Шкала электромагнитных волн
Источники ЭМП
Источники ЭМИ
f=3 300 Гц (промышленные частоты)
высоковольтные ЛЭП, системы электропроводки, трансформаторные подстанции, распределительные устройства.
устройства защиты и автоматики, железнодорожный и городской транспорт (метро, троллейбусный, трамвайный, офисная техника) и др.
f=60 кГц 300 ГГц (радиочастоты)
высокочастотные элементы установок (индукторы, трансформаторы, конденсаторы),
электронно-лучевые трубки, радиолокационные станции, ПЭВМ, мобильные телефоны, медицинские установки и др.
Электромагнитное поле
E B H
B – волновое сопротивление
проводящей среды, Ом (для вакуума и воздуха = 377 Ом)
E – напряженность ЭП, В/м Н – напряженность МП, А/м
Плотность потока энергии (ППЭ) – средняя энергия, переносимая электромагнитными волнами за 1с через площадку в 1 м 2 , перпендикулярную движению волны, Вт/м 2 .
q Р 2 E 2 E H
4 r 377
Р – мощность генератора, Вт r – расстояние до генератора,
Зоны формирования электромагнитной волны
I.ближняя (зона индукции)
E и Н |
||||
Воздействие ЭМП на организм человека
Тепловое Воздействие
воздействие ЭМП
Основные факторы, влияющие на степень воздействия ЭМП:
1. диапазон частот f , Гц (или λ, м).
2. интенсивность воздействия E , H , q ;
3. продолжительность воздействия, ч;
4. характер и режим облучения;
5. размер облучаемой поверхности;
6. наличие сопутствующих факторов (повышенная температура окружающего воздуха, наличие рентгеновского излучения и др.);
7. особенности организма
Биологическое
воздействие
Меры защиты от ЭМИ
Нормирование параметров ЭМП
Основные нормативные документы:
ГОСТ 12.1.002-84 ССБТ. Электрические поля промышленной частоты. Допустимые уровни напряженности и требования к проведению контроля на рабочих местах.
СанПиН 2.2.4.1191-03 ЭМП в производственных условиях.
ГОСТ 12.1.006-84* ССБТ. Электромагнитные поля радиочастот. Допустимые уровни на рабочих местах и требования к проведению контроля.
Нормирование ЭМП
1. промышленная частота f = 3–300 Гц
(ГОСТ 12.1.002-84 и СанПиН 2.2.4.1191-03)
время фактического пребывания: = (Е )
Пребывание в ЭП при напряженности:
≤5 кВ/м допускается в течение всего рабочего дня.
5кВ/м 50
E
2
20кВ/м При напряженности >25 кВ/м
без применения средств защиты пребывание не допускается 2. диапазон радиочастот f = 60 кГц–300 МГц (ВЧ и УВЧ) (ГОСТ 12.1.006-84* и СанПиН 2.2.4.1191-03) напряженность электрического и магнитного поля: E
доп
ЭН Е
H
доп
ЭН H
ЭН
Е
, ЭН
Н
, – предельно допустимые значения энергетической нагрузки по электрической и магнитной составляющей поля, [(В/м)2
·ч] и [(А/м)2
·ч] задаются таблично в зависимости от частоты. 3.
диапазон радиочастот f = 300
МГц–300 ГГц (СВЧ) допустимая плотность потока энергии q
ЭН q
доп
ЭНq
– предельно допустимые значение энергетической нагрузки по ППЭ [(Вт/м)2
·ч] ЭНq
=2 (Вт/м)2
·ч Независимо от времени воздействия за рабочую смену величина q
не должна превышать 10 Вт/м2
обучение и стажировка для работы с источниками ЭМП;
не допуск к работе с источниками ЭМП лиц моложе 18 лет и беременных женщин;
медосмотры (предварительные при поступлении на работу и периодические)
регламентированное техническое обслуживание установок (периодические осмотры, график ремонта оборудования);
регламентированный режим труда (ограничение времени нахождения в зоне воздействия - защита временем);
доп. отпуска, сокращенный рабочий день
План урока
Слайд 1
Электромагнитное поле Это порождающие друг друга переменные электрические и магнитные поля. Теория электромагнитного поля создана Джеймсом Максвеллом в 1865 г. Он теоретически доказал, что: Любое изменение со временем магнитного поля приводит к возникновению изменяющегося электрического поля, а всякое изменение со временем электрического поля порождает изменяющееся магнитное поле. Если электрические заряды движутся с ускорением, то создаваемое ими электрическое поле периодически меняется и само создает в пространстве переменное магнитное поле и т.д. Слайд 2
Источниками электромагнитного поля могут быть движущийся магнит; - электрический заряд, движущийся с ускорением или колеблющийся (в отличие от заряда движущегося с постоянной скоростью, например, в случае постоянного тока в проводнике, здесь создается постоянное магнитное поле). Слайд 3
Условия существования полей Электрическое поле существует всегда вокруг электрического заряда, в любой системе отсчета, магнитное – в той, относительно которой электрические заряды движутся, электромагнитное – в системе отсчета, относительно которой электрические заряды движутся с ускорением. Слайд 4
ПОПРОБУЙ РЕШИ! Кусок янтаря потёрли о ткань, и он зарядился статическим электричеством. Какое поле можно обнаружить вокруг неподвижного янтаря? Вокруг движущегося? Заряженное тело покоится относительно поверхности земли. Автомобиль равномерно и прямолинейно движется относительно поверхности земли. Можно ли обнаружить постоянное магнитное поле в системе отсчета, связанной с автомобилем? Какое поле возникает вокруг электрона, если он: покоится; движется с постоянной скоростью; движется с ускорением? Слайд 5
ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ВОЛНЫ Это электромагнитное поле, распространяющееся в пространстве с конечной скоростью, зависящей от свойств среды. Слайд 6
Свойства электромагнитных волн: Распространяются не только в веществе, но и в вакууме; - распространяются в вакууме со скоростью света (С = 300 000 км/c); - это поперечные волны; - это бегущие волны (переносят энергию). Источником электромагнитных волн являются ускоренно движущиеся электрические заряды. Колебания электрических зарядов сопровождаются электромагнитным излучением, имеющим частоту, равную частоте колебаний зарядов. Слайд 7
ШКАЛА ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН Все окружающее нас пространство пронизано электромагнитным излучением. Солнце, окружающие нас тела, антенны передатчиков испускают электромагнитные волны, которые в зависимости от их частоты колебаний носят разные названия. Метры Слайд 8
рефераты 1. Радиоволны 2. Инфракрасное излучение 3. Видимое излучение 4. Ультрафиолетовое излучение 5. Рентгеновское излучение 6. Гамма излучение Слайд 9
Решаем задачи Определите частоту электромагнитных волн в воздухе, длина которых равна 2 см. Чему равна длина волны, посылаемых радиостанцией, работающей на частоте 1400 кГЦ. Радиопередатчик работает на частоте 6 мГц. Сколько волн находится на расстоянии 100 км по направлению радиосигнала? Сила тока в обмотке генератора переменного тока меняется согласно графику. Определите амплитуду, период, частоту колебаний тока. Слайд 10
ИНТЕРЕСНО, ЧТО... Железобетонные дома, экранируют внешние "уличные" электромагнитные поля, поэтому внутри такого дома влияния внешних полей не ощущается. В наших домах в настоящее время используется много электробытовых приборов. Все они создают при работе электромагнитные поля. Даже включенный утюг окружен электромагнитным полем в радиусе примерно 25 см., у электрочайника электромагнитное поле в два раза шире. Электромагнитное поле обычной электробритвы достаточно сильное, поэтому электробритва хороша лишь для кратковременного пользования. Телевизор является сильным источником электромагнитного поля (причем цветной - в большей степени, чем черно-белый), но на расстоянии 1,5 метров от него электромагнитный фон становится уже безопасным. При использовании исправной микроволновой печи безопасно находится от нее на расстоянии 1-1,5 метров, хотя включение печи должно быть тоже достаточно кратковременным. Наиболее сильно электромагнитное поле компьютера проявляется со стороны задней стенки монитора., поэтому удобнее устанавливать его в углу комнаты. Перед экраном безопасно сидеть на расстоянии вытянутой руки. Слайд 2
Согласно теории Максвелла, переменные электрические и магнитные поля не могут существовать по отдельности: изменяющееся магнитное поле порождает электрическое поле, а изменяющееся электрическое поле порождает магнитное. Слайд 3
Верно ли утверждение, что в данной точке пространства существует только электрическое или только магнитное поле? Покоящийся заряд создает электрическое поле. Но ведь заряд покоится лишь относительно определенной системы отсчета. Относительно других он может двигаться и, следовательно, создавать магнитное поле.
Лежащий на столе магнит создает только магнитное поле.
Но движущийся относительно него наблюдатель обнаружит и электрическое поле Слайд 4
Утверждение, что в данной точке пространства существует только электрическое или только магнитное поле бессмысленно, если не указать, по отношению к какой системе отсчетаэти поля рассматриваются. Вывод:
электрические и магнитные поля – проявление единого целого: электромагнитного поля.
Источником электромагнитного поля служат ускоренно движущиеся электрические заряды. Слайд 5
Какова природа электромагнитной волны? Слайд 6
Электромагнитными волнаминазывают распространение в пространстве с течением времени возмущений электромагнитного поля. Существование электромагнитных волн было предсказано
Дж. Максвеллом,
а доказать их существование удалось лишь Генриху Герцу в 1888 году. Слайд 7
Представим себе проводник, по которому течет электрический ток. Если ток постоянен, то существующее вокруг проводника магнитное поле также будет постоянным.
При изменении силы тока магнитное поле изменится: при увеличении тока это поле станет сильнее, при уменьшении слабее.Возникнетвозмущение электромагнитного поля.
Что будет дальше? Слайд 8
Переменное магнитное поле создаст изменяющееся электрическое поле. Это электрическое поле породит переменное магнитное. То, в свою очередь, снова электрическое и т.д.
Возмущение электромагнитного поля начнет распространяться от своего источника (проводника с переменным током), захватывая все большие и большие области пространства. Это и означает, что в пространстве вокруг проводника появятся электромагнитные волны. Слайд 9
электромагнитные волны являются поперечными;
электромагнитные волны способны распространяться не только в различных средах, но и в вакууме.
Скорость электромагнитных волн в вакууме обозначается латинской буквой с: с ≈ 300 000 км/с. Скорость электромагнитных волн в веществе vвсегда меньше, чем в вакууме: v‹с Слайд 10
Электромагнитные волны разделены по длинам волн (и, соответственно по частотам) на шесть диапазонов: Радиоволны
Инфракрасное излучение (тепловое)
Видимое излучение (свет)
Ультрафиолетовое излучение
Рентгеновские лучи
γ - излучение
Посмотреть все слайды
Нормирование ЭМП
Организационные меры защиты
Электромагнитное поле.
Опыты Фарадея и гипотеза Максвелла
Электромагнитное поле
Электромагнитное поле
ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ВОЛНА представляют собой систему порождающих друг друга и распространяющихся в пространстве переменных электрического и магнитного полей.
Колебания электрических зарядов сопровождаются электромагнитным излучением, имеющим частоту, равную частоте колебаний зарядов.
Свойства электромагнитных волн
ШКАЛА ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН
Радиоволны
Инфракрасное излучение
Свет – видимое излучение
ФОТОСИНТЕЗ
Невидимое глазом электромагнитное излучение с длиной волны меньше, чем у фиолетового света, называют ультрафиолетовым излучением (УФ).. Ультрафиолетовые излучение способно убивать болезнетворных бактерий, поэтому его широко применяют а медицине. Ультрафиолетовое излучение в составе солнечного света вызывает биологические процессы, приводящие к потемнению кожи человека – загару. В качестве источников ультрафиолетового излучения в медицине используются газоразрядные лампы. Трубки таких ламп изготовляют из кварца, прозрачного для ультрафиолетовых лучей; поэтому эти лампы называют кварцевыми лампами.
Рентгеновские лучи (Ри)
Рентгеновские луч
Закрепление материала
Закрепление материала
Домашнее задание
Теория электромагнитного поля
Что такоеэлектромагнитная волна?
Причины возникновения электромагнитных волн
Свойства электромагнитных волн:
