Электромагнитное излучение

Электромагнитное излучение принято делить по частотным диапазонам. Между диапазонами нет резких переходов, они иногда перекрываются, а границы между ними условны. Поскольку скорость распространения излучения (в вакууме) постоянна, то частота его колебаний жёстко связана с длиной волны в вакууме.

Микроволновое излучение, сверхвысокочастотное излучение (СВЧ-излучение) — электромагнитное излучение, включающее в себя дециметровый, сантиметровый и миллиметровый диапазон радиоволн (длина волны от 1 м — частота 300 МГц до 1 мм — 300 ГГц). Микроволновое излучение большой интенсивности используется для бесконтактного нагрева тел (как в бытовых, так и в промышленных микроволновых печах для термообработки металлов), основным элементом в которых служит магнетрон, а также для радиолокации.

Микроволновое излучение малой интенсивности используется в средствах связи, преимущественно портативных — рациях, сотовых телефонах (кроме первых поколений), устройствах Bluetooth, WiFi и WiMAX.

Излучения электромагнитного диапазона при определённых уровнях могут оказывать отрицательное воздействие на организм человека, животных и других живых существ, а также неблагоприятно влиять на работу электрических приборов. Различные виды неионизирующих излучений (электромагнитных полей, ЭМП) оказывают разное физиологическое воздействие.

Воздействие электромагнитного поля на человека зависит от напряженности электрического и магнитного полей, потока энергии, частоты колебаний, размера облучаемой поверхности тела и индивидуальных особенностей организма.

В электрическом поле атомы и молекулы, из которых состоит тело человека, поляризуются, полярные молекулы (например, воды) ориентируются по направлению распространения электромагнитного поля; в электролитах, которыми являются жидкие составляющие тканей, крови и т. п., после воздействия внешнего поля появляются ионные токи. Основное воздействие, которое оказывает переменное электрическое поле — вызывает нагрев тканей человека. Тепловой эффект является следствием поглощения энергии электромагнитного поля, и зависит от напряженности поля и времени воздействия. Избыточная теплота отводится до известного предела увеличением нагрузки на механизм терморегуляции. Однако, начиная с величины 7= 10 мВт/см², называемой тепловым порогом, организм не справляется с отводом образующейся теплоты и температура тела повышается, что вредит здоровью. Наиболее интенсивно электромагнитные поля воздействуют на мозг, центральную нервную и сердечно-сосудистую системы, органы дыхания и пищеварения. Облучение глаз вызывает помутнение хрусталика (катаракту).

Естественными источниками электромагнитных полей (ЭМП) являются: атмосферное электричество, радиоизлучение солнца и галактик, квазистатические, электрические и магнитные поля земли.

Эми в промышленности

Электромагнитная энергия высоких частот (ВЧ) и ультравысо­ких частот (УВЧ) широко применяется в радиосвязи, радиовеща­нии, телевидении, медицине, для нагревания металлов и диэлектриков. Источниками ВЧ и УВЧ являются генераторы, трансформато­ры, индукторы, конденсаторы, кабельные линии, соединяющие отдельные части генераторов, антенны, фланцевые соединения волноводных трактов, открытые концы волноводов.

Рабочим элементом при индукционном нагреве является плавильный или закалочный контур (индуктор), а при диэлектрическом нагреве пластины (конденсаторы). Энергия ЭМП индуктора применяется для получения плазменного состояния вещества. Мощности установок различны, диапазон частот от 60 кГц до 20 МГц.

Электромагнитная энергия низкой частоты (НЧ) 1—12 кГц ши­роко используется для индукционного нагрева в целях закалки, плав­ления, нагревания металла. Энергия импульсного ЭМП низких частот применяется для штамповки, прессовки, соединения различных материалов, литья и др.

При диэлектрическом нагреве (сушка влажных материалов, склейка древесины, сварка термоактивных материалов, в том чис­ле пластмасс) используются установки в диапазоне частот от 3 до 150 МГц, мощностью от 1 до 30 кВт.

Большим значением напряженности электрической составляю­щей ЭМП (до 150 В/м) характеризуются рабочие места операто­ров при точечной сварке.

Энергия сверхвысоких частот (СВЧ) широко применяется в радиолокации, радионавигации, радиоастрономии, радиоспектроскопии, ядерной физике, для радиорелейной связи и др. Источником СВЧ является генератор, излучающие системы — антенна, откры­тый конец волновода, эквивалент антенны, неплотности фланцевых соединений СВЧ тракта, волноводно-коаксиальные переходы, мес­та катодных выводов генерируемых приборов и др.