2.4. Електромагнітні поля (емп)

ЕМП здійснюється рухом електричних зарядів. Усі ЕМП поділяються на природні та штучні. Оточуюче нас середовище завжди перебуває під впливом ЕМП. Навколо землі існує електричне поле середньої напруженості 130 В/м. Воно зменшується від середніх широт до полюсів, а також з віддаленням від земної поверхні. Спостерігають річні, добові та інші варіації цього поля. Також це поле постійно змінюється під впливом грозових розрядів, опадів та інших природних катаклізмів.

Також існує магнітне поле напруженістю 47,8 А/м та 39,8 А/м на північному та південному полюсах відповідно. Це поле коливається з 80 та 11 річними циклами змін, а також більш короткочасними змінами пов’язаних із сонячною активністю. Ці поля називаються фоновим випромінюванням та спричинені природою.

З розвитком науки й техніки з’явились штучні ЕМП, які значно перевищили природний фон і останнім часом перетворилися на небезпечний антропогенний чинник.

159. Наведемо основні визначення, які характеризують електромагнітні явища та їх параметри. Зробимо це в тестовій формі, щоб була можливість потім визначити правильну відповідь на запитання: що таке ЕМП, електромагнітні хвилі, напруженість електричного поля, напруженість магнітного поля, поверхнева густота потоку енергії, ближня зона впливу, дальня зона впливу:

а) це періодичне змінення з часом і в просторі ЕМП, яке складається із з’єднаних між собою електричного та магнітного полів;

б) це особливий вид матерії, рух якої створює електромагнітні явища;

в) характеризує величину магнітного поля позначається Н і вимірюється в А/м (ампер на метр);

г) це особлива форма матерії, за допомогою якої здійснюється взаємодія між електричними зарядженими частинками;

д) характеризує величину електричного поля, позначається Е, одиниця вимірювання В/м (вольт на метр);

е) це індукційна зона впливу на відстані від джерела R <λ/2π, де ЕМП ще не сформувалося і там виміри електричної складової поля (напруженість Е) і магнітної складової поля (напруженість Н) проводяться роздільно;

є) характеризує кількість енергії, яку переносить електромагнітна хвиля в одиницю часу через одиницю поверхні, перпендикулярну напрямку поширення хвилі, позначається S і вимірюється в Вт/ м² ( Ватт на квадратний метр);

ж) це випромінювальна зона впливу на відстані від джерела R >λ/2π, де уже сформувалося ЕМП і домінує електрична складова поля (Е=377 Н, де 377 – хвильовий опір вакууму, Ом).

160. Із переліку в п. 159 дайте визначення ЕМП та дальньої зони впливу.

161. Із переліку в п. 159 дайте визначення електромагнітної хвилі та напруженості магнітного поля.

162 Із переліку в п. 159 дайте визначення напруженості електричного поля та ближньої зони впливу.

163. Із переліку в п. 159 дайте визначення поверхневої густоти потоку енергії.

164. Наведемо міжнародну класифікацію діапазонів електромагнітних хвиль:

№пп	Найменування частотного діапазону	Межа діапазону	Найменування хвильового діапазону	межа діапазону
1.	Занадто низькі КНЧ	3-30 Гц	Декамегаметрові	100-10 Мм
2.	Надто низькі СНЧ	30-300 Гц	Мегаметрові	10-1 Мм
3.	Інфранизькі ІНЧ	30-300 Гц	Гектометрові	1000-100 Мм
4.	Дуже низькі ДНЧ	3-30 кГц	Миріаметрові	100-10 км
5.	Низькі частоти НЧ	30-300кГц	Кілометрові	10-1 км
6.	Середні СЧ	0,3-3 МГц	Гектомерові	1-0,1 км
7.	Високі ВЧ	3-30 МГц	Декаметрові	100-10 м
8.	Дуже високі ДВЧ	30-300 МГц	Метрові	10-1 м
9.	Ультрависокі УВЧ	0,3-3 ГГц	Дециметрові	1-0,1 м
10.	Над високі СВЧ	3-30 ГГц	Сантиметрові	10-1 см
11.	Занадто високі КВЧ	30-300 ГГц	Міліметрові	10-1 мм
12.	Гіпервисокі ГВЧ	300-3000 ГГц	Дециміліметрові	1-0,1 мм

165. Наведемо основні джерела ЕМП:

а) електротранспорт, який є відносно потужним джерелом магнітного поля в діапазоні частот від 0 до 1000 Гц. Максимальне значення густоти потоку магнітної індукції В в приміських електричках досягає 75 мкТл при середньому значенні 20 мк Тл;

б) лінії електропередачі (ЛЕП), які здійснюють в просторі електричні і магнітні поля промислової частоти на відстані десятків метрів від мережі (наприклад, під ЛЕП напругою 330 кВ напруженість електричного поля Е становить 6 кВ/м, а під ЛЕП – 500 – 14 Кв/м);

в) електропроводка в жилих приміщеннях на промисловій частоті створює підвищений рівень магнітного поля, рівень електричного поля не перевищує допустимий рівень (ПДР) для населення 500 В/м;

г) побутові електроприлади, із яких найбільш потужним є : мікрохвильові печі, аерогрилі, холодильники, кухонні витяжки, електроплити, комп’ютери, телевізори. Значення магнітного поля залежить від потужності приладу, а напруженість електричного поля, як правило, не перевищує декількох десятків В/м, що значно менше ПДР – 500 В/м;

д) в промисловості для індукційного плавлення, зварювання, напилювання металів, у радіоспектроскопії та ін;

е) у радіо-, радіорелейному, космічному, сотовому, мобільному зв’язках, на радіо і телебаченні;

є) радіолокація і радіонавігація.

166. Назвіть діапазони електроманігнитних хвиль із п. 164, в яких працює електротранспорт.

167. Назвіть діапазони електромагнітних хвиль із п. 164, в яких працює радіозв’язок.

168.Назвіть діапазони електромагнітних хвиль із п. 164, в яких працює телебачення.

169. Назвіть діапазони електромагнітних хвиль із п. 164, в яких працює радіолокація.

170. Назвіть діапазони електромагнітних хвиль із п. 164, до яких відносяться випромінювання комп’ютера.

171. Назвіть діапазони електромагнітних хвиль із п. 164, в яких працюють мікрохвильові печі.

172. Назвіть діапазони електромагнітних хвиль із п. 164, в яких працюють холодильники, електроплити.

173. Назвіть діапазони електромагнітних хвиль із п. 164, в яких працює сотовий, мобільний зв’язок.

174. Назвіть діапазони електромагнітних хвиль із п. 164, в яких потужність ЕМП оцінюється напруженістю електричного поля Е.

175. Назвіть діапазони електромагнітних хвиль із п. 164, в яких потужність ЕМП оцінюється поверхневою густотою потоку енергії S.

176. Назвіть джерела ЕМП, які створюють потужні магнітні поля.

177. Назвіть джерела ЕМП, які створюють потужні електричні поля.

178. Наведемо чинники, які впливають на ступінь і характер дії ЕМП на організм людини:

а) щільність потоку енергії;

б) частота випромінювання;

в) тривалість впливу;

г) режим опромінення (безперервний, переривний, імпульсний);

д) розмір опромінюваної поверхні тіла;

е) індивідуальні особливості організму;

є) напруженість електричного поля;

ж) напруженість магнітного поля.

179. Наслідками впливу ЕМП на людину є тепловий та біологічний ефект. Тепловий ефект є наслідком поглинання енергії ЕМП. Надлишкове тепло, котре виділяється в організмі людини, відводиться за рахунок функціонування механізму терморегулювання. Однак, починаючи з певної межі, організм не забезпечує відведення тепла і тому підвищується температура тіла. Перегрівання, особливо негативно відбивається на тканинах зі слабко розвиненою судинною системою або з недостатнім кровообігом (очі, нирки, шлунок, жовчний та сечовий міхур). Опромінення очей при перевищенні теплового порога викликає помутніння кришталика (катаракта), та втрату зору.

Тривалий вплив ЕМП помірної інтенсивності (S<1^мВт/ см² ) може порушити роботу серцево-судинної системи, викликати функціональні зміни в центральній нервовій системі. Виникають також головний біль, швидка втома, зміна тиску, нервово-психічні розлади. Спостерігаються також трофічні розлади: схуднення, випадіння волосся, ламкість нігтів, зміни складу периферійної крові, зниження функцій статевих органів, поява злоякісних новоутворень.

180. Існують санітарні норми для приміщень за гранично-допустимими інтенсивностями електромагнітного випромінювання:

а) на низьких частотах Е- 500^В/м, В- 0,2 мкТл;

б) на середніх частотах Е- 1 ^В/м;

в) на високих частотах Е- 0,4 ^В/м;

г) на дуже високих частотах Е- 0,2 ^В/м;

д) в 9, 10, 11 діапазонах S- 2 мкВт/см²;

е) імпульсний режим в 10, 11 діапазонах S- 0,5 мкВт/см².

181. Із діапазонів 6, 7, 8 (п. 164) виберіть такий, де збільшення напруженості електричного поля Е буде найвпливовішим на наслідки дії ЕМП на організм людини.

182. Із діапазонів 8, 9 (п.164) виберіть такий, де частота випромінювання буде визначальним чинником впливу на організм людини.

183. В діапазоні СВЧ, який режим випромінювання (безперервний або імпульсний) найнебезпечніший для людини?

184. В яких діапазонах частот (п. 164) впливу можливе виникнення у людини катаракти?

185. В яких діапазонах частот впливу (п. 164) імовірніше отримати тепловий ефект?

186. В межах якого діапазону СВЧ або УВЧ здійснюється найбільша біологічна активність?

187. На який орган людини легені або нирки, особливо негативно позначиться перегрівання від дії ЕМП?

188. В яких діапазонах частот впливу (п.164) імовірніше отримати трофічні розлади?

189. В яких діапазонах частот впливу (п.164) визначальним чинником буде щільність потоку енергії?

190. Збільшаться чи зменшаться наслідки впливу ЕМП на людину при підвищенні температури навколишнього повітря?

191. Із переліку в п. 178 визначте незалежні між собою чинники.

192. Із переліку в п. 178 визначте залежні між собою чинники.

193 В яких діапазонах частот впливу (п. 164) визначальним чинником буде напруженість магнітного поля Н?

194. В яких діапазонах частот впливу (п.164) визначальним чинником буде напруженість електричного поля Е?

195. Із наступного переліку наслідків впливу ЕМП на організм людини, визначте імовірніші для низькочастотного діапазону:

а) хвороби серця;

б) головний біль;

в) швидка втома;

г) помутніння кришталика (катаракта);

д) функціональні зміни в центральній нервовій системі

е) зміна складу периферійної крові;

є)зниження функцій статевих органів;

ж) випадання волосся;

з) лейкози;

і) зміна тиску.

196. Із наступного переліку груп людей, визначте ті, для яких особливо небезпечні ЕМП:

а) діти;

б) дорослі;

в) люди похилого віку;

г) вагітні жінки;

д) люди з захворюваннями центральної нервової системи;

е) алергіки;

є) люди з послабленим імунітетом.

197. Розповсюджені заходи захисту від ЕМП:

а) зменшення щільності потоку енергії джерела ЕМП;

б) захист часом (тобто обмеження часу знаходження у зоні джерела ЕМП);

в) захист відстанню;

г) екранування робочого місця чи джерела;

д) встановлення санітарних кордонів навколо джерела ЕМП;

е) раціональне планування робочого місця;

є) застосування засобів попереджувальної сигналізації;

ж) дотримання санітарних норм державних стандартів України;

з) застосування засобів індивідуального захисту.

198. Із переліку заходів захисту від ЕМП визначте ті, які можна застосувати у себе в домі.

199. До яких заходів захисту від ЕМП можна віднести наступні рекомендації мешканцям квартир: електро- і радіотехніку на ніч вимикати із мережі; не ставити ліжко в куток кімнати; не ставити побутову техніку, особливо телевізори і комп’ютери в спальню.