Elektromanyetik alan, maddenin özel bir şeklidir. Elektromanyetik alan sayesinde yüklü parçacıklar arasında etkileşim meydana gelir.
Elektromanyetik alanın davranışı klasik elektrodinamik ile incelenir. Elektromanyetik alan, alanı karakterize eden nicelikleri kaynaklarıyla, yani uzayda dağıtılan yük ve akımlarla ilişkilendiren Maxwell Denklemleri ile tanımlanır. Sabit veya düzgün hareket eden yüklü parçacıkların elektromanyetik alanı, bu parçacıklarla ayrılmaz bir şekilde bağlantılıdır; Parçacıkların hızlanan hareketi ile elektromanyetik alan onlardan “kırılır” ve bağımsız olarak elektromanyetik dalgalar şeklinde var olur.
Maxwell denklemlerinden, alternatif bir elektrik alanının bir manyetik alan oluşturduğu ve alternatif bir manyetik alanın bir elektrik alanı ürettiği, dolayısıyla yüklerin yokluğunda bir elektromanyetik alanın var olabileceği sonucu çıkar. Alternatif bir manyetik alan tarafından bir elektromanyetik alanın ve alternatif bir elektrik alanı tarafından bir manyetik alanın üretilmesi, elektrik ve manyetik alanların birbirinden bağımsız olarak ayrı ayrı var olmamasına yol açar. Bu nedenle, elektromanyetik alan, her noktada iki bileşenini - “elektrik alanı” ve “manyetik alanı” karakterize eden iki vektör miktarıyla belirlenen ve hızlarına ve büyüklüğüne bağlı olarak yüklü parçacıklara kuvvet uygulayan bir madde türüdür. onların sorumluluğundadır.
Boşluktaki, yani serbest durumdaki, madde parçacıklarıyla ilişkili olmayan bir elektromanyetik alan, elektromanyetik dalgalar şeklinde bulunur ve çok güçlü yerçekimi alanlarının yokluğunda boşlukta, uzayın hızına eşit bir hızla yayılır. ışık C= 2,998. 10 8 m/sn. Böyle bir alan elektrik alan kuvveti ile karakterize edilir e ve manyetik alan indüksiyonu İÇİNDE. Elektriksel indüksiyon değerleri aynı zamanda bir ortamdaki elektromanyetik alanı tanımlamak için de kullanılır. D ve manyetik alan kuvveti N. Maddede ve çok güçlü yerçekimi alanlarının varlığında, yani çok büyük madde kütlelerinin yakınında, elektromanyetik alanın yayılma hızı, C.
Elektromanyetik alanı karakterize eden vektörlerin bileşenleri, görelilik teorisine göre, tek bir fiziksel nicelik oluşturur - bileşenleri Lorentz dönüşümlerine göre bir eylemsiz referans sisteminden diğerine geçerken dönüştürülen elektromanyetik alan tensörü.
Elektromanyetik alanın enerjisi ve momentumu vardır. Elektromanyetik alan darbesinin varlığı ilk kez 1899'da P. N. Lebedev'in ışık basıncını ölçmeye yönelik deneylerinde deneysel olarak keşfedildi. Elektromanyetik alanın her zaman enerjisi vardır. Elektromanyetik alan enerji yoğunluğu = 1/2(ED+BH).
Elektromanyetik alan uzayda yayılır. Elektromanyetik alanın enerji akısı yoğunluğu Poynting vektörü tarafından belirlenir. S=, ölçü birimi W/m2. Poynting vektörünün yönü diktir e Ve H ve elektromanyetik enerjinin yayılma yönü ile çakışmaktadır. Değeri, birim alana dik olarak aktarılan enerjiye eşittir. S birim zaman başına. Vakumda alan momentum yoğunluğu K = S/s 2 = /s 2.
Elektromanyetik alanın yüksek frekanslarında kuantum özellikleri önemli hale gelir ve elektromanyetik alan, alan kuantum - fotonlarının akışı olarak düşünülebilir. Bu durumda elektromanyetik alan tanımlanır.
Elektromanyetik alan nedir, insan sağlığını nasıl etkiler ve neden ölçülmesi gerektiğini bu makaleden öğreneceksiniz. Sizi mağazamızın ürün yelpazesiyle tanıştırmaya devam ederken, size kullanışlı cihazlar - elektromanyetik alan kuvveti (EMF) göstergeleri - hakkında bilgi vereceğiz. Hem işletmelerde hem de evde kullanılabilirler.
Elektromanyetik alan nedir?
Modern dünya, ev aletleri, cep telefonları, elektrik, tramvay ve troleybüsler, televizyonlar ve bilgisayarlar olmadan düşünülemez. Biz bunlara alışığız ve herhangi bir elektrikli cihazın kendi etrafında elektromanyetik alan oluşturduğunu hiç düşünmüyoruz. Görünmezdir ancak insanlar dahil tüm canlı organizmaları etkiler.
Elektromanyetik alan, hareketli parçacıkların elektrik yükleriyle etkileşime girmesiyle ortaya çıkan maddenin özel bir şeklidir. Elektrik ve manyetik alanlar birbirleriyle ilişkilidir ve birbirlerini oluşturabilirler; bu nedenle kural olarak birlikte tek bir elektromanyetik alan olarak anılırlar.
Elektromanyetik alanların ana kaynakları şunları içerir:
- Güç hatları;
- transformatör trafo merkezleri;
— elektrik kabloları, telekomünikasyon, televizyon ve internet kabloları;
— cep telefonu kuleleri, radyo ve televizyon kuleleri, amplifikatörler, cep ve uydu telefonları için antenler, Wi-Fi yönlendiricileri;
— bilgisayarlar, televizyonlar, ekranlar;
- elektrikli ev aletleri;
— indüksiyon ve mikrodalga fırınlar;
- elektrikli ulaşım;
— radarlar.
Elektromanyetik alanların insan sağlığı üzerindeki etkisi
Elektromanyetik alanlar herhangi bir biyolojik organizmayı (bitkiler, böcekler, hayvanlar, insanlar) etkiler. EMF'nin insanlar üzerindeki etkilerini inceleyen bilim adamları, elektromanyetik alanlara uzun süreli ve düzenli maruz kalmanın aşağıdakilere yol açabileceği sonucuna varmıştır:
- Yorgunlukta artış, uyku bozuklukları, baş ağrıları, kan basıncında azalma, kalp hızında azalma;
- bağışıklık, sinir, endokrin, üreme, hormonal, kardiyovasküler sistemlerdeki bozukluklar;
— onkolojik hastalıkların gelişimi;
- merkezi sinir sistemi hastalıklarının gelişimi;
- alerjik reaksiyonlar.
EMF koruması
Konutlar, işyerleri, güçlü alan kaynaklarının yakınındaki yerler için tehlikeli bölgede geçirilen süreye bağlı olarak izin verilen maksimum elektromanyetik alan gücü seviyelerini belirleyen sıhhi standartlar vardır. Örneğin bir elektromanyetik iletim hattından (EMT) veya baz istasyonundan gelen radyasyonu yapısal olarak azaltmak mümkün değilse, servis talimatları, çalışan personel için koruyucu ekipman ve sınırlı erişime sahip sıhhi karantina bölgeleri geliştirilir.
Bir kişinin tehlike bölgesinde kalacağı süreyi çeşitli talimatlar düzenler. Polimer elyaf bazlı metalize kumaştan yapılmış koruyucu ağlar, filmler, camlar, giysiler, elektromanyetik radyasyonun yoğunluğunu binlerce kez azaltabilir. GOST'un talebi üzerine EMF radyasyon bölgeleri çitle çevrilmiş ve "Girmeyin, tehlikeli!" ve bir elektromanyetik alan tehlike işareti.
Özel hizmetler, işyerlerinde ve konutlarda EMF yoğunluğunun seviyesini sürekli izlemek için araçlar kullanır. Taşınabilir bir “Impulse” cihazı veya bir set “Impulse” + nitrat test cihazı “SOEKS” satın alarak sağlığınıza kendiniz bakabilirsiniz.
Neden ev tipi elektromanyetik alan kuvveti ölçüm cihazlarına ihtiyacımız var?
Elektromanyetik alan insan sağlığını olumsuz etkilediği için ziyaret ettiğiniz mekanların (evde, ofiste, bahçede, garajda) tehlike oluşturabileceğini bilmenizde fayda var. Artan elektromanyetik arka planın yalnızca elektrikli cihazlarınız, telefonlarınız, televizyonlarınız ve bilgisayarlarınız tarafından değil, aynı zamanda hatalı kablolar, komşularınızın elektrikli cihazları ve yakınlarda bulunan endüstriyel tesisler tarafından da oluşturulabileceğini anlamalısınız.
Uzmanlar, bir kişinin EMF'ye kısa süreli maruz kalmasının pratikte zararsız olduğunu, ancak yüksek elektromanyetik arka plana sahip bir alanda uzun süre kalmanın tehlikeli olduğunu buldu. Bunlar “Impulse” tipi cihazlar kullanılarak tespit edilebilecek bölgelerdir. Bu sayede en çok vakit geçirdiğiniz yerleri kontrol edebilir; bir çocuk odası ve kendi yatak odanız; çalışmak. Cihaz, düzenleyici belgeler tarafından belirlenen değerleri içerir; böylece siz ve sevdikleriniz için tehlike derecesini anında değerlendirebilirsiniz. Muayeneden sonra bilgisayarı yatağınızdan uzaklaştırmaya, yükseltilmiş antenli cep telefonundan kurtulmaya, eski mikrodalga fırını yenisiyle değiştirmeye, buzdolabı kapısının yalıtımını No ile değiştirmeye karar vermeniz mümkündür. Donma modu.
Elektromanyetik alan, hareketli yüklerin etrafında ortaya çıkan bir madde türüdür. Örneğin akım taşıyan bir iletkenin etrafında. Elektromanyetik alan iki bileşenden oluşur: elektrik ve manyetik alan. Birbirlerinden bağımsız olarak var olamazlar. Bir şey diğerini doğurur. Elektrik alanı değiştiğinde hemen bir manyetik alan ortaya çıkar.
Elektromanyetik dalga yayılma hızı V=C/EM
Nerede e Ve M sırasıyla dalganın yayıldığı ortamın manyetik ve dielektrik sabitleri.
Boşluktaki bir elektromanyetik dalga ışık hızıyla, yani 300.000 km/s hızla hareket eder. Bir vakumun dielektrik ve manyetik geçirgenliği 1'e eşit kabul edildiğinden.
Elektrik alanı değiştiğinde manyetik alan ortaya çıkar. Buna neden olan elektrik alanı sabit olmadığından (yani zamanla değiştiğinden) manyetik alan da değişken olacaktır.
Değişen bir manyetik alan da bir elektrik alanı üretir ve bu böyle devam eder. Böylece, sonraki alan için (elektrik veya manyetik olması önemli değildir), kaynak orijinal kaynak değil, yani akımlı bir iletken değil, önceki alan olacaktır.
Böylece iletkendeki akım kesildikten sonra bile elektromanyetik alan uzayda varlığını ve yayılmasını sürdürecektir.
Elektromanyetik dalga, kaynağından itibaren uzayda her yöne yayılır. Bir ampulü yaktığınızda, ışık ışınlarının her yöne yayıldığını hayal edebilirsiniz.
Bir elektromanyetik dalga yayılırken enerjiyi uzaya aktarır. İletkendeki alana neden olan akım ne kadar güçlü olursa, dalganın aktardığı enerji de o kadar büyük olur. Ayrıca enerji, yayılan dalgaların frekansına bağlıdır; 2,3,4 kat artarsa dalga enerjisi sırasıyla 4,9,16 kat artacaktır. Yani dalga yayılma enerjisi frekansın karesiyle orantılıdır.
Dalga yayılımı için en iyi koşullar, iletkenin uzunluğu dalga boyuna eşit olduğunda yaratılır.
Manyetik ve elektrik kuvvet çizgileri karşılıklı olarak dik olarak uçacaktır. Manyetik kuvvet çizgileri akım taşıyan bir iletkeni çevreler ve her zaman kapalıdır.
Elektriksel kuvvet hatları bir yükten diğerine gider.
Elektromanyetik dalga her zaman enine bir dalgadır. Yani hem manyetik hem de elektriksel kuvvet çizgileri yayılma yönüne dik bir düzlemde yer alır.
Elektromanyetik alan kuvveti, alanın bir kuvvet özelliğidir. Ayrıca gerilim vektörel bir büyüklüktür yani bir başlangıcı ve yönü vardır.
Alan kuvveti kuvvet çizgilerine teğet olarak yönlendirilir.
Elektrik ve manyetik alan kuvvetleri birbirine dik olduğundan dalga yayılma yönünün belirlenebileceği bir kural vardır. Vida, elektrik alan kuvvet vektöründen manyetik alan kuvvet vektörüne en kısa yol boyunca döndüğünde, vidanın ileri hareketi dalga yayılma yönünü gösterecektir.
Talimatlar
İki pil alın ve bunları elektrik bandıyla bağlayın. Pilleri, uçları farklı olacak şekilde, yani artı eksinin karşısında olacak ve tam tersi olacak şekilde bağlayın. Her pilin ucuna bir tel takmak için ataş kullanın. Daha sonra ataşlardan birini pillerin üzerine yerleştirin. Ataç her atacın ortasına ulaşmıyorsa doğru uzunlukta bükülmesi gerekebilir. Yapıyı bantla sabitleyin. Kabloların uçlarının açık olduğundan ve ataşın kenarının her pilin ortasına ulaştığından emin olun. Pilleri üst taraftan bağlayın, diğer tarafta da aynısını yapın.
Bakır tel alın. Telin yaklaşık 15 santimetresini düz bırakın ve ardından cam bardağın etrafına sarmaya başlayın. Yaklaşık 10 tur yapın. 15 santimetre daha düz bırakın. Güç kaynağından gelen kablolardan birini ortaya çıkan bakır bobinin serbest uçlarından birine bağlayın. Kabloların birbirine iyi bağlandığından emin olun. Devre bağlandığında manyetik bir kuvvet üretir. alan. Güç kaynağının diğer kablosunu bakır tele bağlayın.
Bobinden akım geçtiğinde, içine yerleştirilen bobin mıknatıslanacaktır. Ataşlar birbirine yapışacak ve bir kaşık, çatal veya tornavidanın parçaları mıknatıslanacak ve bobine akım uygulandığında diğer metal nesneleri çekecektir.
Not
Bobin sıcak olabilir. Yakınınızda yanıcı madde olmadığından emin olun ve cildinizi yakmamaya dikkat edin.
Yararlı tavsiye
En kolay mıknatıslanan metal demirdir. Sahayı kontrol ederken alüminyum veya bakır seçmeyiniz.
Elektromanyetik alan oluşturmak için kaynağının yayılmasını sağlamanız gerekir. Aynı zamanda uzayda yayılarak birbirini üreten elektrik ve manyetik olmak üzere iki alanın bir kombinasyonunu da üretmesi gerekiyor. Elektromanyetik alan uzayda elektromanyetik dalga şeklinde yayılabilir.
İhtiyacın olacak
- - Yalıtılmış tel;
- - çivi;
- - iki iletken;
- - Ruhmkorff bobini.
Talimatlar
Düşük dirençli yalıtımlı bir tel alın, bakır en iyisidir. Çelik bir çekirdeğin etrafına sarın; 100 mm uzunluğunda (yüz metrekare) normal bir çivi yeterli olacaktır. Kabloyu bir güç kaynağına bağlayın; normal bir pil iş görecektir. Elektrik ortaya çıkacak alan içinde bir elektrik akımı üretecek.
Yüklü maddenin (elektrik akımı) yönlendirilmiş hareketi, manyetik kuvvete yol açacaktır. alan etrafına bir tel sarılmış çelik bir çekirdekte yoğunlaşacak. Çekirdek, ferromıknatısları (nikel, kobalt vb.) dönüştürür ve çeker. Sonuç alan elektrik olduğu için elektromanyetik olarak adlandırılabilir alan manyetik.
Klasik bir elektromanyetik alan elde etmek için hem elektrik hem de manyetik alan gereklidir. alan zamanla değişti, sonra elektrik alan manyetik üretecektir ve bunun tersi de geçerlidir. Bunu yapmak için hareketli yüklerin hızlandırılması gerekir. Bunu yapmanın en kolay yolu onları tereddüt ettirmektir. Bu nedenle elektromanyetik alan elde etmek için bir iletken alıp onu normal bir ev ağına takmak yeterlidir. Ancak o kadar küçük olacak ki aletlerle ölçülmesi mümkün olmayacak.
Yeterince güçlü bir manyetik alan elde etmek için bir Hertz vibratörü yapın. Bunu yapmak için iki düz özdeş iletken alın ve aralarındaki boşluk 7 mm olacak şekilde sabitleyin. Bu, düşük elektrik kapasitesine sahip açık bir salınım devresi olacaktır. İletkenlerin her birini Ruhmkorff kelepçelerine bağlayın (yüksek voltaj darbeleri almanızı sağlar). Devreyi aküye bağlayın. İletkenler arasındaki kıvılcım aralığında deşarjlar başlayacak ve vibratörün kendisi bir elektromanyetik alan kaynağı haline gelecektir.
Konuyla ilgili video
Yeni teknolojilerin tanıtılması ve elektriğin yaygınlaşması, çoğu zaman insanlara ve çevreye zararlı etkisi olan yapay elektromanyetik alanların ortaya çıkmasına neden olmuştur. Bu fiziksel alanlar hareketli yüklerin olduğu yerde ortaya çıkar.
Elektromanyetik alanın doğası
Elektromanyetik alan özel bir madde türüdür. Elektrik yüklerinin hareket ettiği iletkenlerin çevresinde meydana gelir. Kuvvet alanı, birbirlerinden ayrı olarak var olamayacak olan manyetik ve elektrik olmak üzere iki bağımsız alandan oluşur. Bir elektrik alanı ortaya çıktığında ve değiştiğinde, her zaman bir manyetik alan üretir.
19. yüzyılın ortalarında alternatif alanların doğasını inceleyen ilk kişilerden biri, elektromanyetik alan teorisini oluşturmasıyla tanınan James Maxwell'di. Bilim adamı, ivmeyle hareket eden elektrik yüklerinin bir elektrik alanı oluşturduğunu gösterdi. Bunu değiştirmek bir manyetik kuvvet alanı oluşturur.
Alternatif bir manyetik alanın kaynağı, harekete geçirildiğinde bir mıknatıs olabileceği gibi, salınan veya ivmeyle hareket eden bir elektrik yükü de olabilir. Bir yük sabit bir hızda hareket ederse, iletken boyunca sabit bir manyetik alanla karakterize edilen sabit bir akım akar. Uzayda yayılan elektromanyetik alan, iletkendeki akımın büyüklüğüne ve yayılan dalgaların frekansına bağlı olan enerjiyi aktarır.
Elektromanyetik alanın insanlar üzerindeki etkisi
İnsan yapımı teknik sistemlerin yarattığı tüm elektromanyetik radyasyonun seviyesi, gezegenin doğal radyasyonundan kat kat daha yüksektir. Bu, vücut dokularının aşırı ısınmasına ve geri dönüşü olmayan sonuçlara yol açabilecek termal bir etkidir. Örneğin radyasyon kaynağı olan cep telefonunun uzun süre kullanılması beyin ve göz merceğinin sıcaklığının artmasına neden olabilir.
Ev aletlerini kullanırken oluşan elektromanyetik alanlar, kötü huylu tümörlerin ortaya çıkmasına neden olabilir. Bu özellikle çocukların bedenleri için geçerlidir. Bir kişinin bir elektromanyetik dalga kaynağının yakınında uzun süre bulunması, bağışıklık sisteminin etkinliğini azaltır ve kalp ve damar hastalıklarına yol açar.
Elbette elektromanyetik alan kaynağı olan teknik araçların kullanımından tamamen vazgeçmek mümkün değildir. Ancak en basit önleyici tedbirleri kullanabilirsiniz; örneğin telefonunuzu yalnızca kulaklıkla kullanın ve ekipmanı kullandıktan sonra cihaz kablolarını elektrik prizinde bırakmayın. Günlük yaşamda uzatma kablolarının ve koruyucu ekranlamalı kabloların kullanılması tavsiye edilir.