. |
|200 kW). | | | |
| HF - radio | 44 | 0,12 | Lähettimet voivat olla | |
| (taajuus | | | sijaitsee |
|MHz, | | | Tiheästi rakennettu | |
| Teho | | | Alueet sekä |
Lähettimet 10 - | | Asuinrakennusten katot. |
|100 kW). | | | |
| Televisio | 15 |<нет данных>| Lähettimet yleensä | |
| lähetys | | | sijaitsee korkeuksissa | |
| e-keskukset (taajuus | | | yli 110 m keskiarvon yläpuolella |
| MHz, | | | rakennuksen taso. | |
| Teho | | | |
| Lähettimet 100 | | | | |
KW - 1MW ja | | | | |
| lisää). | | | |
3.6 Satelliitti- ja matkapuhelinviestintä.
3.6.1 Satelliittiviestintä.
Satelliittiviestintäjärjestelmät koostuvat maan päällä olevasta lähetysasemasta ja matkailijoista - toistimista kiertoradalla. Lähettävät satelliittiviestintäasemat lähettävät kapeasti suunnattua aaltosädettä, jonka energiavuon tiheys saavuttaa satoja W/m. Satelliittiviestintäjärjestelmät luovat suuria sähkömagneettisia kenttävoimakkuuksia huomattavilta etäisyyksiltä antenneista. Esimerkiksi asema, jonka teho on 225 kW ja joka toimii 2,38 GHz:n taajuudella, luo energiavuon tiheyden 2,8 W/m2 100 km:n etäisyydellä. Energian sironta suhteessa kaukosäteeseen on hyvin pieni ja esiintyy eniten antennin suoran sijoituksen alueella.
3.6.2 Matkapuhelinviestintä.
Solukkoradiopuhelinliikenne on nykyään yksi intensiivisimmin kehittyvistä tietoliikennejärjestelmistä. Solukkoviestintäjärjestelmän pääelementtejä ovat tukiasemat ja matkapuhelimet. Tukiasemat ylläpitävät radioyhteyttä mobiililaitteiden kanssa, minkä seurauksena ne ovat sähkömagneettisen kentän lähteitä. Järjestelmä käyttää periaatetta jakaa peittoalue vyöhykkeisiin tai niin sanottuihin "soluihin", joiden säde on km. Seuraavassa taulukossa on esitetty Venäjällä toimivien matkapuhelinjärjestelmien pääominaisuudet:
| Nimi | Työskentely | Työskentely | Maksimi | Maksimi | Säde |
| järjestelmät, | kantama | kantama | säteilevä | säteilevä | peitto |
| periaate | perus | mobiili | teho | teho | yksittäinen |
| lähetys | asemat, | laitteet, | perus | mobiili | perus |
| tiedot. |MHz. |MHz. | Asemat, ti | laitteet, | asemat, | |
| | | | | Ti. | km. |
|NMT450. | |
| Analoginen. |5] |5] | | | |
|AMPS. |||100 |0,6 | |
| Analoginen. | | | | | |
|KOSTEET (IS – |||50 |0,2 | |
|136). | | | | | |
|Digitaalinen. | | | | | |
|CDMA. |||100 |0,6 | |
|Digitaalinen. | | | | | |
|GSM - 900. |||40 |0,25 | |
|Digitaalinen. | | | | | |
|GSM - 1800. | |
|Digitaalinen. |0] |5] | | | |
Säteilyn intensiteetti tukiasema määrää kuormitus, toisin sanoen matkapuhelinten omistajien läsnäolo tietyn tukiaseman palvelualueella ja heidän halunsa käyttää puhelinta keskusteluun, mikä puolestaan riippuu pohjimmiltaan vuorokaudenajasta, aseman sijainti, viikonpäivä ja muut tekijät. Yöllä asemien kuormitus on lähes nolla. Mobiililaitteiden säteilyintensiteetti riippuu suurelta osin viestintäkanavan "matkapuhelin - tukiasema" tilasta (mitä suurempi etäisyys tukiasemasta, sitä suurempi on laitteen säteilyintensiteetti).
3.7 Sähkökuljetus.
Sähköliikenne (johdinautot, raitiovaunut, metrojunat jne.) on voimakas sähkömagneettisen kentän lähde Hz-taajuusalueella. Samanaikaisesti suurimmassa osassa tapauksista vetosähkömoottori toimii pääsäteilijänä (raitiovaunuissa ja raitiovaunuissa ilmavirran kerääjät kilpailevat sähkömoottorin kanssa säteilevän sähkökentän voimakkuuden suhteen). Taulukossa on tietoja magneettisen induktion mitatusta arvosta joidenkin sähkökuljetusten osalta:
| Kuljetusmuoto ja suku | Keskiarvo | | Suurin arvo |
| kulutettu virta. | Magneettinen induktio, μT | magneetin suuruus | |
| | induktio, μT. | |
| Esikaupunkijunat | 20 | 75 |
| Sähkökuljetus | 29 | 110 |
| ajettu tasavirta | | |
| (sähköautot jne.). | | |
3.8 Tutka-asennukset.
Tutka- ja tutka-asennuksissa on yleensä heijastintyyppiset antennit ("lautaset") ja ne lähettävät kapeasti suunnattua radiosädettä.
Antennin ajoittainen liikkuminen avaruudessa johtaa säteilyn avaruudelliseen epäjatkuvuuteen. Säteilytutkan syklisestä toiminnasta johtuen myös tilapäinen säteilykatkos. Ne toimivat taajuuksilla 500 MHz - 15 GHz, mutta jotkin erikoisasennukset voivat toimia jopa 100 GHz:n tai sitä suuremmilla taajuuksilla. Johdosta erikoishahmo säteilyn avulla ne voivat luoda vyöhykkeitä maahan korkea tiheys energiavirta (100 W/m2 tai enemmän).
4. Sähkömagneettisen kentän vaikutus ihmisten terveyteen.
Ihmiskeho reagoi aina ulkoiseen sähkömagneettiseen kenttään. Erilaisista aaltokoostumuksista ja muista tekijöistä johtuen eri lähteiden sähkömagneettiset kentät vaikuttavat ihmisten terveyteen eri tavoin. Tämän seurauksena sisään Tämä lohko Eri lähteiden terveysvaikutuksia tarkastellaan erikseen. Kenttä on kuitenkin jyrkästi ristiriidassa luonnollisen sähkömagneettisen taustan kanssa keinotekoisia lähteitä lähes kaikissa tapauksissa sillä on kielteinen vaikutus vaikutusalueellaan olevien ihmisten terveyteen.
Laajat tutkimukset sähkömagneettisten kenttien vaikutuksista terveyteen aloitettiin maassamme 60-luvulla. Todettiin, että ihmisen hermosto on herkkä sähkömagneettisille vaikutuksille ja että kentällä on niin sanottu informaatiovaikutus, kun se altistuu henkilölle kynnysarvon alapuolella olevalla intensiteetillä. lämpövaikutus(kentänvoimakkuuden suuruus, jolla sen lämpövaikutus alkaa ilmetä).
Seuraavassa taulukossa luetellaan yleisimmät valitukset ihmisten terveyden heikkenemisestä, jotka ovat eri lähteiden vaikutusalueella. Taulukon lähteiden järjestys ja numerointi vastaa niiden 3 jaksossa hyväksyttyä järjestystä ja numerointia:
| Lähde | Yleisimmät valitukset. |
| sähkömagneettinen | |
|1. Viivat | Lyhytaikainen altistuminen (suuruusluokkaa useita minuutteja) pystyy |
| Voimajohdot (voimalinjat) | | johtaa negatiiviseen reaktioon vain erityisen herkissä | |
| | ihmiset tai potilaat, joilla on tietyntyyppisiä allergioita | |
| | sairaudet | Pitkäaikainen altistuminen johtaa yleensä | |
| | erilaiset sydän- ja verisuonisairauksien ja hermostojärjestelmät |
| | (osajärjestelmän epätasapainon vuoksi hermoston säätely). Milloin |
| | erittäin pitkä (noin 10-20 vuotta) jatkuva altistuminen | |
| | ehkä (todentamattomien tietojen mukaan) joidenkin | |
| | onkologiset sairaudet | |
|2. Sisäinen | Tähän mennessä tiedot heikkenemistä koskevista valituksista | |
| rakennusten sähköjohdot | terveys, joka liittyy suoraan sisätöihin | |
ja rakenteet | Sähköä ei ole saatavilla. | |
|3. Kotitalous | Ihovalituksista on vahvistamattomia tietoja, |
| sähkölaitteet. | Kardiovaskulaarinen ja hermoston patologia pitkällä aikavälillä |
| | vanhojen mikroaaltouunien järjestelmällinen käyttö | |
| | Mallit (julkaisuun 1995 asti). | On myös samanlaisia | |
| | sovellustiedot mikroaaltouunit kaikki |
| | Mallit tuotantoympäristössä (esimerkiksi lämmittelyyn | |
| | ruokaa kahvilassa). Mikroaaltouunien lisäksi on tietoa |
| |negatiivinen vaikutus televisioita käyttävien ihmisten terveydestä |
| kuvantamislaitteena katodisädeputki |
Shmelev V.E., Sbitnev S.A.
"SÄHKÖTEKNIIKAN TEOREETTISET PERUSTEET"
"SÄHKÖMAGNEETTISEN KENTÄTEORIA"
Luku 1. Sähkömagneettisen kentän teorian peruskäsitteet
§ 1.1. Sähkömagneettisen kentän ja sen fysikaalisten suureiden määritys.
Sähkömagneettisen kentän teorian matemaattinen laite
elektromagneettinen kenttä(EMF) on eräänlainen aine, jolla on voimavaikutus varautuneisiin hiukkasiin ja joka määräytyy kaikissa kohdissa kahdella vektorisuureen parilla, jotka kuvaavat sen kahta puolta - sähkö- ja magneettikenttiä.
Sähkökenttä- Tämä on EMF:n komponentti, jolle on ominaista isku sähköisesti varautuneeseen hiukkaseen voimalla, joka on verrannollinen hiukkasen varaukseen ja riippumaton sen nopeudesta.
Magneettikenttä- tämä on EMF:n komponentti, jolle on ominaista isku liikkuvaan hiukkaseen voimalla, joka on verrannollinen hiukkasen varaukseen ja sen nopeuteen.
Kurssilla opittu teoreettiset perusteet sähkötekniikan tärkeimmät ominaisuudet ja menetelmät EMF:n laskentaan edellyttävät laadullista ja kvantitatiivinen tutkimus EMF löytyy sähkö-, elektroniikka- ja biolääketieteellisistä laitteista. Tätä varten sähködynamiikan yhtälöt integraali- ja differentiaalimuodossa ovat sopivimpia.
Sähkömagneettisen kentän teorian (TEMF) matemaattinen laitteisto perustuu skalaarikenttäteoriaan, vektori- ja tensorianalyysiin sekä differentiaali- ja integraalilaskentaan.
1. Mikä on sähkömagneettinen kenttä?
2. Mitä kutsutaan sähkö- ja magneettikentiksi?
3. Mihin sähkömagneettisen kentän teorian matemaattinen laite perustuu?
§ 1.2. Fysikaaliset suureet, jotka kuvaavat EMF:ää
Sähkökentän voimakkuusvektori pisteessä K kutsutaan pisteeseen sijoitettuun sähköisesti varautuneeseen paikallaan olevaan hiukkaseen vaikuttavan voiman vektoriksi K jos tällä hiukkasella on yksikköpositiivinen varaus.
Tämän määritelmän mukaan sähköinen voima toimii pistemaksulla q on yhtä suuri kuin:
missä E mitattuna V/m.
Magneettikenttä on karakterisoitu magneettinen induktiovektori. Magneettinen induktio jossain havaintopisteessä K on vektorisuure, jonka moduuli on yhtä suuri kuin pisteessä sijaitsevaan varautuneeseen hiukkaseen vaikuttava magneettinen voima K, jolla on yksikkövaraus ja joka liikkuu yksikkönopeudella ja voiman, nopeuden, magneettisen induktion sekä myös hiukkasen varauksen vektorit täyttävät ehdon
.
Käyräviivaiseen johtimeen virralla vaikuttava magneettinen voima voidaan määrittää kaavalla
.
Suoraan johtimeen, jos se on tasaisessa kentässä, vaikuttaa seuraava magneettinen voima
.
Kaikissa uusimmissa kaavoissa B - magneettinen induktio, joka mitataan tesloissa (Tl).
1 T on sellainen magneettinen induktio, jossa 1N:n suuruinen magneettinen voima vaikuttaa suoraan johtimeen, jonka virta on 1A, jos magneettisen induktion linjat on suunnattu kohtisuoraan johtimeen nähden virralla ja jos johtimen pituus on 1 m .
Sähkökentän voimakkuuden ja magneettisen induktion lisäksi sähkömagneettisen kentän teoria ottaa huomioon seuraavat asiat vektorisuureet:
1) sähköinen induktio D (sähköinen siirtymä), joka mitataan yksikössä C / m 2,
EMF-vektorit ovat tilan ja ajan funktioita:
missä K- havaintopiste, t- ajan hetki.
Jos havaintopiste K on tyhjiössä, niin seuraavat suhteet pätevät vastaavien vektorisuureiden parien välillä
missä on absoluuttinen dielektrisyysvakio tyhjiö (sähköinen perusvakio), \u003d 8,85419 * 10 -12;
Tyhjiön absoluuttinen magneettinen permeabiliteetti (magneettinen perusvakio); \u003d 4π * 10 -7.
testikysymykset
1. Mikä on sähkökentän voimakkuus?
2. Mitä kutsutaan magneettiseksi induktioksi?
3. Mikä on liikkuvaan varautuneeseen hiukkaseen vaikuttava magneettinen voima?
4. Mikä on magneettinen voima, joka vaikuttaa johtimeen virralla?
5. Mitkä vektorisuureet kuvaavat sähkökenttää?
6. Mitkä vektorisuureet kuvaavat magneettikenttää?
§ 1.3. Sähkömagneettisen kentän lähteet
EMF:n lähteitä ovat sähkövaraukset, sähködipolit, liikkuvat sähkövaraukset, sähkövirrat, magneettiset dipolit.
Sähkövarauksen ja sähkövirran käsitteet annetaan fysiikan kurssilla. Sähkövirtoja on kolmea tyyppiä:
1. Johtovirrat.
2. Siirtovirrat.
3. Siirrä virrat.
Johtovirta- sähköä johtavan kappaleen liikkuvien varausten kulkunopeus tietyn pinnan läpi.
Bias-virta- sähköisen siirtymävektorin virtauksen muutosnopeus tietyn pinnan läpi.
.
Siirrä virtaa tunnusomaista seuraava lauseke
missä v - kappaleiden siirtonopeus pinnan läpi S; n - pintaa vasten normaalin yksikön vektori; - pinnan läpi normaalisuunnassa lentävien kappaleiden lineaarinen varaustiheys; ρ- irtotiheys sähkövaraus; p v - siirtovirran tiheys.
sähköinen dipoli kutsui pariskunnalle pistemaksut +q ja - q sijaitsee etäisyyden päässä l toisistaan (kuva 1).
Pistesähköiselle dipolille on tunnusomaista sähkövektori dipolimomentti:
magneettinen dipoli kutsutaan litteäksi piiriksi sähkövirralla minä Magneettiselle dipolille on tunnusomaista magneettinen dipolimomenttivektori
missä S on tasaisen pinnan pinta-ala, joka on venytetty piirin päälle virralla. Vektori S suunnattu kohtisuoraan tähän tasaiseen pintaan nähden, lisäksi, jos tarkastellaan vektorin päästä S , silloin liike ääriviivaa pitkin suuntaan, joka on sama kuin virran suunta, tapahtuu vastapäivään. Tämä tarkoittaa, että dipolivektorin suunta magneettinen momentti liittyy virran suuntaan oikean ruuvin säännön mukaan.
Atomit ja aineen molekyylit ovat sähköisiä ja magneettisia dipoleja, joten jokainen todellisen tyypin piste EMF:ssä voidaan luonnehtia sähköisen ja magneettisen dipolimomentin tilavuustiheydellä:
P - aineen sähköinen polarisaatio:
M - aineen magnetoituminen:
Aineen sähköinen polarisaatio on vektorisuure, joka on yhtä suuri kuin sähköisen dipolimomentin bulkkitiheys jossakin todellisen kappaleen kohdassa.
Aineen magnetointi on vektorisuure, joka on yhtä suuri kuin magneettisen dipolimomentin bulkkitiheys jossakin todellisen kappaleen kohdassa.
sähköinen siirtymä on vektorisuure, joka mille tahansa havaintopisteelle, riippumatta siitä, onko se tyhjiössä vai aineessa, määräytyy suhteesta:
(tyhjiölle tai aineelle),
(vain tyhjiölle).
Magneettikentän voimakkuus- vektorisuure, joka missä tahansa havaintopisteessä, riippumatta siitä, onko se tyhjiössä vai aineessa, määritetään suhteesta:
,
jossa magneettikentän voimakkuus mitataan A/m.
Polarisoinnin ja magnetoinnin lisäksi on muitakin tilavuusjakaumia EMF-lähteitä:
- bulkkisähkövarausten tiheys ; ,
jossa sähkövarauksen tilavuustiheys mitataan yksikkönä C/m 3 ;
- sähkövirran tiheysvektori, jonka normaalikomponentti on yhtä suuri kuin
Enemmässä yleinen tapaus avoimen pinnan läpi kulkeva virta S, on yhtä suuri kuin virrantiheysvektorin virta tämän pinnan läpi:
jossa sähkövirran tiheysvektori mitataan A/m 2 .
testikysymykset
1. Mitkä ovat sähkömagneettisen kentän lähteet?
2. Mikä on johtavuusvirta?
3. Mikä on bias-virta?
4. Mikä on siirtovirta?
5. Mikä on sähköinen dipoli ja sähköinen dipolimomentti?
6. Mikä on magneettinen dipoli ja magneettinen dipolimomentti?
7. Mitä kutsutaan aineen sähköiseksi polarisaatioksi ja magnetisaatioksi?
8. Mitä kutsutaan sähkösiirtymäksi?
9. Mitä kutsutaan magneettikentän vahvuudeksi?
10. Mikä on volymetrinen sähkövarauksen tiheys ja virrantiheys?
MATLAB-sovellusesimerkki
Tehtävä.
Annettu: Piiri sähkövirralla minä avaruudessa on kolmion ympärysmitta, jonka kärkien suorakulmaiset koordinaatit on annettu: x 1 , x 2 , x 3 , y 1 , y 2 , y 3 , z 1 , z 2 , z 3. Tässä alaindeksit ovat kärkinumeroita. Huippupisteet on numeroitu sähkövirran suunnassa.
Vaaditaan muodosta MATLAB-funktio, joka laskee piirin dipolimagneettisen momenttivektorin. M-tiedostoa laadittaessa voidaan olettaa, että tilakoordinaatit mitataan metreissä ja virta mitataan ampeereissa. Tulo- ja lähtöparametrien mielivaltainen järjestäminen on sallittua.
Ratkaisu
% m_dip_moment - kolmiomaisen piirin magneettisen dipolimomentin laskeminen virralla avaruudessa
%pm = m_dip_moment(tok,solmut)
% TULOPARAMETRIT
% virta - virta piirissä;
% solmut - neliömatriisi muotoa ." , jonka jokainen rivi sisältää vastaavan kärjen koordinaatit.
% OUTPUT PARAMETRI
% pm on magneettisen dipolimomenttivektorin karteesisten komponenttien rivimatriisi.
funktio pm = m_dip_moment(tok,solmut);
pm=tok*)]) det()]) det()])]/2;
% Viimeisessä lauseessa kolmion pinta-alavektori kerrotaan virralla
>> solmut=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,solmut)
13.442 20.637 -2.9692
AT Tämä tapaus tapahtui P M = (13,442* 1 x + 20.637*1 y - 2.9692*1 z) A * m 2, jos virtapiirissä on 1 A.
§ 1.4. Spatiaaliset differentiaalioperaattorit sähkömagneettisen kentän teoriassa
Kaltevuus skalaarikenttä Φ( K) = Φ( x, y, z) kutsutaan vektorikentällä, joka määritellään kaavalla:
,
missä V 1 - pisteen sisältävä alue K; S 1 - suljettu pinta-ala V 1 , K 1 - piste, pinta- S yksi ; δ - suurin etäisyys pisteestä K pinnan pisteisiin S 1 (max| QQ 1 |).
Eroaminen vektorikenttä F (K)=F (x, y, z) kutsutaan skalaarikentällä, joka määritellään kaavalla:
Roottori(pyörre)vektorikenttä F (K)=F (x, y, z) on vektorikenttä, joka määritellään kaavalla:
mätää F
= 
Nabla operaattori on, joka in Suorakulmaiset koordinaatit määräytyy kaavalla:
Esitetään grad, div ja rot nabla-operaattorin kautta:
Kirjoitamme nämä operaattorit suorakulmaisina koordinaateina:
; 
;
Laplace-operaattori suorakulmaisissa koordinaateissa määritellään kaavalla:
Toisen asteen differentiaalioperaattorit:
Integraalilauseet
gradienttilause 
;
Divergenssilause 
Roottorilause 
EMF-teoriassa käytetään myös yhtä integraalilausetta:
.
testikysymykset
1. Mitä kutsutaan skalaarikentän gradientiksi?
2. Mitä kutsutaan vektorikentän divergenssiksi?
3. Mitä kutsutaan vektorikentän roottoriksi?
4. Mikä on nabla-operaattori ja miten ensimmäisen kertaluvun differentiaalioperaattorit ilmaistaan sillä?
5. Mitä integraalilauseet kelpaa skalaari- ja vektorikentille?
MATLAB-sovellusesimerkki
Tehtävä.
Annettu: Tetraedrin tilavuudessa skalaari- ja vektorikentät muuttuvat lineaarisen lain mukaan. Tetraedrin kärkien koordinaatit annetaan matriisilla, jonka muoto on [ x 1 , y 1 , z 1 ; x 2 , y 2 , z 2 ; x 3 , y 3 , z 3 ; x 4 , y 4 , z neljä]. Skalaarikentän arvot pisteissä annetaan matriisilla [Ф 1 ; F 2; F3; F 4]. Vektorikentän karteesiset komponentit pisteissä annetaan matriisilla [ F 1 x, F 1y, F 1z; F 2x, F 2y, F 2z; F 3x, F 3y, F 3z; F 4x, F 4y, F 4z].
Määritellä tetraedrin tilavuudessa, skalaarikentän gradientti sekä vektorikentän divergenssi ja kihara. Kirjoita tätä varten MATLAB-funktio.
Ratkaisu. Alla on m-funktion teksti.
% grad_div_rot - Laske gradientti, divergenssi ja kihara... tetraedrin tilavuudessa
%=grad_div_rot(solmut,skalaari,vektori)
% TULOPARAMETRIT
% solmut - tetraedrin kärjen koordinaattien matriisi:
% rivit vastaavat pisteitä, sarakkeet - koordinaatit;
% skalaari - sarakematriisi skalaarikentän arvoista pisteissä;
% vektori - vektorikentän komponenttien matriisi pisteissä:
% TULOPARAMETRIT
% grad - skalaarikentän karteesisten gradienttikomponenttien rivimatriisi;
% divergenssi - vektorikentän divergenssiarvo tetraedrin tilavuudessa;
% rot - vektorikentän roottorin karteesisten komponenttien rivimatriisi.
% Laskelmissa oletetaan, että tetraedrin tilavuudessa
% vektori- ja skalaarikentät vaihtelevat avaruudessa lineaarisen lain mukaan.
funktio =grad_div_rot(solmut,skalaari,vektori);
a=inv(); % kerroin matriisi lineaarinen interpolaatio
grad=(a(2:end,:)*skalaari)."; % Skalaarikentän gradientin komponentteja
div=*vektori(:); % Vektorikentän divergenssi
rot=sum(cross(a(2:end,:),vektori."),2).";
Esimerkki kehitetyn m-funktion suorittamisesta:
>> solmut=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
>> skalaari=rand(4,1)
>>vektori=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(solmut,skalaari,vektori)
0.16983 -0.03922 -0.17125
0.91808 0.20057 0.78844
Jos oletetaan, että spatiaaliset koordinaatit mitataan metreinä ja vektori- ja skalaarikentät ovat mittattomia, niin tässä esimerkissä kävi ilmi:
aste Ф = (-0,16983* 1 x - 0.03922*1 y - 0.17125*1 z) m-1;
div F = -1,0112 m-1;
mätää F = (-0.91808*1 x + 0.20057*1 y + 0.78844*1 z) m -1.
§ 1.5. Sähkömagneettisen kentän teorian peruslait
EMF-yhtälöt sisään yhtenäinen muoto
Koko voimassa oleva laki:
tai 
Magneettikentän voimakkuusvektorin kierto ääriviivaa pitkin l on yhtä suuri kuin pinnan läpi kulkeva kokonaissähkövirta S, venytetty ääriviivan yli l, jos virran suunta muodostaa oikeakätisen järjestelmän, jonka suunta on ohittaa piiri.
Laki elektromagneettinen induktio:
,
missä E c on ulkoisen sähkökentän voimakkuus.
EMF sähkömagneettinen induktio e ja piirissä l yhtä suuri kuin muutosnopeus magneettinen virtaus pinnan läpi S, venytetty ääriviivan yli l, ja magneettivuon muutosnopeuden suunta muodostuu suunnan mukana e ja vasenkätinen järjestelmä.
Gaussin lause integraalimuodossa:
Sähköinen siirtymävektori virtaa suljetun pinnan läpi S on yhtä suuri kuin summa vapaat sähkövaraukset pinnan rajoittamassa tilavuudessa S.
Magneettisten induktiolinjojen jatkuvuuden laki:
Magneettivuo minkä tahansa suljetun pinnan läpi on nolla.
Yhtälöiden suora soveltaminen integraalimuodossa mahdollistaa yksinkertaisimpien sähkömagneettisten kenttien laskemisen. Laske sähkömagneettiset kentät yli monimutkainen muoto soveltaa yhtälöitä differentiaalimuodossa. Näitä yhtälöitä kutsutaan Maxwellin yhtälöiksi.
Maxwellin yhtälöt hiljaiset ympäristöt
Nämä yhtälöt seuraavat suoraan vastaavista yhtälöistä integraalimuodossa ja matemaattisia määritelmiä spatiaaliset differentiaalioperaattorit.
Nykyinen laki yhteensä eri muodossa:
,
Sähkövirran kokonaistiheys,
Ulkoinen sähkövirran tiheys,
Tiheys johtavuusvirta,
Siirtymävirran tiheys: ,
Siirtovirran tiheys: .
Tämä tarkoittaa, että sähkövirta on magneettikentän voimakkuuden vektorikentän pyörrelähde.
Sähkömagneettisen induktion laki differentiaalimuodossa:
Tämä tarkoittaa, että vaihtuva magneettikenttä on pyörrelähde alueellinen jakautuminen sähkökentän voimakkuusvektori.
Magneettisten induktiolinjojen jatkuvuuden yhtälö:
Tämä tarkoittaa, että magneettisen induktiovektorin kentällä ei ole lähteitä, ts. ei ole luonnossa magneettiset varaukset(magneettiset monopolit).
Gaussin lause differentiaalimuodossa:
Tämä tarkoittaa, että sähköisen siirtymävektorikentän lähteet ovat sähkövarauksia.
EMF-analyysiongelman ratkaisun ainutlaatuisuuden varmistamiseksi on tarpeen täydentää Maxwellin yhtälöitä yhtälöillä materiaalinen yhteys vektorien välillä E ja D , yhtä hyvin kuin B ja H .
Kenttävektorien ja väliaineen sähköfysikaalisten ominaisuuksien väliset suhteet
On tiedossa, että
| (1) |
Kaikki eristeet ovat sähkökentän polarisoimia. Kaikki magneetit on magnetoitu magneettikentällä. Aineen staattiset dielektriset ominaisuudet voidaan kuvata täysin polarisaatiovektorin toiminnallisella riippuvuudella P sähkökentän voimakkuusvektorista E (P =P (E )). Aineen staattiset magneettiset ominaisuudet voidaan täysin kuvata magnetointivektorin toiminnallisella riippuvuudella M magneettikentän voimakkuusvektorista H (M =M (H )). Yleensä tällaiset riippuvuudet ovat luonteeltaan moniselitteisiä (hystereesi). Tämä tarkoittaa, että polarisaatio- tai magnetointivektori pisteessä K ei määräydy pelkästään vektorin arvon perusteella E tai H tässä vaiheessa, mutta myös vektorin muutoksen historiaa E tai H tässä tilanteessa. Näitä riippuvuuksia on erittäin vaikea kokeellisesti tutkia ja mallintaa. Siksi käytännössä usein oletetaan, että vektorit P ja E , yhtä hyvin kuin M ja H kollineaarinen ja sähköfysikaaliset ominaisuudet aineet kuvataan skalaarihystereesifunktioilla (| P |=|P |(|E |), |M |=|M |(|H |). Jos yllä olevien funktioiden hystereesiominaisuudet voidaan jättää huomiotta, niin sähköiset ominaisuudet kuvataan yksiarvoisilla funktioilla P=P(E), M=M(H).
Monissa tapauksissa näitä funktioita voidaan pitää likimäärin lineaarisina, ts.
Sitten, ottaen huomioon relaatio (1), voimme kirjoittaa seuraavan
| , | (4) |
Näin ollen aineen suhteellinen dielektrinen ja magneettinen permeabiliteetti:
Aineen absoluuttinen permittiivisyys:
Aineen absoluuttinen magneettinen permeabiliteetti:
Suhteet (2), (3), (4) kuvaavat aineen dielektrisiä ja magneettisia ominaisuuksia. Aineen sähköä johtavat ominaisuudet voidaan kuvata Ohmin lailla differentiaalimuodossa
missä - tietty sähkönjohtavuus aineet, mitattuna S/m.
Yleisemmässä tapauksessa johtumisvirran tiheyden ja sähkökentän voimakkuusvektorin välisellä riippuvuudella on epälineaarinen vektorihystereesi.
Sähkömagneettisen kentän energia
Sähkökentän tilavuusenergiatiheys on
,
missä W e mitataan J/m3.
Magneettikentän tilavuusenergiatiheys on
,
missä W m mitataan J/m3.
Sähkömagneettisen kentän tilavuusenergiatiheys on yhtä suuri kuin
Lineaaristen sähkö- ja magneettiset ominaisuudet aine, EMF:n tilavuusenergiatiheys on yhtä suuri kuin
Tämä lauseke pätee spesifisen energian ja EMF-vektorien hetkellisille arvoille.
Johtovirtojen lämpöhäviöiden ominaisteho
Kolmannen osapuolen lähteiden erityinen teho
testikysymykset
1. Kuinka nykyinen kokonaislaki muotoillaan integraalimuodossa?
2. Miten sähkömagneettisen induktion laki muotoillaan integraalimuotoon?
3. Miten Gaussin lause ja magneettivuon jatkuvuuden laki muotoillaan integraalimuotoon?
4. Miten kokonaisvirran laki muotoillaan differentiaaliseen muotoon?
5. Miten sähkömagneettisen induktion laki muotoillaan differentiaaliseen muotoon?
6. Miten Gaussin lause ja magneettisten induktiolinjojen jatkuvuuden laki muotoillaan integraalimuotoon?
7. Mitkä suhteet kuvaavat aineen sähköisiä ominaisuuksia?
8. Miten sähkömagneettisen kentän energia ilmaistaan sen määräävinä vektorisuureina?
9. Miten se määritetään? tehotiheys kolmannen osapuolen lähteiden lämpöhäviöt ja ominaisteho?
MATLAB-sovellusesimerkkejä
Tehtävä 1.
Annettu: Tetraedrin tilavuuden sisällä aineen magneettinen induktio ja magnetointi muuttuvat lineaarisen lain mukaan. Tetraedrin kärkien koordinaatit on annettu, magneettisen induktion vektorien arvot ja aineen magnetoituminen pisteissä on myös annettu.
Laskea sähkövirran tiheys tetraedrin tilavuudessa, käyttämällä edellisen kappaleen tehtävän ratkaisussa koottua m-funktiota. Suorita laskenta MATLAB-komentoikkunassa olettaen, että tilakoordinaatit mitataan millimetreinä, magneettinen induktio on tesloissa, magneettikentän voimakkuus ja magnetointi kA/m.
Ratkaisu.
Asetetaan lähdetiedot muotoon, joka on yhteensopiva grad_div_rot m-funktion kanssa:
>> solmut=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 % absoluuttinen tyhjiön magneettinen permeabiliteetti, 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(solmut,ykköset(4,1),B/mu0-M)
0 -3.0358e-017 0
914.2 527.76 -340.67
Tässä esimerkissä kokonaisvirrantiheyden vektori tarkasteltavassa tilavuudessa osoittautui yhtä suureksi kuin (-914.2* 1 x + 527.76*1 y - 340.67*1 z) A/mm2. Voit määrittää virrantiheyden moduulin suorittamalla seuraavan lauseen:
>> cur_d=sqrt(cur_dens*cur_dens.")
Laskettua virrantiheyden arvoa ei voida saada todellisissa teknisissä laitteissa voimakkaasti magnetoituneilla väliaineilla. Tämä esimerkki on puhtaasti opettavainen. Ja nyt tarkistetaan magneettisen induktion jakauman asettamisen oikeellisuus tetraedrin tilavuudessa. Voit tehdä tämän suorittamalla seuraavan lauseen:
>> =grad_div_rot(solmut,ykköset(4,1),B)
0 -3.0358e-017 0
0.38115 0.37114 -0.55567
Tässä saimme div-arvon B \u003d -0,34415 T / mm, mikä ei voi olla differentiaalimuodossa olevien magneettisten induktiolinjojen jatkuvuuden lain mukainen. Tästä seuraa, että magneettisen induktion jakauma tetraedrin tilavuudessa on asetettu väärin.
Tehtävä 2.
Olkoon tetraedri, jonka kärkikoordinaatit on annettu, ilmassa (mittayksiköt ovat metrejä). Olkoon sähkökentän voimakkuusvektorin arvot sen huipuissa annettu (mittayksiköt - kV/m).
Vaaditaan laske tilavuus sähkövarauksen tiheys tetraedrin sisällä.
Ratkaisu voidaan tehdä samalla tavalla:
>> solmut=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 % absoluuttinen tyhjiön permittiivisyys, 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(solmut,ykköset(4,1),E*eps0)
0.076467 0.21709 -0.015323
Tässä esimerkissä tilavuusvaraustiheydeksi osoittautui 0,10685 μC/m 3 .
§ 1.6. EMF-vektorien rajaehdot.
Varauksen säilymisen laki. Umov-Poyntingin lause
tai 
Se on merkitty tähän: H 1 - magneettikentän voimakkuuden vektori välineiden välisellä rajapinnalla ympäristössä nro 1; H 2 - sama ympäristössä nro 2; H 1t- magneettikentän voimakkuusvektorin tangentiaalinen (tangentiaalinen) komponentti mediarajapinnassa välineessä nro 1; H 2t- sama ympäristössä nro 2; E 1 on sähkökentän kokonaisvoimakkuuden vektori mediarajapinnalla välineessä nro 1; E 2 - sama ympäristössä nro 2; E 1 c - kolmannen osapuolen sähkökentän voimakkuusvektorin komponentti mediarajapinnassa välineessä nro 1; E 2c - sama ympäristössä nro 2; E 1t- sähkökentän voimakkuusvektorin tangentiaalinen komponentti mediarajapinnassa välineessä nro 1; E 2t- sama ympäristössä nro 2; E 1s t- sähkökentän voimakkuusvektorin tangentiaalinen kolmannen osapuolen komponentti mediarajapinnassa välineessä nro 1; E 2t- sama ympäristössä nro 2; B 1 - magneettisen induktion vektori välineen nro 1 välisessä rajapinnassa; B 2 - sama ympäristössä nro 2; B 1n- magneettisen induktion vektorin normaali komponentti välineen nro 1 välisellä rajapinnalla; B 2n- sama ympäristössä nro 2; D 1 - sähköinen siirtymävektori mediarajapinnassa välineessä nro 1; D 2 - sama ympäristössä nro 2; D 1n- sähköisen siirtymävektorin normaali komponentti mediarajapinnassa välineessä nro 1; D 2n- sama ympäristössä nro 2; σ on sähkövarauksen pintatiheys väliaineiden rajapinnassa, mitattuna C/m2.
Varauksen säilymisen laki
Jos kolmannen osapuolen nykyisiä lähteitä ei ole, niin
,
ja yleisessä tapauksessa, eli kokonaisvirrantiheysvektorilla ei ole lähteitä, eli kokonaisvirtalinjat ovat aina kiinni
Umov-Poyntingin lauseVolumetrinen kulutettu tehotiheys aineellinen kohta EMF:ssä on yhtä suuri kuin
Henkilöllisyyden mukaan (1)
Tämä on äänenvoimakkuuden tehotasapainon yhtälö V. Yleisessä tapauksessa yhtälön (3) mukaisesti tilavuuden sisällä olevien lähteiden tuottama sähkömagneettinen teho V, menee lämpöhäviö, EMF-energian kerääntymisestä ja säteilystä ympäröivään tilaan suljetun pinnan kautta, joka rajoittaa tätä tilavuutta.
Integraalissa (2) olevaa integrandia kutsutaan Poynting-vektoriksi:
,
missä P mitattuna W/m2.
Tämä vektori yhtä suuri kuin tiheys sähkömagneettinen tehovirtaus jossain havaintopisteessä. Tasa-arvo (3) - kyllä matemaattinen lauseke Umov-Poyntingin lause.
Alueen säteilemä sähkömagneettinen teho V ympäröivään tilaan on yhtä suuri kuin Poynting-vektorin virtaus suljetun pinnan läpi S, rajaava alue V.
testikysymykset
1. Mitkä lausekkeet kuvaavat mediarajapintojen sähkömagneettisen kentän vektorien reunaehtoja?
2. Miten varauksen säilymislaki muotoillaan differentiaaliseen muotoon?
3. Miten varauksen säilymislaki muotoillaan integraalimuodossa?
4. Mitkä lausekkeet kuvaavat mediarajapintojen virrantiheyden rajaehtoja?
5. Mikä on materiaalipisteen sähkömagneettisessa kentässä kuluttaman tehon tilavuustiheys?
6. Miten sähkömagneettisen tehotasapainon yhtälö kirjoitetaan tietylle tilavuudelle?
7. Mikä on Poynting-vektori?
8. Miten Umov-Poyntingin lause muotoillaan?
MATLAB-sovellusesimerkki
Tehtävä.
Annettu: Avaruudessa on kolmion muotoinen pinta. Huippupisteiden koordinaatit on asetettu. Huippupisteissä on myös sähkö- ja magneettikentän voimakkuusvektorien arvot. Sähkökentän voimakkuuden kolmannen osapuolen komponentti on nolla.
Vaaditaan laske tämän läpi kulkeva sähkömagneettinen teho kolmion muotoinen pinta. Laadi MATLAB-funktio, joka suorittaa tämän laskelman. Huomioi laskennassa, että positiivinen normaalivektori on suunnattu siten, että jos katsot sen päästä, niin liike tapahtuu kärkilukujen nousevassa järjestyksessä vastapäivään.
Ratkaisu. Alla on m-funktion teksti.
% em_power_tri - läpi kulkevan sähkömagneettisen tehon laskenta
% kolmion muotoinen pinta avaruudessa
%P=em_power_tri(solmut,E,H)
% TULOPARAMETRIT
% solmut - neliömatriisi kuten ." ,
%, jonka jokaiselle riville kirjoitetaan vastaavan kärjen koordinaatit.
% E - sähkökentän voimakkuusvektorin komponenttien matriisi pisteissä:
% Rivit vastaavat kärkipisteitä, sarakkeet vastaavat karteesisia komponentteja.
% H - magneettikentän voimakkuusvektorin komponenttien matriisi pisteissä.
% OUTPUT PARAMETRI
%P - kolmion läpi kulkeva sähkömagneettinen teho
% Laskelmissa oletetaan, että kolmiossa
% kentänvoimakkuusvektorit muuttuvat avaruudessa lineaarisen lain mukaan.
funktio P=em_teho_tri(solmut,E,H);
% Laske vektori kaksinkertainen neliö kolmio
S=)]) det()]) det()])];
P=summa(risti(E,(ykköset(3,3)+silmä(3))*H,2))*S."/24;
Esimerkki kehitetyn m-funktion suorittamisesta:
>> solmut=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(solmut,E,H)
Jos oletetaan, että tilakoordinaatit mitataan metreinä, sähkökentän voimakkuusvektori on voltteina metriä kohti, magneettikentän voimakkuusvektori on ampeereina metriä kohti, niin tässä esimerkissä kolmion läpi kulkeva sähkömagneettinen teho osoittautui 0,18221 W.
Sähkömagneettinen kenttä on vuorotteleva sähkö- ja magneettikenttä, joka synnyttää toisiaan.
Sähkömagneettisen kentän teorian loi James Maxwell vuonna 1865.
Hän todisti teoreettisesti, että:
mikä tahansa muutos magneettikentässä ajan myötä johtaa muuttuvaan sähkökenttään, ja mikä tahansa muutos sähkökentässä ajan myötä saa aikaan muuttuvan magneettikentän.
Jos sähkövaraukset liikkuvat kiihtyvällä vauhdilla, niin niiden luoma sähkökenttä muuttuu ajoittain ja luo itse vaihtuvan magneettikentän avaruuteen jne.
Sähkömagneettisen kentän lähteitä voivat olla:
- liikkuva magneetti;
- sähkövaraus, joka liikkuu kiihtyvyydellä tai värähtelemällä (toisin kuin vakionopeudella liikkuva varaus, esimerkiksi tasavirran tapauksessa johtimessa syntyy vakiomagneettikenttä).
Sähkökenttä on aina olemassa sähkövarauksen ympärillä, missä tahansa vertailukehyksessä, magneettikenttä on siinä, johon nähden sähkövaraukset liikkuvat.
Sähkömagneettinen kenttä on olemassa vertailukehyksessä, johon nähden sähkövaraukset liikkuvat kiihtyvällä vauhdilla.
KOKEILE RATKAISIA
Meripihkan palaa hierottiin kangasta vasten ja ladattiin staattisella sähköllä. Mikä kenttä liikkumattoman meripihkan ympäriltä löytyy? Liikkumassa?
Varautunut kappale on levossa suhteessa maan pintaan. Auto liikkuu tasaisesti ja suoraviivaisesti suhteessa maan pintaan. Onko mahdollista havaita jatkuva magneettikenttä autoon liittyvässä vertailukehyksessä?
Mikä kenttä syntyy elektronin ympärille, jos se: on levossa; liikkuu tasaisella nopeudella; liikkuvat kiihtyvyydellä?
Kineskooppi luo tasaisesti liikkuvien elektronien virran. Onko mahdollista havaita magneettikenttä vertailukehyksessä, joka liittyy johonkin liikkuvasta elektronista?
ELEKTROMAGNEETTISET AALLOT
Sähkömagneettiset aallot ovat sähkömagneettinen kenttä, joka etenee avaruudessa loppunopeus, riippuen väliaineen ominaisuuksista
Sähkömagneettisten aaltojen ominaisuudet:
- leviä paitsi aineessa, myös tyhjiössä;
- etenee tyhjiössä valon nopeudella (С = 300 000 km/s);
- Tämä on poikittaiset aallot;
- nämä ovat liikkuvia aaltoja (siirtoenergia).
Sähkömagneettisten aaltojen lähde ovat nopeasti liikkuvat sähkövaraukset.
Sähkövarausten värähtelyihin liittyy sähkömagneettista säteilyä, jonka taajuus on yhtä suuri kuin varausvärähtelyn taajuus.
SÄHKÖMAGNEETTISET AALTOT
Kaikki ympärillämme oleva tila on sähkömagneettisen säteilyn läpäisemä. Aurinko, ympärillämme olevat kappaleet, lähetinantennit lähettävät sähkömagneettisia aaltoja, joilla on värähtelytaajuudesta riippuen eri nimiä.
Radioaallot ovat sähkömagneettisia aaltoja (joiden aallonpituus on yli 10 000 m - 0,005 m), joita käytetään lähettämään signaaleja (informaatiota) etäisyyden yli ilman johtoja.
Radioviestinnässä radioaallot syntyvät antennissa virtaavista suurtaajuisista virroista.
radioaallot eri pituuksia jakautuvat eri tavalla.
Sähkömagneettista säteilyä, jonka aallonpituus on alle 0,005 m mutta suurempi kuin 770 nm, eli joka on radioaaltoalueen ja alueen välissä näkyvä valo, kutsutaan infrapunasäteilyksi (IR).
Infrapunasäteily päästää ulos kuumennetusta kehosta. Infrapunasäteilyn lähteitä ovat uunit, vedenlämmittimet, sähkölamput hehkulamppu. Erikoislaitteiden avulla infrapunasäteily voidaan muuntaa näkyväksi valoksi ja saada kuvia kuumennetuista kohteista täydellinen pimeys. Infrapunasäteilyä käytetään maalattujen tuotteiden, rakennusseinien, puun kuivaamiseen.
Näkyvä valo sisältää säteilyn, jonka aallonpituus on noin 770 nm - 380 nm, punaisesta violettiin. Tämän sähkömagneettisen säteilyn spektrin osan arvot ihmiselämässä ovat poikkeuksellisen suuret, koska melkein kaikki tiedot ihmistä ympäröivästä maailmasta saavat näön kautta. Valo on vihreiden kasvien kehittymisen edellytys ja siksi välttämätön edellytys elämän olemassaolon maan päällä.
silmälle näkymätön elektromagneettinen säteily jonka aallonpituus on violettia valoa lyhyempi, kutsutaan ultraviolettisäteilyksi (UV) Ultraviolettisäteily pystyy tappamaan patogeenisiä bakteereja, joten sitä käytetään laajalti lääketieteessä. UV-säteily mukana auringonvalo syitä biologisia prosesseja mikä johtaa ihmisen ihon tummumiseen - auringonpolttamiseen. Lähteinä ultraviolettisäteily purkauslamppuja käytetään lääketieteessä. Tällaisten lamppujen putket on valmistettu kvartsista, läpinäkyvä ultraviolettisäteilyltä; siksi näitä lamppuja kutsutaan kvartsilampuiksi.
Röntgensäteet (Ri) ovat atomille näkymättömiä. Ne kulkevat ilman merkittävää absorptiota merkittävien materiaalikerrosten läpi, jotka ovat läpinäkymättömiä näkyvälle valolle. Röntgensäteet havaitaan niiden kyvyllä aiheuttaa tiettyjen kiteiden hehkua ja vaikuttaa valokuvafilmiin. Röntgensäteiden kykyä tunkeutua paksujen ainekerrosten läpi käytetään ihmisen sisäelinten sairauksien diagnosointiin.
