Campos eletromagnéticos e radiação nos cercam por toda parte. Basta apertar o interruptor - e a luz acende, ligar o computador - e você está na Internet, disque o número no celular- e você pode se comunicar com continentes distantes. Na verdade, exatamente dispositivos elétricos criado mundo moderno do jeito que conhecemos. No entanto, em recentemente Cada vez mais, está sendo levantada a questão de que os campos eletromagnéticos (CEMs) gerados por equipamentos elétricos são prejudiciais. É assim? Vamos tentar descobrir.
Vamos começar com uma definição. Os campos eletromagnéticos são conhecidos por curso escolar física é especial Características principais campos semelhantes é a capacidade de interagir de uma certa maneira com corpos e partículas que possuem carga elétrica. Como o nome indica, os campos eletromagnéticos são uma combinação de campos magnéticos e elétricos e, em este caso eles estão tão intimamente interconectados que são considerados uma única entidade. As características da interação com objetos carregados são explicadas usando
Pela primeira vez, os campos eletromagnéticos foram matematicamente expressos em teoria por Maxwell em 1864. Na verdade, foi ele quem revelou a indivisibilidade dos campos magnético e elétrico. Uma das consequências da teoria foi o fato de que qualquer perturbação (mudança) da corrente elétrica campo magnéticoé a causa do aparecimento de ondas eletromagnéticas se propagando no vácuo com Cálculos mostraram que a luz (todas as partes do espectro: infravermelho, visível, ultravioleta) é precisamente uma onda eletromagnética. Em geral, classificando a radiação por comprimento de onda, eles distinguem entre raios X, rádio, etc.
O surgimento da teoria de Maxwell foi precedido pelo trabalho de Faraday (em 1831) na pesquisa de um condutor em movimento ou localizado em um campo magnético que muda periodicamente. Ainda antes, em 1819, H. Oersted notou que, se uma bússola é colocada ao lado de um condutor de corrente, sua seta se desvia da natural, o que permite supor uma conexão direta entre campos magnéticos e elétricos.
Tudo isso indica que qualquer aparelho elétrico é um gerador de ondas eletromagnéticas. Está Propriedade especialmente pronunciada para alguns dispositivos específicos e circuitos de alta corrente. Tanto o primeiro como o segundo estão agora presentes em quase todos os lares. Como o EMF se propaga não apenas em materiais condutores, mas também em dielétricos (por exemplo, vácuo), uma pessoa está constantemente em sua zona de ação.
Se antes, quando havia apenas “lâmpada de Ilitch” na sala, a pergunta não incomodava ninguém. As coisas são diferentes agora: medição campo eletromagnetico realizado usando dispositivos especiais para medir a intensidade do campo. Ambos os componentes EMF são fixados em certo intervalo frequências (dependendo da sensibilidade do dispositivo). O documento SanPiN indica PDN ( taxa permitida). Em empresas e grandes empresas, as verificações EMF PDN são realizadas periodicamente. Ressalta-se que ainda não há resultados finais de estudos sobre os efeitos dos CEM em organismos vivos. Assim, por exemplo, ao trabalhar com tecnologia de computador recomenda-se organizar intervalos de 15 minutos após cada hora - apenas no caso ... Tudo é explicado de forma muito simples: há um CEM ao redor do condutor. O equipamento fica totalmente seguro quando o cabo de alimentação é desconectado da tomada.
Obviamente, poucas pessoas se atreverão a abandonar completamente o uso de equipamentos elétricos. No entanto, você pode se proteger adicionalmente conectando eletrodomésticos a uma rede aterrada, o que permite que o potencial não se acumule no gabinete, mas “drene” no circuito de aterramento. Vários cabos de extensão, especialmente os enrolados, amplificam a EMF por indução mútua. E, claro, o posicionamento próximo de vários dispositivos ligados ao mesmo tempo deve ser evitado.
eletricidade ao nosso redor
Campo eletromagnético (definição de TSB)- Esse forma especial matéria através da qual a interação entre partículas eletricamente carregadas é realizada. Com base nessa definição, não está claro o que é primário - a existência de partículas carregadas ou a presença de um campo. Talvez apenas devido à presença de um campo eletromagnético, as partículas podem receber uma carga. Assim como a história da galinha e do ovo. A linha inferior é que as partículas carregadas e o campo eletromagnético são inseparáveis um do outro e não podem existir um sem o outro. Portanto, a definição não dá a você e a mim a oportunidade de entender a essência do fenômeno do campo eletromagnético e a única coisa a lembrar é que isso forma especial de matéria! A teoria do campo eletromagnético foi desenvolvida por James Maxwell em 1865.
O que é um campo eletromagnético? Pode-se imaginar que vivemos no Universo eletromagnético, que é completamente permeado pelo campo eletromagnético, e várias partículas e substâncias, dependendo de sua estrutura e propriedades, sob a influência do campo eletromagnético adquirem um efeito positivo ou carga negativa, acumule-o ou permaneça eletricamente neutro. Assim, os campos eletromagnéticos podem ser divididos em dois tipos: estático, ou seja, emitidos por corpos carregados (partículas) e integrantes a eles, e dinâmico, propagando-se no espaço, sendo arrancado da fonte que o irradiava. Um campo eletromagnético dinâmico na física é representado como duas ondas mutuamente perpendiculares: elétrica (E) e magnética (H).
O fato de um campo elétrico ser gerado por um campo magnético alternado campo e magnético campo - elétrico alternado, leva ao fato de que os campos alternados elétricos e magnéticos não existem separadamente um do outro. O campo eletromagnético de partículas carregadas estacionárias ou em movimento uniforme está diretamente relacionado às próprias partículas. No movimento rápido dessas partículas carregadas, o campo eletromagnético "se separa" delas e existe independentemente na forma de ondas eletromagnéticas, não desaparecendo com a eliminação da fonte.
Fontes de campos eletromagnéticos
Fontes naturais (naturais) de campos eletromagnéticos
As fontes naturais (naturais) de CEM são divididas nos seguintes grupos:
O campo magnético da Terra. Valor campo geomagnético A Terra está mudando por superfície da Terra de 35 µT no equador a 65 µT perto dos pólos.
Campo elétrico da Terra direcionados normalmente para a superfície da Terra, carregados negativamente em relação às camadas superiores da atmosfera. A intensidade do campo elétrico próximo à superfície da Terra é de 120 a 130 V/m e diminui aproximadamente exponencialmente com a altura. As mudanças anuais em EP são de natureza semelhante em toda a Terra: a intensidade máxima é 150...250 V/m em janeiro-fevereiro e a mínima é 100...120 V/m em junho-julho.
eletricidade atmosférica- Esse fenômenos elétricos dentro atmosfera da Terra. No ar (link) há sempre cargas elétricas positivas e negativas - íons que surgem sob a ação de substancias radioativas, raios cósmicos e radiação ultravioleta Sol. Terra cobrado negativamente; existe uma grande diferença de potencial entre ele e a atmosfera. A força do campo eletrostático aumenta acentuadamente durante as tempestades. A faixa de frequência das descargas atmosféricas situa-se entre 100 Hz e 30 MHz.
fontes extraterrestres incluem radiação fora da atmosfera da Terra.
Fundo eletromagnético biológico. Objetos biológicos, como outros corpos físicos, em temperaturas acima zero absoluto emitem EMF na faixa de 10 kHz - 100 GHz. Isso é explicado movimento caótico cargas - íons, no corpo humano. A densidade de potência dessa radiação em humanos é de 10 mW/cm2, o que para um adulto dá uma potência total de 100 watts. Corpo humano também emite EMF a 300 GHz com uma densidade de potência de cerca de 0,003 W/m2.
Fontes antropogênicas de campos eletromagnéticos
As fontes antropogênicas são divididas em 2 grupos:
Fontes de radiação de baixa frequência (0 - 3 kHz)
Este grupo inclui todos os sistemas de produção, transmissão e distribuição de eletricidade (linhas elétricas, subestações transformadoras, centrais elétricas, diversos sistemas de cabos), equipamentos elétricos e eletrónicos domésticos e de escritório, incluindo monitores de PC, veículos elétricos, transporte ferroviário e respetiva infraestrutura, bem como metrô, trólebus e transporte de bonde.
Já hoje, o campo eletromagnético em 18-32% do território das cidades é formado como resultado de tráfego de carros. As ondas eletromagnéticas geradas durante o movimento dos veículos interferem na recepção de televisão e rádio, podendo também ter efeito prejudicial no corpo humano.
Fontes de RF (3 kHz a 300 GHz)
Este grupo inclui transmissores funcionais - fontes de um campo eletromagnético com a finalidade de transmitir ou receber informações. Estes são transmissores comerciais (rádio, televisão), telefones de rádio (carro, telefones de rádio, rádio CB, transmissores de rádio amador, telefones de rádio industriais), comunicações de rádio direcional (comunicações de rádio por satélite, estações de transmissão terrestre), navegação (tráfego aéreo, transporte, ponto de rádio), localizadores (comunicação aérea, navegação, localizadores de tráfego, controle de tráfego aéreo). Isso também inclui diversos equipamentos tecnológicos que utilizam radiação de micro-ondas, campos alternados (50 Hz - 1 MHz) e pulsados, equipamentos domésticos (fornos de micro-ondas), meios de exibição visual de informações em tubos de raios catódicos (monitores de PC, televisores, etc.). Por pesquisa científica Na medicina, são usadas correntes de frequência ultra-alta. Os campos eletromagnéticos decorrentes do uso de tais correntes representam um certo risco ocupacional, portanto, é necessário tomar medidas de proteção contra seus efeitos no corpo.
As principais fontes tecnogênicas são:
Uma característica da exposição em condições urbanas é o impacto na população tanto do fundo eletromagnético total (parâmetro integral) quanto dos fortes campos eletromagnéticos de fontes individuais (parâmetro diferencial).
Um campo eletromagnético é um campo elétrico e magnético alternado que gera um ao outro.
A teoria do campo eletromagnético foi criada por James Maxwell em 1865.
Ele teoricamente provou que:
qualquer mudança ao longo do tempo no campo magnético resulta em um campo elétrico variável, e qualquer mudança ao longo do tempo no campo elétrico dá origem a um campo magnético variável.
Se as cargas elétricas se movem com aceleração, o campo elétrico criado por elas muda periodicamente e cria um campo magnético alternado no espaço, etc.
As fontes do campo eletromagnético podem ser:
- ímã móvel;
- uma carga elétrica movendo-se com aceleração ou oscilando (em oposição a uma carga movendo-se com velocidade constante, por exemplo, no caso corrente direta no condutor, um campo magnético constante é criado aqui).
Um campo elétrico sempre existe em torno de uma carga elétrica, em qualquer referencial, um campo magnético existe naquele relativo ao qual as cargas elétricas se movem.
O campo eletromagnético existe no referencial, em relação ao qual as cargas elétricas se movem com aceleração.
TENTAR A SOLUÇÃO
Um pedaço de âmbar foi esfregado contra um pano e carregado com eletricidade estática. Que campo pode ser encontrado em torno do âmbar imóvel? Em torno de movimento?
Um corpo carregado está em repouso em relação à superfície da Terra. O carro se move de maneira uniforme e retilínea em relação à superfície da Terra. É possível detectar um campo magnético constante no referencial associado ao carro?
Que campo surge em torno de um elétron se ele: está em repouso; movendo-se com velocidade constante; movendo-se com aceleração?
Um cinescópio cria um fluxo de elétrons em movimento uniforme. É possível detectar um campo magnético em um referencial associado a um dos elétrons em movimento?
ONDAS ELETROMAGNÉTICAS
As ondas eletromagnéticas são um campo eletromagnético que se propaga no espaço com velocidade final, dependendo das propriedades do meio
Propriedades das ondas eletromagnéticas:
- propagam-se não só na matéria, mas também no vácuo;
- propagam-se no vácuo à velocidade da luz (С = 300.000 km/s);
são ondas transversais
- estas são ondas viajantes (transferência de energia).
A fonte das ondas eletromagnéticas são cargas elétricas que se movem rapidamente.
As oscilações de cargas elétricas são acompanhadas por radiação eletromagnética com frequência igual à frequência das oscilações de carga.
ESCALA DE ONDAS ELETROMAGNÉTICAS
Todo o espaço ao nosso redor é permeado de radiação eletromagnética. O sol, os corpos ao nosso redor, as antenas transmissoras emitem ondas eletromagnéticas, que, dependendo de sua frequência de oscilação, têm nomes diferentes.
As ondas de rádio são ondas eletromagnéticas (com comprimento de onda de mais de 10.000m a 0,005m) que são usadas para transmitir sinais (informações) a uma distância sem fios.
Nas comunicações de rádio, as ondas de rádio são criadas por correntes de alta frequência que fluem em uma antena.
ondas de rádio vários comprimentos são distribuídos de forma diferente.
Radiação eletromagnética com comprimento de onda inferior a 0,005 m, mas superior a 770 nm, ou seja, situada entre o alcance das ondas de rádio e o alcance luz visível, são chamados de radiação infravermelha (IR).
Radiação infra-vermelha emitir qualquer corpo aquecido. As fontes de radiação infravermelha são fogões, aquecedores de água, lâmpadas elétricas incandescente. Com a ajuda de dispositivos especiais, a radiação infravermelha pode ser convertida em luz visível e imagens de objetos aquecidos podem ser obtidas em escuridão total. A radiação infravermelha é usada para secar produtos pintados, construir paredes, madeira.
A luz visível inclui radiação com comprimento de onda de aproximadamente 770nm a 380nm, da luz vermelha à violeta. Os valores desta seção do espectro de radiação eletromagnética na vida humana são excepcionalmente grandes, pois quase todas as informações sobre o mundo ao redor de uma pessoa recebem através da visão. A luz é pré-requisito para o desenvolvimento de plantas verdes e, portanto, Condição necessaria para a existência de vida na terra.
invisível aos olhos radiação eletromagnética com comprimento de onda menor que o da luz violeta é chamada de radiação ultravioleta (UV) A radiação ultravioleta é capaz de matar bactérias patogênicas, por isso é amplamente utilizada na medicina. Radiação UV incluída luz solar causas processos biológicos levando ao escurecimento da pele humana - queimaduras solares. As lâmpadas de descarga são usadas como fontes de radiação ultravioleta na medicina. Os tubos dessas lâmpadas são feitos de quartzo, transparente para raios ultravioleta; portanto, essas lâmpadas são chamadas de lâmpadas de quartzo.
Os raios X (Ri) são invisíveis ao átomo. Eles passam sem absorção significativa através de camadas significativas de material opaco à luz visível. Os raios X são detectados por sua capacidade de causar um certo brilho de certos cristais e agir no filme fotográfico. A capacidade dos raios X de penetrar em camadas espessas de substâncias é usada para diagnosticar doenças. órgãos internos pessoa.
Campo eletromagnetico
O campo eletromagnético refere-se ao tipo de matéria que ocorre em torno de cargas em movimento. Consiste em campos elétricos e magnéticos. Sua existência está interligada, pois não podem existir separadamente e independentemente uma da outra, pois um campo dá origem a outro.
E agora vamos tentar abordar o tema do campo eletromagnético com mais detalhes. A partir da definição, podemos concluir que, no caso de uma mudança no campo elétrico, aparecem os pré-requisitos para o surgimento de um campo magnético. E como o campo elétrico tende a mudar ao longo do tempo e não pode ser chamado de constante, o campo magnético também é variável.
Quando um campo muda, outro é gerado. E não importa qual seja o próximo campo, a fonte será o campo anterior, ou seja, o condutor com corrente, e não sua fonte original.
E mesmo no caso de a corrente ser desligada no condutor, o campo eletromagnético ainda não desaparecerá em nenhum lugar, mas continuará existindo e se espalhando no espaço.
Propriedades das ondas eletromagnéticas
A teoria de Maxwell. Campo elétrico de vórtice
James Clerk Maxwell, famoso físico britânico em 1857, foi escrito um trabalho no qual ele forneceu evidências de que campos como elétrico e magnético estão intimamente relacionados.
De acordo com sua teoria, seguiu-se que um campo magnético alternado tende a criar um novo campo elétrico, que difere do campo elétrico anterior criado usando uma fonte de corrente, já que esse novo campo elétrico é vórtice.
E aqui vemos que o campo elétrico de vórtice é um campo para o qual linhas de força estão fechados. Ou seja, deve-se notar que as linhas do campo elétrico são tão fechadas quanto as do campo magnético.
Disso se conclui que um campo magnético alternado é capaz de criar um campo elétrico de vórtice, e um campo elétrico de vórtice tem a capacidade de fazer as cargas se moverem. E como resultado obtemos a indução eletricidade. Segue-se do trabalho de Maxwell que campos como elétrico e magnético existem próximos uns dos outros.
Ou seja, uma carga elétrica em movimento é necessária para a existência de um campo magnético. Bem, o campo elétrico é criado devido ao repouso carga elétrica. Aqui existe tal inter-relação transparente entre campos. Disso podemos tirar outra conclusão, que em sistemas diferentes leituras podem ser observadas tipos diferentes Campos.
Se seguirmos a teoria de Maxwell, podemos concluir que campos elétricos e magnéticos alternados não podem existir separadamente, porque quando um campo magnético muda, ele gera um campo elétrico, e um campo elétrico variável gera um campo magnético.
Fontes naturais de campos eletromagnéticos
Para uma pessoa moderna, não é segredo que os campos eletromagnéticos, embora permaneçam invisíveis aos nossos olhos, nos cercam por toda parte.
Fontes naturais de EMF incluem:
Primeiro, é o campo elétrico e magnético permanente da Terra.
Em segundo lugar, tais fontes incluem ondas de rádio que convertem tais fontes espaciais como o sol, as estrelas, etc.
Em terceiro lugar, essas fontes também são processos atmosféricos como descargas atmosféricas, etc.
Fontes antropogênicas (artificiais) de campos eletromagnéticos
Exceto fontes naturais aparecimento de EMF, eles também surgem devido a fontes antropogênicas. Tais fontes incluem raios X, que são usados em instituições médicas. Eles também são usados para transmitir informações usando várias estações de rádio, estações de comunicação móvel e também antenas de TV. Sim, e a eletricidade que está em cada tomada também forma um CEM, mas é verdade, em uma frequência menor.
O impacto dos CEM na saúde humana
A sociedade moderna atualmente não pode imaginar sua vida sem os benefícios da civilização como a presença de vários electrodomésticos, computadores, comunicações móveis. Eles, é claro, facilitam nossas vidas, mas criam campos eletromagnéticos ao nosso redor. Naturalmente, você e eu não podemos ver EMF, mas eles nos cercam em todos os lugares. Eles estão presentes em nossas casas, no trabalho e até nos transportes.
É seguro dizer que homem moderno vive em um campo eletromagnético contínuo, que, infelizmente, tem um enorme impacto sobre a saúde humana. Com a influência prolongada do campo eletromagnético no corpo humano, existem tais sintomas desagradáveis, como fadiga crônica, irritabilidade, distúrbios do sono, atenção e memória. Essa exposição prolongada a EMF pode causar dores de cabeça, infertilidade, distúrbios no funcionamento dos sistemas nervoso e cardíaco, bem como o aparecimento de doenças oncológicas em uma pessoa.
Um campo eletromagnético é um tipo de matéria que surge em torno de cargas em movimento. Por exemplo, em torno de um condutor com corrente. O campo eletromagnético consiste em dois componentes - campos elétricos e magnéticos. Eles não podem existir independentemente um do outro. Um gera o outro. Quando o campo elétrico muda, um campo magnético surge imediatamente. Velocidade de propagação da onda eletromagnética V=C/EM Onde e e m respectivamente, as permissividades magnética e dielétrica do meio em que a onda se propaga. onda eletromagnética No vácuo, propaga-se à velocidade da luz, ou seja, 300.000 km/s. Como a permeabilidade dielétrica e magnética do vácuo é considerada igual a 1. Quando o campo elétrico muda, surge um campo magnético. Como o campo elétrico que o causou não é constante (ou seja, muda com o tempo), o campo magnético também será variável. O campo magnético variável, por sua vez, gera um campo elétrico, e assim por diante. Assim, para o campo subsequente (seja ele elétrico ou magnético), a fonte será o campo anterior, e não a fonte original, ou seja, um condutor condutor de corrente. Assim, mesmo após o desligamento da corrente no condutor, o campo eletromagnético continuará existindo e se espalhando no espaço. Uma onda eletromagnética se propaga no espaço em todas as direções a partir de sua fonte. Você pode imaginar acendendo uma lâmpada, os raios de luz dela se espalham em todas as direções. Uma onda eletromagnética durante a propagação transporta energia no espaço. Quanto mais forte a corrente no condutor que causou o campo, maior a energia transportada pela onda. Além disso, a energia depende da frequência das ondas emitidas, com um aumento de 2,3,4 vezes, a energia da onda aumentará 4,9,16 vezes, respectivamente. Ou seja, a energia de propagação da onda é proporcional ao quadrado da frequência. As melhores condições para propagação de ondas são criadas quando o comprimento do condutor é igual ao comprimento de onda. As linhas de força magnética e elétrica voarão mutuamente perpendiculares. Linhas magnéticas de força envolvem um condutor de corrente e são sempre fechadas. Linhas elétricas de força vão de uma carga para outra. A onda eletromagnética é sempre onda transversal. Ou seja, as linhas de força, tanto magnética quanto elétrica, estão em um plano perpendicular à direção de propagação. A intensidade do campo eletromagnético é a característica de potência do campo. Também a tensão grandeza vetorial ou seja, tem um começo e uma direção. A intensidade do campo é direcionada tangencialmente às linhas de força. Como a intensidade dos campos elétrico e magnético são perpendiculares entre si, existe uma regra pela qual a direção de propagação da onda pode ser determinada. Quando o parafuso gira ao longo do caminho mais curto do vetor de intensidade do campo elétrico para o vetor de intensidade do campo magnético, o movimento de translação do parafuso indicará a direção da propagação da onda.
Campo magnético e suas características. Quando uma corrente elétrica passa por um condutor, um um campo magnético. Um campo magnético é um dos tipos de matéria. Possui energia, que se manifesta na forma de forças eletromagnéticas atuando sobre cargas elétricas individuais em movimento (elétrons e íons) e em seus fluxos, ou seja, corrente elétrica. Sob a influência de forças eletromagnéticas, partículas carregadas em movimento desviam de seu caminho original em uma direção perpendicular ao campo (Fig. 34). O campo magnético é formado apenas em torno de cargas elétricas em movimento, e sua ação também se estende apenas a cargas em movimento. magnético e campos elétricos são inseparáveis e formam juntos um único campo eletromagnetico. Qualquer mudança campo elétrico leva ao aparecimento de um campo magnético e, inversamente, qualquer mudança no campo magnético é acompanhada pelo aparecimento de um campo elétrico. Campo eletromagnetico propaga na velocidade da luz, ou seja, 300.000 km/s.
Representação gráfica do campo magnético. Graficamente, o campo magnético é representado por linhas de força magnéticas, que são desenhadas de modo que a direção da linha de força em cada ponto do campo coincida com a direção das forças do campo; linhas de campo magnético são sempre contínuas e fechadas. A direção do campo magnético em cada ponto pode ser determinada usando uma agulha magnética. O pólo norte da seta é sempre colocado na direção das forças de campo. A extremidade do ímã permanente, de onde saem as linhas de força (Fig. 35, a), é considerada o pólo norte, e a extremidade oposta, que inclui as linhas de força, é o pólo sul (as linhas de força que passa dentro do ímã não são mostradas). A distribuição das linhas de força entre os pólos de um ímã plano pode ser detectada usando limalhas de aço espalhadas sobre uma folha de papel colocada nos pólos (Fig. 35, b). O campo magnético no entreferro entre dois pólos opostos paralelos de um ímã permanente é caracterizado por uma distribuição uniforme de linhas magnéticas de força (Fig. 36)
