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
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. Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ПОЛЕ Цели урока: Дать понятие электромагнитного поля, объяснить свойства электромагнитного поля Ход урока Фронтальный опрос Решение задач 3. Историческая справка 4. Понятие электромагнитного поля 5. Закрепление материала 6. Домашние задание 1.Фронтальный опрос 1) Какой ток называется переменным? Ответ: переменным током называется электрический ток, периодически меняющийся со временем по модулю и направлению. 2) Чему равна стандартная частота переменного тока в Росси? ν = 50 Гц 3) Где используется переменный ток? Ответ: переменный электрический ток используют в основном электромеханические индукционные генераторы, т.е. в которых механическая энергия преобразуется в электрическую. 2. Решение задач 1)Ротор двухполюсной машины переменного тока делает 120 оборотов в минуту. Определите период колебания тока. Дано: Решение: N= 120 Т= t/N t =1мин Т=60с/120 об =0,5с Т-? Ответ: Т=0,5 с. 2) По графику определите амплитуду, период и частоту колебаний Ответ: X m = 0,1м Т = 1 с ν = 1 Гц 3. Историческая справка История магнита насчитывает свыше двух с половиной тысяч лет. В VI веке до н.э. древнекитайские ученые обнаружили минерал, способный притягивать к себе железные предметы. В древние времена свойства магнита пытались объяснить приписыванием ему «живой души». Магнит, по представлением древних людей, «устремлялся к железу по той же причине, что и собака к куску мяса» Теперь мы знаем: Вокруг любого магнита существует магнитное поле. В 1808 году к причалу одного из французских портов едва добрался своим ходом полуразрушенный молнией корабль. На его борт поднялась комиссия, в состав которой входил Франсуа Арго, блестящий ученый, ставший в 23 года академиком. Арго обратил внимание, что стрелки всех компасов были перемагничены в результате удара молнии. Но Арго не сумел сделать вывод о связи электричества и магнетизма. Ганс Христиан Эрстед 15 февраля 1820 года установил: магнитная стрелка, расположенная вблизи проводника, при пропускании тока поворачивается на некоторый угол. При размыкании цепи стрелка возвращается в исходное положение. ЭРСТЕД Ганс Христиан Опыт Эрстеда позволил сделать вывод о существовании магнитного поля в пространстве, окружающем проводник с электротоком. 1820 год Ампер предположил, что магнитные свойства постоянных магнитов обусловлены множеством круговых токов, циркулирующих внутри молекул этих тел. Опыты Эрстеда и Ампера, доказавшие связь электричества и магнетизма, вызвали у молодого Фарадея глубокий интерес к электромагнетизму. Не удивительно, что уже в 1821г. Фарадей записывает в своем дневнике в качестве задачи: «Превратить магнетизм в электричество» 1831 год Майкл Фарадей Открывает явление электромагнитной индукции. В чем заключается явление электромагнитной индукции? При всяком изменении магнитного потока, пронизывающего контур замкнутого проводника, в этом проводнике возникает индукционный ток. Индукционный ток – это ток который возникает в переменном магнитном поле, пронизывающем замкнутый контур проводника, создавая в нем электрическое поле, под действием которого и возникает ток. Фарадей доказал, что переменное магнитное поле, пронизывающее замкнутый контур проводника, создавало в нем электрическое поле, под действием которого и возникал индукционный ток. В 1831 г. в Англии родился Джеймс Кларк Максвелл, который в 1865 г., вводит в физику понятие электромагнитного поля. Теоретически он доказал. Всякое изменение со временем магнитного поля приводит к возникновению переменного электрического поля, а всякое изменение со временем электрического поля порождает переменное магнитное поле Эти порождающие друг друга переменные электрическое и магнитное поля образуют единое электромагнитное поле. Источниками электромагнитного поля служат ускоренно движущиеся электрические заряды Действительно, электрическое и магнитное поля возникают вокруг электрических зарядов, причем электрическое поле существует в любой системе отсчета, а магнитное – в той, относительно которой заряды движутся. Вокруг зарядов, движущихся с постоянной скоростью, создается постоянное магнитное поле (например, вокруг проводника с протекающем по нему постоянным током). Но если электрические заряды движутся с ускорением или колеблются, то создаваемое ими электрическое поле периодически меняется. Переменное электрическое поле создает в пространстве переменное магнитное поле, которое в свою очередь, порождает переменное электрическое и т.д. Нельзя создать переменное магнитное поле без того, чтобы одновременно в пространстве не возникало и электрическое поле. И наоборот, переменное электрическое поле не может существовать без магнитного. Переменное электрическое поле называется вихревым, поскольку его силовые линии замкнуты подобно линиям индукции магнитного поля. Электростатическое поле (т.е. постоянное поле которое не изменяется со временем), которое существует вокруг неподвижных заряженных тел. Силовые линии электростатического поля начинаются на положительных зарядах и заканчиваются на отрицательных. На каком рисунке изображено вихревое и электростатическое поля? Электростатическое поле Вихревое электрическое поле Созданная Максвеллом теория, позволившая предсказать существование электромагнитного поля за 22 года до того, как оно было обнаружено экспериментально, считается величайшим из научных открытий, роль которого в развитии науки и техники трудно переоценить. 5. Закрепление материала Свойства электромагнитного поля Свойства электромагнитного поля Магнитное поле порождается только движущимися зарядами, в частности электрическим током; Источниками электромагнитного поля служат ускоренно движущиеся электрические заряды; Магнитное поле обнаруживается по действию на магнитную стрелку. Домашние задание §51. ответить на вопросы 1-4 Свойства силовых линий: Свойства силовых линий: Начинаются на положительных зарядах, Начинаются на положительных зарядах, заканчиваются на отрицательных; заканчиваются на отрицательных; Чем гуще расположены силовые линии, Чем гуще расположены силовые линии, тем больше напряженность. тем больше напряженность.
В N Е Электромагнитная индукция Переменное магнитное поле создает переменное электрическое поле. Чем быстрее изменяется индукция магнитного поля, тем больше напряженность электрического поля. Переменное электрическое поле называют вихревым, поскольку его силовые линии замкнуты подобно линиям индукции магнитного поля. 0
Е В ЕЕ Е В В В Электромагнитное поле – совокупность двух неразрывно связанных друг с другом, взаимно порождающих друг друга изменяющихся полей: переменного электрического и переменного магнитного поля. Источником электромагнитного поля служат заряды, движущиеся с ускорением.
Электромагнитные поля сотовых телефонов Наиболее вредным является высокочастотное излучение сантиметрового диапазона. Средства мобильной связи работают пока в самом начале этого диапазона, но постепенно рабочая частота повышается. Действие электромагнитных полей на организм человека проявляется в функциональном расстройстве центральной нервной системы. Субъективные ощущения при этом – повышенная утомляемость, сонливость или, наоборот, нарушение сна, головные боли и т.д. При систематическом облучении наблюдаются стойкие нервно-психические заболевания, изменение кровяного давления, замедление пульса.
Рекомендации по соблюдению мер безопасности: не разговаривайте по мобильному телефону долго, и отнюдь не из соображений тарифного плана; не подносите телефон к голове сразу же после нажатия кнопки начала набора номера, т.к. в этот момент электромагнитное излучение в несколько раз больше, чем во время самого разговора; опасайтесь находится подолгу вблизи антенны ретранслятора провайдера, поскольку она постоянно, причем во все стороны, излучает достаточно мощный сигнал; при выборе модели телефона предпочтение отдавайте аппаратам с внешними антеннами и хорошей заявленной в сертификатах чувствительностью.
Вредно ли для здоровья электромагнитное излучение? На данный момент наукой количественно не доказано прямой связи между уровнем электромагнитных полей и онкологической и другого рода заболеваемостью. Однако качественно такая связь прослеживается: в местах, где люди подвергаются воздействию электромагнитного облучения, чаще выявляются раковые заболевания и расстройства сердечно – сосудистой и вегетативной нервной систем. Наиболее чувствительны нервная система и органы зрения.
Искусственные электромагнитные поля вредны для всех, но особенно для групп повышенного риска: детей, беременных женщин, людей с заболеваниями центральной нервной, гормональной, сердечно – сосудистой систем, аллергиков. Неплохо поставить в квартире ионизатор воздуха – он снижает воздействие электростатических полей. Домашние цветы – бегонии и фиалки – тоже насыщают воздух весьма полезными ионами. Вокруг работающих СВЧ – печей образуется низкочастотное электромагнитное поле, которое снижается до безопасного уровня в радиусе не менее 0,5 м. Телевизоры излучают электромагнитное поле во всех направлениях, причем даже в режиме ожидания. Поэтому на ночь лучше их отключать от сети.
Элементы приемника: 1.Источник питания. Поставляет энергию в цепь. 2. Антенна. Принимает электромагнитные волны. 3. Заземление. Увеличивает дальность приема волн. 4. Когерер. Управляет током в цепи приемника. 5. Звонок. Регистрирует принятые электромагнитные волны. Обеспечивает автоматичность приема волн.
Усовершенствование приемника 7 мая 1895 г. на заседании Русского физико-химического общества А. С. Попов выступил с демонстрацией первого в мире радиоприемника. Через 10 месяцев 24 марта 1896 г. А. С. Попов передал первую в мире радиограмму их двух слов «Генрих Герц» на расстояние в 250 м. Летом следующего года дальность беспроволочной связи была увеличена до 5 км. В 1899 г. он сконструировал приемник для приема сигналов на слух при помощи телефонной трубки. В 1897 году А.С. Попов проводил прием радиоволн от грозовых облаков. Дальность приема составляла 30 км. Грозоотметчик А.С. Попова
В 1900 г. А. С. Попов осуществил связь в Балтийском море на расстоянии свыше 45 км между островами Гогланд и Кутсало, недалеко от города Котка. Эта первая в мире практическая линия беспроволочной связи обслуживала спасательную экспедицию по снятию с камней броненосца «Генерал-адмирал Апраксин», севшего на камни у южного берега Гогланда. Первая радиограмма, переданная А. С. Поповым на остров Гогланд 6 февраля 1900 г., содержала приказ ледоколу «Ермак» выйти на помощь рыбакам, унесенным на льдине в море. Ледокол выполнил приказ и 27 рыбаков были спасены. Первая в мире практическая линия, начавшая свою работу спасением людей, унесенных в море, наглядно доказала преимущества данного вида связи. Броненосец «Генерал-адмирал Апраксин». Сзади ледокол «Ермак».
В целях увековечивания памяти А. С. Попова была учреждена золотая медаль имени А. С. Попова, присуждаемая ежегодно за выдающиеся работы и изобретения в области радио. Отечество по достоинству оценило заслуги гениального изобретателя и ученого-патриота перед Родиной. В 1945 г. в нашей стране широко праздновалось 50-летие со дня изобретения радио. Юбилей отмечался 7 мая в день, когда А. С. Попов впервые публично демонстрировал свое изобретение. В связи с этим правительство установило 7 мая - День радио.
Распространение радиоволн Радиолокация Вопросы: 1.Определение радиоволн. 2.Виды радиоволн. Диапазон длин волн. 3.За счет каких явлений распространяются радиоволны? Пояснить рисунком. 4. Определение радиолокации. 5. На каком явлении основана радиолокация?
1
из 10
№ слайда 1
Описание слайда:
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. № слайда 2
Описание слайда:
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). № слайда 3
Описание слайда:
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. № слайда 4
Описание слайда:
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? № слайда 5
Описание слайда:
№ слайда 6
Описание слайда:
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.рефераты 1. Радиоволны2. Инфракрасное излучение3. Видимое излучение4. Ультрафиолетовое излучение5. Рентгеновское излучение6. Гамма излучение
Описание слайда:
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 сторонызадней стенки монитора., поэтому удобнее устанавливать его в углу комнаты. Перед экраном безопасно сидеть на расстоянии вытянутой руки.
Нормирование ЭМП
Организационные меры защиты
Подписи к слайдам:
Презентация на тему:
Электромагнитное поле
