2020.04.08 Лекция № 8 Электромагнитные излучения. (Лекции - Ванаев)

Уважаемые студенты

сегодня 8 апреля 2020 года время с 12.00 до 13.35

мы с Вами должны посвятить себя изучению раздела БЖД «Электромагнитные излучения (ЭМИ)». Для этого рекомендуется:

1. Просмотреть 15-минутную видео лекцию (очень интересную и наглядную);

2. Ознакомиться с Лекцией № 8 Вашего лектора по теме «Электромагнитные излучения (ЭМИ) » (текст ниже).

Для просмотра видео материала наберите в браузере mhts.ru , или в поисковой строке Яндекса наберите

Кафедра экологии и промышленной безопасности МГТУ им. Н.Э. Баумана

В левом столбце сайта кафедры найдите окно

Онлайн лекции курса безопасность жизнедеятельности. В открытом доступе без авторизации.

Жмите на заголовок. Найдите интересующую Вас лекцию (11 окно).

Курс БЖД. Защита от ЭМП и ЭМИ (15 мин 46 сек).

После просмотра видео материала (если Вы посчитали целесообразным его просмотреть, а я надеюсь, что это именно так) приступайте к прочтению и «освоению» Лекции № 8 «Электромагнитные излучения (ЭМИ)».

После освоения материала в этот же день

ОБЯЗАТЕЛЬНО

отправьте на электронную почту лектора

vvanaev@mail.ru

следующую информацию

YouTube «Защита от ЭМП и ЭМИ» просмотрел. Лекцию №8 прочитал, освоил, сканировал. Фамилия _________ Подпись ___________ Группа _________ 08.04.2020; 12.00-13.35

Получение лектором этой информации является достаточно убедительным основанием считать, что Вы «присутствовали» на лекции, освоили её и отсканировали (как бы законспектировали) 08.04.2020 с 12.00 до 13.35.

С уважением, Ваш лектор по БЖД Ванаев В.С.

8 апреля 2020 года 12.00-13.35

Лекция № 8

ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ПОЛЯ (ЭМП)

Хочется в первую очередь вспомнить из физики, что такое, электромагнитное поле. Хотя бы в хрестоматийном, самом простом определении.

Электромагнитное поле (ЭМП) – форма материи, обуславливающая взаимодействие электрических зарядов.

Электромагнитное излучение (ЭМИ) / Электромагнитные волны – электромагнитное поле, распространяющееся в пространстве с конечной скоростью.

Источники ЭМИ можно разделить на три группы:

1. Естественные источники (галактика, солнце, атмосферное электричество, свет, электрическое и магнитное поле земли и т.д.);

2. Искусственные источники антропогенного происхождения (токи промышленной частоты, линии электропередач, электротранспорт, генераторы ЭМИ магнетроны и клистроны, электротермические установки, электропечи, микроволновки, индукторы, радио, телевидение, компьютеры, мобильная связь и т.д.);

3. Излучение биологических объектов (животные, человек и т.д.).

С точки зрения БЖД нас интересует в первую очередь вторая группа.

Электромагнитное излучение классифицируется по частотным диапазонам. Границы между диапазонами весьма условны, в них нет резких переходов.

Вот как представлена классификация ЭМИ на сайте кафедры «Экология и промышленная безопасность». Здесь частота:

Гц - герц

кГц – килогерц

ГГц – гигагерц

ТГц – терагерц

ПГц – петагерц

Не менее интересна классификация электромагнитных излучений относительно длины волны в нанометрах, где в качестве акцента дан диапазон видимой части спектра ЭМИ. Видимый свет это самый узкий диапазон во всем спектре. Человек воспринимает только его. Видимый свет сочетает в себе цвета радуги: красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий, фиолетовый. За красным цветом находится инфракрасное излучение, за фиолетовым – ультрафиолетовое, но они уже не различимы человеческим глазом. Волны видимого света очень короткие и высокочастотные. Длина таких волн – одна миллиардная часть метра или один миллиард нанометров. Видимый свет от Солнца – своеобразный коктейль, в котором смешаны три основных цвета: красный, желтый и синий.

Ещё одна классификация, снова в Гц, показывает размещение известных повседневных электрических устройств в частотном диапазоне ЭМИ.

АМ радио – амплитудная модуляция радио;

FM радио - частотная модуляция радио.

Основные параметры, характеризующие ЭМП

- напряженность электрического поля;

- напряженность магнитного поля.

Электромагнитное поле несет энергию, определяемую параметром

ПЛОТНОСТЬ ПОТОКА ЭНЕРГИИ

где:

- излучаемая мощность, Вт;

- площадь поверхности, через которую эта мощность излучается, м²;

- телесный угол, стерадиан;

- радиус поверхности ( сферы или части сферы), то есть расстояние от источника излучения до точки, в которой определяется ППЭ, м.

Для случая сферического излучения

Электромагнитные волны распространяются со скоростью света и имеют следующее соотношение между длиной волны и частотой

где:

- длина волны, м;

- частота, Гц;

- скорость света в вакууме и в воздухе, С 3 10⁸ м/с.

Из представленного диапазона частот электромагнитных излучений нас в первую очередь интересуют ЭМИ диапазона радиочастот, как наиболее часто встречающиеся в промышленности и в повседневной практике.

- ВЧ, высокие частоты;

- УВЧ, ультравысокие частоты;

- СВЧ, сверхвысокие частоты.

	f	λ	Диапазон	λ/6
1.	0,1 ÷ 30 МГц	3·103 ÷ 10 м	ВЧ – длинные волны	500÷1,6 м
2.	30 ÷ 300 МГц	10 ÷ 1 м	УВЧ – метровые	1,6÷0,16 м
3.	300 МГц ÷ 300 ГГц	10 ÷ 1 дм 10 ÷ 1 см 10 ÷ 1 мм	СВЧ – дециметровые - сантиметровые - миллиметровые	0

В приведенной таблице в пятом столбце приведена новая для нас величина, равная длине волны излучения, деленной на шесть. Что это?

У электромагнитных излучений различают ближнюю и дальнюю зоны излучения.

1. Ближняя зона расположена от источника на расстоянии . Она называется также зоной индукции. В этой зоне ещё не сформировалась, так называемая, бегущая электромагнитная волна. Электрическое поле и магнитное поля независимы друг от друга, поэтому зона характеризуется как электрической, так и магнитной составляющими и характеризуется, соответственно, электрической напряженностью и магнитной напряженностью.

2. Дальняя зона, которая иначе называется волновой зоной или зоной излучения, расположена на расстоянии В этой зоне уже сформировалась бегущая электромагнитная волна и между электрической и магнитной составляющими появляется неразрывная связь. Эта зона характеризуется параметром ППЭ.

В воздухе в дальней зоне напряженности электрическая и магнитная связаны уравнением Е=377·Н.

Воздействие магнитного поля на человека

Это воздействие зависит от:

1. параметров поля, в ближней зоне Е и Н, а в дальней от ППЭ;

2. частоты колебаний;

3. площади облучаемой поверхности;

4. индивидуальных особенностей человека.

Воздействие проявляется следующим образом:

1. Нагрев тканей человека вплоть до нарушения терморегуляции, начиная с теплового порога, когда организм не справляется с отводом образующейся теплоты. Это происходит с величины ППЭ 10 мВт/см². Далее происходят ожоги.

2. Изменение в крови как в электролите (разложение крови в результате поляризации, т.е. ориентации молекул по направлению электромагнитного поля).

3. Перегрев от электромагнитных полей особенно вреден для тканей со слабо развитой сосудистой системой («системой охлаждения») глаза, мозг, почки, желудок, желчный пузырь и др.

4. Трофические явления: нарушение сердечнососудистой системы и обмена веществ, ломкость волос и ногтей, изменения кожи в виде спонтанного появления трещин.

5. Рецидивы нервных и психических расстройств у генетически ослабленных лиц.

6. Катаракта и ожоги роговицы глаз особенно под воздействием повышенной напряженности электрического поля.

7. Снижение иммунитета, повышенная утомляемость.

8. При воздействии повышенного МП появляются своеобразные зрительные ощущения – фосфены¹.

9. Статическое электрическое поле обуславливает возможность разряда между человеком и другими материальными предметами. Ток разряда может вызвать судороги.

Нормирование электромагнитных полей

Требования к безопасным условиям для лиц, профессионально связанных с воздействием ЭМП, устанавливаются СанПиН 2.2.4.3359-16 «Санитарно-эпидемиологические требования к физическим факторам на рабочих местах. VII. Электрические, магнитные, электромагнитные поля на рабочих местах». В этих санитарных правилах и нормах содержится следующая нормативная информация.

1. ЭСП – электростатическое поле;

2. ПМП – постоянное магнитное поле;

3. ЭП, МП ПЧ – электрические и магнитные поля промышленной частоты 50 Гц;

4. ЭП, МП – электрических и магнитных полей в диапазоне частот 10 кГц 30 кГц;

5. ЭМП – электромагнитные поля в диапазоне 30 кГц ÷ 300 ГГц.

6. ЭМП ПК МКТ – электромагнитные поля на рабочих местах пользователей персональных компьютеров и пользователей средствами информационно-коммуникационных технологий;

1. Электростатическое поле (ЭСП).

Предельно допустимые уровни (ПДУ) электростатического поля нормируются по уровню напряженности электрического поля в зависимости от времени его воздействия на работника за смену.

ПДУ ЭСП при воздействии 1 часа за смену равно

Е_ПДУ=60 кВ/м.

При часа ,

где: - время воздействия.

В диапазоне 20 ÷ 60 кВ/м допустимое время пребывания персонала в ЭСП без средств защиты (t_доп) равно

,

где: Е_факт – измеренное значение напряженности.

Если Е_факт 60 кВ/м, то работа без СИЗ не допускается.

Если Е_факт 20 кВ/м, то время воздействия не регламентируется.

1. Постоянное магнитное поле (ПМП).

Нормы ПДУ ПМП принимаются в зависимости от времени воздействия на работника за смену для общего (на всё тело) и локального (кисти рук, предплечье) воздействие.

Время воздействия за рабочий день, мин	Условия воздействия
	Общее НПДУ, кА/м	Локальное НПДУ, кА/м
не более 10 11 … 60 61 … 480	24 16 8	40 24 12

1. Электрические и магнитные поля промышленной частоты 50 Гц

(ЭП, МП ПЧ).

В ЭП и МП ПЧ 50 Гц нормируется отдельно напряженность электрического поля (Е) кВ/м и магнитного поля (Н) А/м в зависимости от времени пребывания в электрическом поле.