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.
Shmelev V.E., Sbitnev S.A.
"ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİNİN TEORİK TEMELLERİ"
"ELEKTROMANYETİK ALAN TEORİSİ"
Bölüm 1. Elektromanyetik alan teorisinin temel kavramları
§ 1.1. Elektromanyetik alanın tanımı ve fiziksel büyüklükleri.
Elektromanyetik alan teorisinin matematiksel aparatı
Elektromanyetik alan(EMF), yüklü parçacıklara kuvvet uygulayan ve her noktada iki tarafını (elektrik ve manyetik alanlar) karakterize eden iki çift vektör niceliği tarafından belirlenen bir madde türüdür.
Elektrik alanı- bu, parçacığın yüküyle orantılı ve hızından bağımsız bir kuvvetle elektrik yüklü bir parçacık üzerindeki etkiyle karakterize edilen bir EMF bileşenidir.
Bir manyetik alan EMF'nin, parçacığın yükü ve hızıyla orantılı bir kuvvetle hareketli bir parçacık üzerindeki etkisi ile karakterize edilen bir bileşenidir.
Elektrik mühendisliğinin teorik temelleri sırasında incelenen EMF'leri hesaplamanın temel özellikleri ve yöntemleri, elektrikli, elektronik ve biyomedikal cihazlarda bulunan EMF'lerin niteliksel ve niceliksel bir çalışmasını içerir. Bu amaçla integral ve diferansiyel formdaki elektrodinamik denklemler en uygunudur.
Elektromanyetik alan teorisinin (TEMF) matematiksel aparatı, skaler alan teorisi, vektör ve tensör analizinin yanı sıra diferansiyel ve integral hesabına dayanmaktadır.
Kontrol soruları
1. Elektromanyetik alan nedir?
2. Elektrik ve manyetik alanlar nelerdir?
3. Elektromanyetik alan teorisinin matematiksel düzeni neye dayanmaktadır?
§ 1.2. EMF'yi karakterize eden fiziksel büyüklükler
Elektrik alan kuvveti vektörü noktada Q bir noktaya yerleştirilmiş elektrik yüklü sabit bir parçacığa etki eden kuvvet vektörüdür Q, eğer bu parçacık bir birim pozitif yüke sahipse.
Bu tanıma göre bir noktasal yüke etki eden elektrik kuvveti Q eşittir:
Nerede e V/m cinsinden ölçülür.
Manyetik alan karakterize edilir manyetik indüksiyon vektörü. Bazı gözlem noktalarında manyetik indüksiyon Q modülü, bir noktada bulunan yüklü bir parçacığa etki eden manyetik kuvvete eşit olan bir vektör miktarıdır Q birim yüke sahip olan ve birim hızla hareket eden ve kuvvet, hız, manyetik indüksiyon vektörleri ve parçacığın yükü bu koşulu karşılar
.
Akım taşıyan kavisli bir iletkene etki eden manyetik kuvvet aşağıdaki formülle belirlenebilir:
.
Düzgün bir alanda bulunan düz bir iletkene aşağıdaki manyetik kuvvet etki eder:
.
En yeni formüllerin hepsinde B - Tesla (T) cinsinden ölçülen manyetik indüksiyon.
1 T, manyetik indüksiyon çizgileri akım ile iletkene dik olarak yönlendirilirse ve iletkenin uzunluğu ise, 1 N'ye eşit bir manyetik kuvvetin 1A akıma sahip düz bir iletkene etki ettiği manyetik bir indüksiyondur. 1 m.
Elektromanyetik alan teorisinde, elektrik alan kuvveti ve manyetik indüksiyona ek olarak aşağıdaki vektör büyüklükleri de dikkate alınır:
1) elektriksel indüksiyon D (elektriksel yer değiştirme), C/m2 cinsinden ölçülür,
EMF vektörleri uzay ve zamanın fonksiyonlarıdır:
Nerede Q- gözlem noktası, T- zamanın anı.
Gözlem noktası ise Q boşluktaysa, karşılık gelen vektör büyüklük çiftleri arasında aşağıdaki ilişkiler geçerlidir:
vakumun mutlak dielektrik sabiti (temel elektrik sabiti), =8,85419*10 -12;
Vakumun mutlak manyetik geçirgenliği (temel manyetik sabit); = 4π*10 -7 .
Kontrol soruları
1. Elektrik alan kuvveti nedir?
2. Manyetik indüksiyona ne denir?
3. Hareket eden yüklü bir parçacığa etki eden manyetik kuvvet nedir?
4. Akım taşıyan bir iletkene etki eden manyetik kuvvet nedir?
5. Elektrik alanı hangi vektör büyüklüklerini karakterize eder?
6. Manyetik alan hangi vektör büyüklüklerini karakterize eder?
§ 1.3. Elektromanyetik alan kaynakları
EMF kaynakları elektrik yükleri, elektrik dipolleri, hareketli elektrik yükleri, elektrik akımları, manyetik dipollerdir.
Fizik dersinde elektrik yükü ve elektrik akımı kavramları verilmektedir. Elektrik akımları üç çeşittir:
1. İletim akımları.
2. Yer değiştirme akımları.
3. Akımları aktarın.
İletim akımı- elektriksel olarak iletken bir gövdenin hareketli yüklerinin belirli bir yüzeyden geçiş hızı.
Önyargı akımı- belirli bir yüzey boyunca elektrik yer değiştirme vektörü akışının değişim hızı.
.
Akımı aktar aşağıdaki ifadeyle karakterize edilir
Nerede v - cisimlerin yüzeyden transfer hızı S; N - birimin yüzeye dik vektörü; - yüzeyden normal yönde uçan cisimlerin doğrusal yük yoğunluğu; ρ - elektrik yükünün hacim yoğunluğu; ρ v - akım yoğunluğunu aktarın.
Elektrik dipol bir çift nokta yükü denir + Q Ve - Q, uzakta bulunan ben birbirinden (Şekil 1).
Bir nokta elektrik dipolü, elektrik dipol momentinin vektörü ile karakterize edilir:
Manyetik dipol elektrik akımı olan düz devre denir BEN. Bir manyetik dipol, manyetik dipol momentinin vektörü ile karakterize edilir.
Nerede S - akım taşıyan bir devre üzerine gerilmiş düz bir yüzeyin alanının vektörü. Vektör S bu düz yüzeye dik olarak yönlendirilir ve vektörün ucundan bakıldığında S , daha sonra kontur boyunca akımın yönü ile çakışan yönde hareket saat yönünün tersine gerçekleşecektir. Bu, dipol manyetik moment vektörünün yönünün, sağ vida kuralına göre akımın yönüyle ilişkili olduğu anlamına gelir.
Maddenin atomları ve molekülleri elektrik ve manyetik dipollerdir, bu nedenle EMF'deki malzeme türünün her noktası, elektrik ve manyetik dipol momentinin hacimsel yoğunluğu ile karakterize edilebilir:
P - maddenin elektriksel polarizasyonu:
M - maddenin mıknatıslanması:
Maddenin elektriksel polarizasyonu gerçek bir cismin bir noktasındaki elektrik dipol momentinin hacimsel yoğunluğuna eşit bir vektör miktarıdır.
Bir maddenin mıknatıslanması malzeme gövdesinin bir noktasındaki manyetik dipol momentinin hacimsel yoğunluğuna eşit bir vektör miktarıdır.
Elektriksel önyargı herhangi bir gözlem noktası için, boşlukta mı yoksa maddede mi olduğuna bakılmaksızın aşağıdaki ilişkiden belirlenen bir vektör miktarıdır:
(vakum veya madde için),
(yalnızca vakum için).
Manyetik alan kuvveti- herhangi bir gözlem noktası için, boşlukta mı yoksa maddede mi olduğuna bakılmaksızın aşağıdaki ilişkiden belirlenen bir vektör miktarı:
,
manyetik alan kuvvetinin A/m cinsinden ölçüldüğü yer.
Polarizasyon ve mıknatıslanmaya ek olarak hacimsel olarak dağıtılmış başka EMF kaynakları da vardır:
- hacimsel yük yoğunluğu ; ,
hacimsel yük yoğunluğunun C/m3 cinsinden ölçüldüğü;
- elektrik akımı yoğunluk vektörü normal bileşeni şuna eşit olan
Daha genel olarak açık bir yüzeyden akan akım S, bu yüzeyden geçen akım yoğunluğu vektör akısına eşittir:
burada elektrik akımı yoğunluk vektörü A/m2 cinsinden ölçülür.
Kontrol soruları
1. Elektromanyetik alanın kaynakları nelerdir?
2. İletim akımı nedir?
3. Önyargı akımı nedir?
4. Transfer akımı nedir?
5. Elektrik dipolü ve elektrik dipol momenti nedir?
6. Manyetik dipol ve manyetik dipol momenti nedir?
7. Bir maddenin elektriksel polarizasyonuna ve mıknatıslanmasına ne denir?
8. Elektriksel yer değiştirmeye ne denir?
9. Manyetik alan kuvvetine ne denir?
10. Elektrik yükünün hacimsel yoğunluğu ve akım yoğunluğu nedir?
MATLAB Uygulama Örneği
Görev.
Verilen: Elektrik akımı olan devre BEN uzayda, köşelerinin Kartezyen koordinatları verilen bir üçgenin çevresini temsil eder: X 1 , X 2 , X 3 , sen 1 , sen 2 , sen 3 , z 1 , z 2 , z 3. Burada alt simgeler köşelerin sayılarıdır. Köşeler elektrik akımının akış yönüne göre numaralandırılmıştır.
Gerekli Döngünün dipol manyetik moment vektörünü hesaplayan bir MATLAB fonksiyonu oluşturun. Bir m dosyasını derlerken, uzaysal koordinatların metre cinsinden, akımın ise amper cinsinden ölçüldüğü varsayılabilir. Giriş ve çıkış parametrelerinin keyfi organizasyonuna izin verilir.
Çözüm
% m_dip_moment - uzayda akım olan üçgen devrenin manyetik dipol momentinin hesaplanması
% pm = m_dip_moment(tok,nodes)
% GİRİŞ PARAMETRELERİ
% tok - devredeki akım;
% düğümleri, her satırı karşılık gelen tepe noktasının koordinatlarını içeren ." biçiminde bir kare matristir.
% ÇIKIŞ PARAMETRE
% pm, manyetik dipol moment vektörünün Kartezyen bileşenlerinin bir satır matrisidir.
function pm = m_dip_moment(tok,nodes);
pm=tok*)]) det()]) det()])]/2;
% Son ifadede üçgenin alan vektörü akım ile çarpılmaktadır.
>> düğümler=10*rand(3)
9.5013 4.8598 4.5647
2.3114 8.913 0.18504
6.0684 7.621 8.2141
>> pm=m_dip_moment(1,düğümler)
13.442 20.637 -2.9692
Bu durumda işe yaradı P M = (13.442* 1 X + 20.637*1 sen - 2.9692*1 z) Devredeki akım 1 A ise A*m 2.
§ 1.4. Elektromanyetik alan teorisinde uzaysal diferansiyel operatörler
Gradyan skaler alan Φ( Q) = Φ( x, y, z) aşağıdaki formülle tanımlanan bir vektör alanıdır:
,
Nerede V 1 - noktayı içeren alan Q; S 1 - alanı sınırlayan kapalı yüzey V 1 , Q 1 - yüzeye ait nokta S 1; δ - noktadan en büyük mesafe Q yüzeydeki noktalara S 1 (maks| Soru Soru 1 |).
uyuşmazlık Vektör alanı F (Q)=F (x, y, z), aşağıdaki formülle tanımlanan skaler alan olarak adlandırılır:
Rotor(girdap) vektör alanı F (Q)=F (x, y, z) aşağıdaki formülle tanımlanan bir vektör alanıdır:
çürüme F
= 
Nabla operatörü Kartezyen koordinatlarda aşağıdaki formülle tanımlanan bir vektör diferansiyel operatörüdür:
Grad, div ve rot'u nabla operatörü aracılığıyla temsil edelim:
Bu operatörleri Kartezyen koordinatlarda yazalım:
; 
;
Kartezyen koordinatlardaki Laplace operatörü aşağıdaki formülle tanımlanır:
İkinci dereceden diferansiyel operatörler:
İntegral teoremleri
Gradyan teoremi 
;
Diverjans teoremi 
Rotor teoremi 
EMF teorisinde integral teoremlerinden bir tanesi daha kullanılır:
.
Kontrol soruları
1. Skaler alan gradyanı ne denir?
2. Bir vektör alanının ıraksamasına ne denir?
3. Bir vektör alanının rotasyoneline ne denir?
4. Nabla operatörü nedir ve birinci dereceden diferansiyel operatörler nasıl ifade edilir?
5. Skaler ve vektör alanları için hangi integral teoremleri doğrudur?
MATLAB Uygulama Örneği
Görev.
Verilen: Bir tetrahedronun hacminde skaler ve vektör alanları doğrusal bir yasaya göre değişir. Tetrahedron köşelerinin koordinatları şu formun bir matrisi ile belirtilir: [ X 1 , sen 1 , z 1 ; X 2 , sen 2 , z 2 ; X 3 , sen 3 , z 3 ; X 4 , sen 4 , z 4 ] Köşelerdeki skaler alanın değerleri matris tarafından belirtilir [Ф 1; F2; F3; F4]. Köşelerdeki vektör alanının Kartezyen bileşenleri matris [ F 1 X, F 1sen, F 1z; F 2X, F 2sen, F 2z; F 3X, F 3sen, F 3z; F 4X, F 4sen, F 4z].
Tanımlamak tetrahedronun hacminde, skaler alanın gradyanı ve ayrıca vektör alanının sapması ve rotasyoneli. Bunun için bir MATLAB fonksiyonu yazınız.
Çözüm. Aşağıda m fonksiyonunun metni bulunmaktadır.
% grad_div_rot - Bir tetrahedronun hacmindeki gradyanı, ıraksama ve rotoru hesaplar
% =grad_div_rot(düğümler,skaler,vektör)
% GİRİŞ PARAMETRELERİ
% düğümler - tetrahedron köşelerinin koordinat matrisi:
% satırlar köşelere, sütunlara - koordinatlara karşılık gelir;
% skaler - köşelerdeki skaler alan değerlerinin sütunlu matrisi;
% vektör - köşelerdeki vektör alanı bileşenlerinin matrisi:
% ÇIKIŞ PARAMETRELERİ
% grad - skaler alanın gradyanının Kartezyen bileşenlerinin satır matrisi;
% div - tetrahedronun hacmindeki vektör alanının sapma değeri;
% çürüme, vektör alanı rotorunun Kartezyen bileşenlerinin bir satır matrisidir.
% Hesaplamalarda tetrahedronun hacminde olduğu varsayılmıştır.
% vektör ve skaler alanlar uzayda doğrusal bir yasaya göre değişir.
fonksiyon =grad_div_rot(düğümler,skaler,vektör);
a=inv(); % Doğrusal enterpolasyon katsayısı matrisi
grad=(a(2:end,:)*skaler)."; % Skaler alanın gradyan bileşenleri
div=*vektör(:); % Vektör alanı sapması
rot=sum(cross(a(2:end,:),vector."),2).";
Geliştirilen m-fonksiyonunun çalıştırılmasına bir örnek:
>> düğümler=10*rand(4,3)
3.5287 2.0277 1.9881
8.1317 1.9872 0.15274
0.098613 6.0379 7.4679
1.3889 2.7219 4.451
>> skaler=rand(4,1)
>> vektör=rand(4,3)
0.52515 0.01964 0.50281
0.20265 0.68128 0.70947
0.67214 0.37948 0.42889
0.83812 0.8318 0.30462
>> =grad_div_rot(düğümler,skaler,vektör)
0.16983 -0.03922 -0.17125
0.91808 0.20057 0.78844
Uzamsal koordinatların metre cinsinden ölçüldüğünü ve vektör ve skaler alanların boyutsuz olduğunu varsayarsak, bu örnekte şunu elde ederiz:
derece Ф = (-0,16983* 1 X - 0.03922*1 sen - 0.17125*1 z) m-1;
div F = -1,0112 m-1;
çürüme F = (-0.91808*1 X + 0.20057*1 sen + 0.78844*1 z) m-1 .
§ 1.5. Elektromanyetik alan teorisinin temel yasaları
İntegral formda EMF denklemleri
Toplam mevcut yasa:
veya 
Manyetik alan kuvveti vektörünün kontur boyunca dolaşımı ben yüzeyden akan toplam elektrik akımına eşit S, kontur üzerinde gerilmiş ben Akımın yönü, devreyi bypass etme yönü ile sağ yönlü bir sistem oluşturuyorsa.
Elektromanyetik indüksiyon yasası:
,
Nerede e c, harici elektrik alanının yoğunluğudur.
EMF elektromanyetik indüksiyon e ve devrede ben yüzeyden geçen manyetik akının değişim hızına eşit S, kontur üzerinde gerilmiş ben ve manyetik akı formlarının değişim hızının yönü, yön ile birlikte e ve solak vida sistemi.
Gauss teoremi integral formda:
Kapalı bir yüzeyden elektrik yer değiştirme vektörü akışı S yüzeyle sınırlı hacimdeki serbest elektrik yüklerinin toplamına eşittir S.
Manyetik indüksiyon hatlarının sürekliliği yasası:
Herhangi bir kapalı yüzeyden geçen manyetik akı sıfırdır.
Denklemlerin integral formda doğrudan uygulanması, en basit elektromanyetik alanların hesaplanmasını mümkün kılar. Daha karmaşık şekillerin elektromanyetik alanlarını hesaplamak için diferansiyel formdaki denklemler kullanılır. Bu denklemlere Maxwell denklemleri denir.
Sabit ortamlar için Maxwell denklemleri
Bu denklemler doğrudan integral formdaki karşılık gelen denklemlerden ve uzaysal diferansiyel operatörlerin matematiksel tanımlarından kaynaklanır.
Diferansiyel formdaki toplam mevcut yasa:
,
Toplam elektrik akımı yoğunluğu,
Harici elektrik akımının yoğunluğu,
İletim akımı yoğunluğu,
Önyargı akım yoğunluğu: ,
Akım yoğunluğunu aktarın: .
Bu, elektrik akımının, manyetik alan kuvvetinin vektör alanının bir girdap kaynağı olduğu anlamına gelir.
Diferansiyel formda elektromanyetik indüksiyon yasası:
Bu, alternatif manyetik alanın, elektrik alanı kuvvet vektörünün uzaysal dağılımı için bir girdap kaynağı olduğu anlamına gelir.
Manyetik indüksiyon hatlarının süreklilik denklemi:
Bu, manyetik indüksiyon vektörünün alanının herhangi bir kaynağa sahip olmadığı anlamına gelir; Doğada manyetik yükler (manyetik monopoller) yoktur.
Diferansiyel formda Gauss teoremi:
Bu, elektrik yer değiştirmesinin vektör alanının kaynaklarının elektrik yükleri olduğu anlamına gelir.
EMF analizi sorununun çözümünün benzersizliğini sağlamak için Maxwell denklemlerini vektörler arasındaki malzeme bağlantı denklemleriyle desteklemek gerekir. e Ve D , Ve B Ve H .
Alan vektörleri ile ortamın elektriksel özellikleri arasındaki ilişkiler
biliniyor ki
| (1) |
Tüm dielektrikler bir elektrik alanının etkisi altında polarize olur. Tüm mıknatıslar bir manyetik alanın etkisi altında mıknatıslanır. Bir maddenin statik dielektrik özellikleri, polarizasyon vektörünün fonksiyonel bağımlılığı ile tamamen açıklanabilir. P elektrik alan kuvveti vektöründen e (P =P (e )). Bir maddenin statik manyetik özellikleri, mıknatıslanma vektörünün işlevsel bağımlılığı ile tamamen açıklanabilir. M manyetik alan kuvveti vektöründen H (M =M (H )). Genel durumda, bu tür bağımlılıklar doğası gereği belirsizdir (histeretik). Bu, bir noktadaki polarizasyon veya mıknatıslanma vektörünün Q yalnızca vektörün değeriyle belirlenmez e veya H Bu noktada, aynı zamanda vektördeki değişimin arka planı da e veya H Bu noktada. Bu bağımlılıkları deneysel olarak incelemek ve modellemek son derece zordur. Bu nedenle pratikte sıklıkla vektörlerin olduğu varsayılır. P Ve e , Ve M Ve H eşdoğrusaldır ve bir maddenin elektriksel özellikleri skaler histerezis fonksiyonları (| P |=|P |(|e |), |M |=|M |(|H |). Yukarıdaki fonksiyonların histerezis özellikleri ihmal edilebilirse, elektriksel özellikler kesin fonksiyonlarla tanımlanır. P=P(e), M=M(H).
Çoğu durumda, bu işlevler yaklaşık olarak doğrusal olarak kabul edilebilir;
Daha sonra (1) ilişkisini dikkate alarak aşağıdakileri yazabiliriz:
| , | (4) |
Buna göre maddenin bağıl dielektrik ve manyetik geçirgenliği:
Bir maddenin mutlak dielektrik sabiti:
Bir maddenin mutlak manyetik geçirgenliği:
İlişkiler (2), (3), (4), maddenin dielektrik ve manyetik özelliklerini karakterize eder. Bir maddenin elektriksel olarak iletken özellikleri Ohm kanunu ile diferansiyel formda tanımlanabilir.
S/m cinsinden ölçülen maddenin spesifik elektrik iletkenliği nerede?
Daha genel bir durumda, iletim akım yoğunluğu ile elektrik alan şiddeti vektörü arasındaki ilişki doğrusal olmayan bir vektör-histerezis karakterine sahiptir.
Elektromanyetik alan enerjisi
Elektrik alanının hacimsel enerji yoğunluğu eşittir
,
Nerede K e, J/m3 cinsinden ölçülür.
Manyetik alanın hacimsel enerji yoğunluğu eşittir
,
Nerede K m, J/m3 cinsinden ölçülür.
Elektromanyetik alanın hacimsel enerji yoğunluğu eşittir
Maddenin doğrusal elektriksel ve manyetik özellikleri durumunda, EMF'nin hacimsel enerji yoğunluğu şuna eşittir:
Bu ifade belirli enerji ve EMF vektörlerinin anlık değerleri için geçerlidir.
İletim akımlarından kaynaklanan ısı kayıplarının özgül gücü
Üçüncü taraf kaynakların güç yoğunluğu
Kontrol soruları
1. Toplam akım yasası integral formda nasıl formüle edilir?
2. Elektromanyetik indüksiyon yasası integral formda nasıl formüle edilir?
3. Gauss teoremi ve manyetik akı sürekliliği yasası integral formda nasıl formüle edilir?
4. Mevcut yasanın tamamı diferansiyel biçimde nasıl formüle edilir?
5. Elektromanyetik indüksiyon yasası diferansiyel biçimde nasıl formüle edilir?
6. Gauss teoremi ve manyetik indüksiyon hatlarının sürekliliği yasası integral formda nasıl formüle edilir?
7. Bir maddenin elektriksel özelliklerini hangi ilişkiler tanımlar?
8. Elektromanyetik alanın enerjisi, onu belirleyen vektör büyüklükleriyle nasıl ifade edilir?
9. Isı kayıplarının özgül gücü ve üçüncü taraf kaynakların özgül gücü nasıl belirlenir?
MATLAB Uygulama Örnekleri
Sorun 1.
Verilen: Dört yüzlünün hacmi içinde, maddenin manyetik indüksiyonu ve mıknatıslanması doğrusal bir yasaya göre değişir. Tetrahedronun köşelerinin koordinatları verilmiştir, manyetik indüksiyon vektörlerinin değerleri ve köşe noktalarında maddenin mıknatıslanması da verilmiştir.
HesaplamakÖnceki paragrafta problem çözülürken derlenen m-fonksiyonunu kullanarak tetrahedronun hacmindeki elektrik akımı yoğunluğu. Uzamsal koordinatların milimetre cinsinden, manyetik indüksiyonun tesla cinsinden, manyetik alan kuvvetinin ve mıknatıslanmanın kA/m cinsinden ölçüldüğünü varsayarak, MATLAB komut penceresinde hesaplamayı gerçekleştirin.
Çözüm.
Başlangıç verilerini m-fonksiyonu grad_div_rot ile uyumlu bir formatta ayarlayalım:
>> düğümler=5*rand(4,3)
0.94827 2.7084 4.3001
0.96716 0.75436 4.2683
3.4111 3.4895 2.9678
1.5138 1.8919 2.4828
>> B=rand(4.3)*2.6-1.3
1.0394 0.41659 0.088605
0.83624 -0.41088 0.59049
0.37677 -0.54671 -0.49585
0.82673 -0.4129 0.88009
>> mu0=4e-4*pi Vakumun % mutlak manyetik geçirgenliği, µH/mm
>> M=rand(4,3)*1800-900
122.53 -99.216 822.32
233.26 350.22 40.663
364.93 218.36 684.26
83.828 530.68 -588.68
>> =grad_div_rot(düğümler,birler(4,1),B/mu0-M)
0 -3.0358e-017 0
914.2 527.76 -340.67
Bu örnekte, söz konusu hacimdeki toplam akım yoğunluğunun vektörünün (-914,2*)'ye eşit olduğu ortaya çıktı. 1 X + 527.76*1 sen - 340.67*1 z) A/mm2 . Akım yoğunluğunun modülünü belirlemek için aşağıdaki operatörü uygularız:
>> cur_d=sqrt(cur_dens*cur_dens.")
Gerçek teknik cihazlarda yüksek mıknatıslı ortamlarda hesaplanan akım yoğunluğu değeri elde edilemez. Bu örnek tamamen eğiticidir. Şimdi tetrahedronun hacmindeki manyetik indüksiyon dağılımının belirtilmesinin doğruluğunu kontrol edelim. Bunu yapmak için aşağıdaki ifadeyi yürütüyoruz:
>> =grad_div_rot(düğümler,birler(4,1),B)
0 -3.0358e-017 0
0.38115 0.37114 -0.55567
Burada div değerini elde ettik B = -0,34415 T/mm diferansiyel formdaki manyetik indüksiyon hatlarının sürekliliği kanununa uygun olamaz. Bundan, tetrahedronun hacmindeki manyetik indüksiyonun dağılımının yanlış belirtildiği sonucu çıkmaktadır.
Sorun 2.
Köşelerinin koordinatları verilen bir tetrahedronun havada olmasına izin verin (ölçü birimleri metredir). Elektrik alan şiddeti vektörünün köşelerindeki değerleri verilsin (ölçü birimleri - kV/m).
Gerekli Dört yüzlünün içindeki hacimsel yük yoğunluğunu hesaplayın.
Çözüm benzer şekilde yapılabilir:
>> düğümler=3*rand(4,3)
2.9392 2.2119 0.59741
0.81434 0.40956 0.89617
0.75699 0.03527 1.9843
2.6272 2.6817 0.85323
>> eps0=8,854e-3% vakumun mutlak dielektrik sabiti, nF/m
>> E=20*rand(4,3)
9.3845 8.4699 4.519
1.2956 10.31 11.596
19.767 6.679 15.207
11.656 8.6581 10.596
>> =grad_div_rot(düğümler,birler(4,1),E*eps0)
0.076467 0.21709 -0.015323
Bu örnekte hacimsel yük yoğunluğu 0,10685 µC/m3'e eşitti.
§ 1.6. EMF vektörleri için sınır koşulları.
Yükün korunumu kanunu. Umov-Poynting teoremi
veya 
Burada belirtilmiştir: H 1 - 1 numaralı ortamdaki ortamlar arasındaki arayüzdeki manyetik alan kuvveti vektörü; H 2 - 2 numaralı ortamda aynı; H 1T- ortam No. 1'deki ortamlar arasındaki arayüzdeki manyetik alan kuvveti vektörünün teğetsel (teğet) bileşeni; H 2T- 2 numaralı ortamda da aynısı; e 1 numaralı ortamdaki ortamlar arasındaki arayüzdeki toplam elektrik alan kuvvetinin 1 vektörü; e 2 - 2 numaralı ortamda aynı; e 1 c - 1 numaralı ortamdaki ortamlar arasındaki arayüzdeki elektrik alan kuvveti vektörünün üçüncü taraf bileşeni; e 2c - 2 numaralı ortamda aynı; e 1T- 1 numaralı ortamdaki ortamlar arasındaki arayüzdeki elektrik alan kuvveti vektörünün teğetsel bileşeni; e 2T- 2 numaralı ortamda da aynısı; e 1s T- ortam No. 1'deki ortamlar arasındaki arayüzdeki elektrik alanı kuvveti vektörünün teğet üçüncü taraf bileşeni; e 2T- 2 numaralı ortamda da aynısı; B 1 - 1 numaralı ortamdaki ortamlar arasındaki arayüzdeki manyetik indüksiyon vektörü; B 2 - 2 numaralı ortamda aynı; B 1N- ortam No. 1'deki ortamlar arasındaki arayüzdeki manyetik indüksiyon vektörünün normal bileşeni; B 2N- 2 numaralı ortamda da aynısı; D 1 - 1 numaralı ortamdaki ortamlar arasındaki arayüzdeki elektrik yer değiştirme vektörü; D 2 - 2 numaralı ortamda aynı; D 1N- 1 numaralı ortamdaki ortamlar arasındaki arayüzdeki elektrik yer değiştirme vektörünün normal bileşeni; D 2N- 2 numaralı ortamda da aynısı; σ, C/m2 cinsinden ölçülen, arayüzdeki elektrik yükünün yüzey yoğunluğudur.
Yükün korunumu kanunu
Üçüncü taraf akım kaynakları yoksa, o zaman
,
ve genel durumda, yani toplam akım yoğunluğu vektörünün hiçbir kaynağı yoktur, yani toplam akım hatları her zaman kapalıdır
Umov-Poynting teoremiBir EMF'deki maddi bir nokta tarafından tüketilen hacimsel güç yoğunluğu şuna eşittir:
Kimliğe uygun olarak (1)
Bu hacim için güç dengesi denklemidir V. Genel durumda (3) eşitliğine göre hacim içindeki kaynakların ürettiği elektromanyetik güç V, ısı kayıplarına, EMF enerjisinin birikmesine ve bu hacmi sınırlayan kapalı bir yüzey aracılığıyla çevredeki alana radyasyona gider.
(2) integralindeki integrale Poynting vektörü denir:
,
Nerede P W/m2 cinsinden ölçülür.
Bu vektör, bazı gözlem noktalarındaki elektromanyetik güç akısı yoğunluğuna eşittir. Eşitlik (3), Umov-Poynting teoreminin matematiksel bir ifadesidir.
Bölgenin yaydığı elektromanyetik güç V Poynting vektörünün kapalı bir yüzeyden çevredeki uzaya akışına eşittir S alanı sınırlandırıyor V.
Kontrol soruları
1. Ortamlar arasındaki arayüzlerdeki elektromanyetik alan vektörleri için sınır koşullarını hangi ifadeler tanımlar?
2. Yükün korunumu yasası diferansiyel biçimde nasıl formüle edilir?
3. Yükün korunumu kanunu integral formda nasıl formüle edilir?
4. Arayüzlerdeki akım yoğunluğunun sınır koşullarını hangi ifadeler tanımlar?
5. Elektromanyetik alandaki maddi bir noktanın tükettiği hacimsel güç yoğunluğu nedir?
6. Belirli bir hacim için elektromanyetik güç dengesi denklemi nasıl yazılır?
7. Poynting vektörü nedir?
8. Umov-Poynting teoremi nasıl formüle edilir?
MATLAB Uygulama Örneği
Görev.
Verilen: Uzayda üçgen bir yüzey vardır. Köşelerin koordinatları verilmiştir. Köşelerdeki elektrik ve manyetik alan kuvvet vektörlerinin değerleri de belirtilir. Elektrik alan kuvvetinin üçüncü taraf bileşeni sıfırdır.
Gerekli Bu üçgen yüzeyden geçen elektromanyetik gücü hesaplayınız. Bu hesaplamayı gerçekleştiren bir MATLAB fonksiyonu yazınız. Hesaplarken, pozitif normal vektörün, ucundan bakıldığında, köşe sayılarının artan sırasına göre hareketin saat yönünün tersine gerçekleşeceği şekilde yönlendirildiğini varsayalım.
Çözüm. Aşağıda m fonksiyonunun metni bulunmaktadır.
% em_power_tri - geçen elektromanyetik gücün hesaplanması
Uzaydaki üçgen yüzeyin yüzdesi
% P=em_power_tri(düğümler,E,H)
% GİRİŞ PARAMETRELERİ
% düğümler " biçiminde bir kare matristir,
Karşılık gelen tepe noktasının koordinatlarının yazıldığı her satırda %.
% E - köşelerdeki elektrik alan kuvveti vektörünün bileşenlerinin matrisi:
% satırlar köşelere, sütunlara - Kartezyen bileşenlere karşılık gelir.
% H - köşelerdeki manyetik alan kuvveti vektörünün bileşenlerinin matrisi.
% ÇIKIŞ PARAMETRE
% P - üçgenden geçen elektromanyetik güç
% Hesaplamalar sırasında üçgenin üzerinde olduğu varsayılmaktadır.
% alan kuvveti vektörleri uzayda doğrusal bir yasaya göre değişir.
fonksiyon P=em_power_tri(düğümler,E,H);
% Üçgenin çift alan vektörünü hesaplayın
S=)]) det()]) det()])];
P=toplam(çapraz(E,(birler(3,3)+göz(3))*H,2))*S."/24;
Geliştirilen m-fonksiyonunun çalıştırılmasına bir örnek:
>> düğümler=2*rand(3,3)
0.90151 0.5462 0.4647
1.4318 0.50954 1.6097
1.7857 1.7312 1.8168
>> E=2*rand(3,3)
0.46379 0.15677 1.6877
0.47863 1.2816 0.3478
0.099509 0.38177 0.34159
>>H=2*rand(3,3)
1.9886 0.62843 1.1831
0.87958 0.73016 0.23949
0.6801 0.78648 0.076258
>> P=em_power_tri(düğümler,E,H)
Uzamsal koordinatların metre cinsinden ölçüldüğünü, elektrik alan kuvvet vektörünün metre başına volt ve manyetik alan kuvvet vektörünün metre başına amper cinsinden olduğunu varsayarsak, bu örnekte üçgenden geçen elektromanyetik güç 0,18221 W'a eşittir. .
Elektromanyetik alan, birbirini üreten alternatif elektrik ve manyetik alanlardır.
Elektromanyetik alan teorisi 1865 yılında James Maxwell tarafından ortaya atılmıştır.
Teorik olarak şunu kanıtladı:
Manyetik alanda zamanla meydana gelen herhangi bir değişiklik, değişen bir elektrik alanına yol açar ve elektrik alanda zamanla meydana gelen herhangi bir değişiklik, değişen bir manyetik alana yol açar.
Elektrik yükleri ivmeyle hareket ederse, oluşturdukları elektrik alanı periyodik olarak değişir ve kendisi uzayda alternatif bir manyetik alan yaratır, vb.
Elektromanyetik alan kaynakları şunlar olabilir:
- hareketli mıknatıs;
- ivmeyle veya salınımla hareket eden bir elektrik yükü (sabit bir hızda hareket eden bir yükün aksine, örneğin bir iletkende doğru akım olması durumunda, burada sabit bir manyetik alan oluşturulur).
Bir elektrik yükünün etrafında her zaman bir elektrik alanı vardır; herhangi bir referans sisteminde, elektrik yüklerinin hareket ettiği alanda bir manyetik alan vardır.
Bir referans çerçevesinde, elektrik yüklerinin ivmeyle hareket ettiği bir elektromanyetik alan mevcuttur.
ÇÖZMEYİ DENEYİN
Bir parça kehribar bir kumaşa sürtüldü ve kumaş statik elektrikle yüklendi. Hareketsiz kehribarın çevresinde ne tür bir alan bulunabilir? Hareket eden birinin etrafında mı?
Yüklü bir cisim dünyanın yüzeyine göre hareketsizdir. Araba, dünya yüzeyine göre düzgün ve doğrusal olarak hareket eder. Bir arabanın referans çerçevesindeki sabit bir manyetik alanı tespit etmek mümkün müdür?
Bir elektronun çevresinde hangi alan belirir: eğer duruyorsa; sabit hızla hareket eder; ivmeyle mi hareket ediyorsunuz?
Bir kineskop, düzgün şekilde hareket eden bir elektron akışı yaratır. Hareket eden elektronlardan biriyle ilişkili bir referans çerçevesindeki manyetik alanı tespit etmek mümkün müdür?
ELEKTROMANYETİK DALGALAR
Elektromanyetik dalgalar, ortamın özelliklerine bağlı olarak uzayda sonlu bir hızla yayılan bir elektromanyetik alandır.
Elektromanyetik dalgaların özellikleri:
- yalnızca maddede değil aynı zamanda boşlukta da yayılır;
- boşlukta ışık hızında yayılır (C = 300.000 km/s);
- bunlar enine dalgalardır;
- bunlar ilerleyen dalgalardır (enerji aktarımı).
Elektromanyetik dalgaların kaynağı hızlandırılmış hareketli elektrik yükleridir.
Elektrik yüklerinin salınımlarına, yük salınımlarının frekansına eşit frekansa sahip elektromanyetik radyasyon eşlik eder.
ELEKTROMANYETİK DALGA ÖLÇEĞİ
Çevremizdeki tüm alan elektromanyetik radyasyonla doludur. Güneş, etrafımızdaki cisimler ve verici antenler, salınım frekanslarına bağlı olarak farklı isimler alan elektromanyetik dalgalar yayarlar.
Radyo dalgaları, sinyalleri (bilgiyi) telsiz bir mesafeye iletmek için kullanılan elektromanyetik dalgalardır (dalga boyu 10000 m'den 0,005 m'ye kadar).
Radyo iletişiminde radyo dalgaları, bir antenden akan yüksek frekanslı akımlar tarafından oluşturulur.
Farklı dalga boylarındaki radyo dalgaları farklı şekilde yayılır.
Dalga boyu 0,005 m'den az fakat 770 nm'den büyük olan, yani radyo dalgası aralığı ile görünür ışık aralığı arasında yer alan elektromanyetik radyasyona kızılötesi radyasyon (IR) adı verilir.
Kızılötesi radyasyon ısıtılan herhangi bir cisim tarafından yayılır. Kızılötesi radyasyonun kaynakları sobalar, su ısıtma radyatörleri ve akkor elektrik lambalarıdır. Özel cihazlar kullanılarak kızılötesi radyasyon görünür ışığa dönüştürülebilir ve ısıtılan nesnelerin görüntüleri tamamen karanlıkta elde edilebilir. Kızılötesi radyasyon boyalı ürünleri, bina duvarlarını ve ahşabı kurutmak için kullanılır.
Görünür ışık, kırmızıdan mora kadar yaklaşık 770 nm ila 380 nm arasında dalga boylarına sahip radyasyonu içerir. Elektromanyetik radyasyon spektrumunun bu kısmının insan yaşamındaki önemi son derece büyüktür, çünkü bir kişi etrafındaki dünya hakkındaki neredeyse tüm bilgileri görme yoluyla alır. Işık, yeşil bitkilerin gelişmesi için bir ön koşuldur ve dolayısıyla Dünya'daki yaşamın varlığı için gerekli bir koşuldur.
Gözle görülemeyen, dalga boyu mor ışıktan daha kısa olan elektromanyetik radyasyona ultraviyole radyasyon (UV) denir.Ultraviyole radyasyon iyi huylu bakterileri öldürebildiğinden tıpta yaygın olarak kullanılır. Güneş ışığının bileşimindeki ultraviyole radyasyon, insan derisinin koyulaşmasına - bronzlaşmaya yol açan biyolojik süreçlere neden olur. Deşarj lambaları tıpta ultraviyole radyasyon kaynağı olarak kullanılır. Bu tür lambaların tüpleri, ultraviyole ışınlara karşı şeffaf olan kuvarstan yapılmıştır; Bu yüzden bu lambalara kuvars lambalar adı verilmektedir.
X-ışınları (Ri) görünmez. Görünür ışığa karşı opak olan önemli madde katmanlarından önemli bir emilim olmadan geçerler. X-ışınları, belirli kristallerde belirli bir parıltıya neden olma ve fotoğraf filmi üzerinde etkili olma yetenekleriyle tespit edilir. X ışınlarının kalın madde katmanlarına nüfuz etme yeteneği, insan iç organlarının hastalıklarını teşhis etmek için kullanılır.
Bilimsel ve teknolojik ilerlemeye, insan tarafından yaratılan, bazı durumlarda doğal alanların seviyesinden yüzlerce ve binlerce kat daha yüksek olan elektromanyetik alanların (EMF) gücünde keskin bir artış eşlik ediyor.
Elektromanyetik salınımların spektrumu uzunluk dalgalarını içerir 1000 km'den 0,001 µm'ye ve frekansa göre F 3×10 2 ila 3×10 20 Hz. Elektromanyetik alan, elektriksel ve manyetik bileşenlerin bir dizi vektörüyle karakterize edilir. Elektromanyetik dalgaların farklı aralıkları ortak bir fiziksel yapıya sahiptir, ancak enerji, yayılma doğası, emilim, yansıma ve çevre ve insanlar üzerindeki etki bakımından farklılık gösterir. Dalga boyu ne kadar kısa olursa kuantum o kadar fazla enerji taşır.
EMF'nin temel özellikleri şunlardır:
Elektrik alan kuvveti e, V/m.
Manyetik alan kuvveti N, A/m.
Elektromanyetik dalgalar tarafından taşınan enerji akı yoğunluğu BEN, W/m2.
Aralarındaki bağlantı bağımlılıkla belirlenir:
Enerji bağlantısı BEN ve frekanslar F titreşimler şu şekilde tanımlanır:
Nerede: f = s/l, a c = 3 × 10 8 m/s (elektromanyetik dalgaların yayılma hızı), H= 6,6 × 10 34 W/cm2 (Planck sabiti).
Boşlukta. EMF kaynağını çevreleyen 3 bölge vardır (Şekil 9):
A) Yakın bölge(indüksiyon), dalga yayılımının olmadığı, enerji aktarımının olmadığı ve dolayısıyla EMF'nin elektriksel ve manyetik bileşenlerinin bağımsız olarak değerlendirildiği yer. Bölge R sınırı< l/2p.
B) Ara bölge(kırınım), dalgaların üst üste binerek maksimum ve duran dalgalar oluşturduğu yer. Bölge sınırları l/2p< R < 2pl. Основная характеристика зоны суммарная плотность потоков энергии волн.
V) Radyasyon bölgesi(dalga) sınırı R > 2pl. Dalga yayılımı vardır, bu nedenle radyasyon bölgesinin özelliği enerji akısı yoğunluğudur, yani. birim yüzey başına düşen enerji miktarı BEN(W/m2).
 |
Pirinç. 1.9. Elektromanyetik alanın varlığı bölgeleri
Elektromanyetik alan, radyasyon kaynaklarından uzaklaştıkça kaynağa olan uzaklığın karesiyle ters orantılı olarak zayıflar. İndüksiyon bölgesinde elektrik alan şiddeti üçüncü kuvvete olan uzaklıkla ters orantılı olarak azalır, manyetik alan ise uzaklığın karesi ile ters orantılı olarak azalır.
İnsan vücudu üzerindeki etkilerinin doğasına bağlı olarak EMF'ler 5 aralığa ayrılır:
Güç frekansı elektromanyetik alanları (PFEMF): F < 10 000 Гц.
Radyo frekansı aralığındaki elektromanyetik radyasyon (RF EMR) F 10.000Hz.
Spektrumun radyo frekansı kısmının elektromanyetik alanları dört alt aralığa ayrılır:
1) F 10.000 Hz ila 3.000.000 Hz (3 MHz);
2) F 3 ila 30 MHz arası;
3) F 30'dan 300 MHz'e;
4) F 300 MHz'den 300.000 MHz'e (300 GHz).
Endüstriyel frekanslı elektromanyetik alanların kaynakları, yüksek gerilim enerji hatları, açık dağıtım cihazları, tüm elektrik ağları ve 50 Hz alternatif akımla çalışan cihazlardır. Faz üzerinde yoğunlaşan yükün artması nedeniyle gerilimin artmasıyla hatlara maruz kalma tehlikesi artar. Yüksek gerilim hatlarının geçtiği bölgelerdeki elektrik alan şiddeti metre başına birkaç bin volta ulaşabilmektedir. Bu aralıktaki dalgalar toprak tarafından güçlü bir şekilde emilir ve hattan 50-100 m mesafede voltaj metre başına birkaç on volta düşer. EP'ye sistematik maruz kalma ile sinir ve kardiyovasküler sistemlerin aktivitesinde fonksiyonel bozukluklar gözlenir. Vücutta alan kuvvetinin artmasıyla birlikte merkezi sinir sisteminde kalıcı fonksiyonel değişiklikler meydana gelir. Elektrik alanının biyolojik etkisinin yanı sıra, kişinin Dünya'dan izole edilmesi durumunda birkaç kilovolta ulaşan vücut potansiyeli nedeniyle kişi ile metal bir nesne arasında deşarjlar meydana gelebilir.
İşyerlerinde izin verilen elektrik alan gücü seviyeleri GOST 12.1.002-84 “Endüstriyel frekansın elektrik alanları” tarafından belirlenir. İzin verilen maksimum EMF IF voltajı seviyesi 25 kV/m olarak ayarlanmıştır. Böyle bir alanda geçirilen izin verilen süre 10 dakikadır. 25 kV/m'den daha yüksek gerilime sahip bir EMF IF'de koruyucu ekipman olmadan kalmaya izin verilmez ve tüm çalışma günü boyunca 5 kV/m'ye kadar gerilime sahip bir EMF IF'de kalmaya izin verilir. 5 ila 20 kV/m (dahil) üzerindeki voltajlarda acil serviste izin verilen kalış süresini hesaplamak için formül kullanılır T = (50/e) - 2, burada: T- EMF IF'de izin verilen kalış süresi, (saat); e- EMF IF'nin elektriksel bileşeninin yoğunluğu, (kV/m).
Sıhhi standartlar SN 2.2.4.723-98, işyerinde EMF IF'nin manyetik bileşeninin izin verilen maksimum sınırlarını düzenler. Manyetik bileşen gücü N Bu saha koşullarında 8 saatlik kalış süresince 80 A/m'yi aşmamalıdır.
Konut binalarında ve apartmanlarda EMF IF'nin elektrik bileşeninin yoğunluğu, SanPiN 2971-84 “Nüfusun, endüstriyel frekanstaki alternatif akımın havai elektrik hatlarının yarattığı elektrik alanının etkilerinden korunmasına yönelik sıhhi standartlar ve kurallar” tarafından düzenlenmektedir. Bu belgeye göre değer e konutlarda 0,5 kV/m'yi, kentsel alanlarda ise 1 kV/m'yi aşmamalıdır. Konut ve kentsel ortamlar için EMF IF'nin manyetik bileşenine yönelik MPL standartları henüz geliştirilmemiştir.
RF EMR ısıl işlem, metal eritme, radyo iletişimi ve tıp için kullanılır. Endüstriyel tesislerdeki EMF kaynakları lamba jeneratörleri, radyo kurulumlarında - anten sistemlerinde, mikrodalga fırınlarda - çalışma odasının ekranı hasar gördüğünde enerji sızıntılarıdır.
EMF RF'nin vücuda maruz kalması, doku atomlarının ve moleküllerinin polarizasyonuna, polar moleküllerin yönelimine, dokularda iyonik akımların ortaya çıkmasına ve EMF enerjisinin emilmesi nedeniyle dokuların ısınmasına neden olur. Bu, elektriksel potansiyellerin yapısını, vücut hücrelerindeki sıvı dolaşımını, moleküllerin biyokimyasal aktivitesini ve kanın bileşimini bozar.
RF EMR'nin biyolojik etkisi parametrelerine bağlıdır: dalga boyu, radyasyonun yoğunluğu ve modu (darbeli, sürekli, aralıklı), ışınlanan yüzeyin alanı ve ışınlama süresi. Elektromanyetik enerji kısmen dokular tarafından emilir ve ısıya dönüştürülür, dokuların ve hücrelerin lokal ısınması meydana gelir. RF EMR'nin merkezi sinir sistemi üzerinde olumsuz etkisi vardır, nöroendokrin regülasyonda bozukluklara, kanda değişikliklere, göz merceğinin bulanıklaşmasına (yalnızca 4 alt bant), metabolik bozukluklara neden olur.
RF EMR'nin hijyenik standardizasyonu GOST 12.1.006-84 “Radyo frekanslarının elektromanyetik alanları” uyarınca gerçekleştirilir. İşyerlerinde izin verilen seviyeler ve izleme gereklilikleri.” İşyerlerindeki EMF seviyeleri, 60 kHz-300 MHz frekans aralığında elektriksel ve manyetik bileşenlerin yoğunluğu ve 300 MHz-300 GHz frekans aralığında EMF'nin enerji akı yoğunluğu (PED) ölçülerek kontrol edilir. ışınlama bölgesinde geçirilen süre.
10 kHz ila 300 MHz arasındaki EMF radyo frekansları için, alanın elektrik ve manyetik bileşenlerinin gücü, frekans aralığına bağlı olarak düzenlenir: frekanslar ne kadar yüksek olursa, izin verilen güç değeri o kadar düşük olur. Örneğin, 10 kHz - 3 MHz frekansları için EMF'nin elektriksel bileşeni 50 V/m'dir ve 50 MHz - 300 MHz frekansları için yalnızca 5 V/m'dir. 300 MHz - 300 GHz frekans aralığında radyasyon enerjisi akı yoğunluğu ve oluşturduğu enerji yükü düzenlenir; Eylem sırasında ışınlanmış yüzeyin bir biriminden geçen enerji akışı. Enerji akısı yoğunluğunun maksimum değeri 1000 μW/cm2'yi geçmemelidir. Böyle bir alanda geçirilen süre 20 dakikayı geçmemelidir. 8 saatlik vardiya boyunca sahada 25 μW/cm2'ye eşit bir PES'te kalmaya izin verilmektedir.
Kentsel ve evsel ortamlarda RF EMR düzenlemesi, SN 2.2.4/2.1.8-055-96 “Radyo frekansı aralığında elektromanyetik radyasyon” uyarınca gerçekleştirilir. Konutlarda RF EMR PES'in 10 μW/cm2'yi aşmaması gerekir.
Makine mühendisliğinde, 5-10 kHz düşük frekanslı darbe akımına sahip metallerin manyetik darbeli ve elektro-hidrolik işlenmesi yaygın olarak kullanılmaktadır (boru şeklindeki boşlukların kesilmesi ve kıvrılması, damgalama, delik kesme, dökümlerin temizlenmesi). Kaynaklar darbe manyetikİşyerindeki alanlar açık çalışan indüktörler, elektrotlar ve akım taşıyan baralardır. Darbeli bir manyetik alan, beyin dokusundaki ve endokrin düzenleyici sistemlerdeki metabolizmayı etkiler.
Elektrostatik alan(ESP), birbirleriyle etkileşime giren sabit elektrik yüklerinin alanıdır. ESP gerginlikle karakterizedir e yani alanda bir nokta yüke etki eden kuvvetin bu yükün büyüklüğüne oranıdır. ESP yoğunluğu V/m cinsinden ölçülür. ESP'ler enerji santrallerinde ve elektrik proseslerinde ortaya çıkar. ESP, elektrik gazı temizliğinde, boya ve vernik kaplama uygulamalarında kullanılır. ESP'nin merkezi sinir sistemi üzerinde olumsuz etkisi vardır; ESP bölgesinde çalışanlar baş ağrısı, uyku bozuklukları vb. sorunlar yaşarlar. ESP kaynaklarında biyolojik etkilerin yanı sıra hava iyonları da belli bir tehlike oluşturur. Hava iyonlarının kaynağı, voltajdaki tellerde görünen koronadır. e>50kV/m.
Kabul edilebilir gerginlik seviyeleri ESP'ler GOST 12.1.045-84 “Elektrostatik alanlar” tarafından oluşturulmuştur. İşyerlerinde izin verilen seviyeler ve izleme gereklilikleri.” İzin verilen ESP gerilimi seviyesi, işyerinde geçirilen süreye bağlı olarak belirlenir. ESP voltaj seviyesi 1 saat boyunca 60 kV/m'ye ayarlanmıştır. ESP voltajı 20 kV/m'den düşük olduğunda ESP'de geçirilen süre düzenlenmez.
Temel özellikleri Lazer radyasyonuşunlardır: dalga boyu l, (μm), çıkış ışınının enerjisi veya gücü ile belirlenen ve joule (J) veya watt (W) cinsinden ifade edilen radyasyon yoğunluğu: darbe süresi (sn), darbe tekrarlama frekansı (Hz) . Bir lazer tehlikesinin ana kriterleri gücü, dalga boyu, atım süresi ve radyasyona maruz kalmadır.
Tehlike derecesine göre lazerler 4 sınıfa ayrılır: 1 - çıkış radyasyonu gözler için tehlikeli değildir, 2 - doğrudan ve speküler olarak yansıyan radyasyon gözler için tehlikelidir, 3 - dağınık olarak yansıyan radyasyon gözler için tehlikelidir, 4 - dağınık olarak yansıyan radyasyon cilt için tehlikelidir.
Üretilen radyasyonun tehlike derecesine göre lazer sınıfı üretici tarafından belirlenir. Lazerlerle çalışırken personel zararlı ve tehlikeli üretim faktörlerine maruz kalır.
Lazer işlemi sırasında fiziksel zararlı ve tehlikeli faktörler grubu şunları içerir:
Lazer radyasyonu (doğrudan, dağınık, aynasal veya dağınık olarak yansıtılmış),
Artan lazer güç kaynağı voltajı,
Lazer radyasyonunun hedefle etkileşimi sonucu oluşan ürünlerle çalışma alanındaki havanın tozlu olması, ultraviyole ve kızılötesi radyasyon seviyelerinin artması,
Çalışma alanındaki iyonlaştırıcı ve elektromanyetik radyasyon, darbeli pompa lambalarından gelen ışığın parlaklığının artması ve lazer pompalama sistemlerinin patlama riski.
Personel servis lazerleri, üretim sürecinin doğası gereği ozon, nitrojen oksitler ve diğer gazlar gibi kimyasal olarak tehlikeli ve zararlı faktörlere maruz kalır.
Lazer radyasyonunun vücut üzerindeki etkisi, radyasyon parametrelerine (güç, dalga boyu, atım süresi, atım tekrarlama hızı, ışınlama süresi ve ışınlanan yüzey alanı), etkinin lokalizasyonuna ve ışınlanan nesnenin özelliklerine bağlıdır. Lazer radyasyonu, ışınlanan dokularda organik değişikliklere (birincil etkiler) ve vücudun kendisinde spesifik değişikliklere (ikincil etkiler) neden olur. Radyasyona maruz kaldığında ışınlanmış dokunun hızlı bir şekilde ısınması meydana gelir; termal yanık. Yüksek sıcaklıklara hızlı ısıtma sonucunda ışınlanmış dokularda basınçta keskin bir artış meydana gelir ve bu da mekanik hasara yol açar. Lazer radyasyonunun vücut üzerindeki etkileri fonksiyonel bozukluklara ve hatta tamamen görme kaybına neden olabilir. Hasar görmüş cildin doğası hafiften değişen derecelerde yanıklara ve nekrozlara kadar değişir. Lazer radyasyonu doku değişikliklerinin yanı sıra vücutta fonksiyonel değişikliklere de neden olur.
İzin verilen maksimum maruz kalma seviyeleri, “Lazerlerin tasarımı ve çalıştırılmasına ilişkin sıhhi normlar ve kurallar” 2392-81 tarafından düzenlenir. İzin verilen maksimum ışınım seviyeleri, lazerlerin çalışma modu dikkate alınarak farklılaştırılır. Optik aralığın her çalışma modu bölümü için uzaktan kumanda değeri özel tablolar kullanılarak belirlenir. Lazer radyasyonunun dozimetrik izlenmesi GOST 12.1.031-81'e uygun olarak gerçekleştirilir. İzleme sırasında sürekli radyasyonun güç yoğunluğu, darbeli ve darbe modülasyonlu radyasyonun enerji yoğunluğu ve diğer parametreler ölçülür.
Morötesi radyasyon - Bu, ışık ve x-ışını radyasyonu arasında bir ara pozisyonda yer alan, gözle görülmeyen elektromanyetik radyasyondur. UV radyasyonunun biyolojik olarak aktif kısmı üç kısma ayrılır: 400-315 nm dalga boyuna sahip A, 315-280 nm dalga boyuna sahip B ve 280-200 nm dalga boyuna sahip C. UV ışınları fotoelektrik etkiye, lüminesansa, fotokimyasal reaksiyonların gelişmesine neden olma yeteneğine sahiptir ve ayrıca önemli biyolojik aktiviteye sahiptir.
UV radyasyonu karakterize edilir bakterisidal ve eritem özellikleri. Eritemal radyasyon gücü - bu, UV radyasyonunun insanlar üzerindeki faydalı etkilerini karakterize eden bir değerdir. Eritem radyasyonunun birimi, 297 nm dalga boyu için 1 W'luk güce karşılık gelen Er olarak alınır. Eritem aydınlatma birimi (ışınlama) Metrekare başına Er (Er/m2) veya W/m2. Radyasyon dozu Ner, Er×h/m2 cinsinden ölçülür, yani. Bu, bir yüzeyin belirli bir süre boyunca ışınlanmasıdır. UV radyasyon akışının bakteri öldürücü gücü bakteri cinsinden ölçülür. Buna göre bakterisidal ışınlama m2 başına bakteridir ve doz m2 başına saat başına bakteridir (bq x h/m2).
Üretimdeki UV radyasyonunun kaynakları elektrik arkları, otojen alevler, cıva-kuvars brülörleri ve diğer sıcaklık yayıcılardır.
Doğal UV ışınlarının vücut üzerinde olumlu etkisi vardır. Güneş ışığı eksikliği ile “hafif açlık”, D vitamini eksikliği, zayıf bağışıklık, sinir sisteminin fonksiyonel bozuklukları ortaya çıkar. Aynı zamanda endüstriyel kaynaklardan gelen UV radyasyonu da akut ve kronik mesleki göz hastalıklarına neden olabilir. Akut göz hasarına elektrooftalmi denir. Yüz derisinin ve göz kapaklarının eritemi sıklıkla tespit edilir. Kronik lezyonlar arasında kronik konjonktivit, lens kataraktı, deri lezyonları (dermatit, su toplayan şişlik) yer alır.
UV radyasyonunun standardizasyonu“Endüstriyel tesislerde ultraviyole radyasyona ilişkin sıhhi standartlar” 4557-88'e uygun olarak gerçekleştirilir. Normalleştirme sırasında radyasyon yoğunluğu W/m2 cinsinden ayarlanır. 0,2 m2 ışınlama yüzeyi ile 5 dakikaya kadar ve 30 dakika ara ile toplam 60 dakikaya kadar UV-A için norm 50 W/m2, UV-B için 0,05 W/m2 ve UV -C 0,01 W/m2. Vardiyanın %50'si kadar toplam ışınlama süresi ve 5 dakikalık tek ışınlama ile UV-A için norm 10 W/m2, UV-B için 0,1 m2 ışınlama alanı ile 0,01 W/m2'dir, ve UV-C ışınlamasına izin verilmez.
Ayrıntılar Kategori: Elektrik ve Manyetizma Yayınlandı 06/05/2015 20:46 Görüntüleme: 11962Belirli koşullar altında, alternatif elektrik ve manyetik alanlar birbirini üretebilir. Hiç de onların bütünlüğü olmayan bir elektromanyetik alan oluştururlar. Bu iki alanın birbiri olmadan var olamayacağı tek bir bütündür.
Tarihten
Danimarkalı bilim adamı Hans Christian Oersted'in 1821'de gerçekleştirdiği deney, elektrik akımının manyetik alan oluşturduğunu gösterdi. Buna karşılık, değişen bir manyetik alan elektrik akımı üretebilir. Bu, 1831'de elektromanyetik indüksiyon olgusunu keşfeden İngiliz fizikçi Michael Faraday tarafından kanıtlandı. Aynı zamanda “elektromanyetik alan” teriminin de yazarıdır.
O dönemde fizikte Newton'un uzun menzilli etki kavramı kabul ediliyordu. Tüm cisimlerin boşlukta sonsuz yüksek hızda (neredeyse anında) ve herhangi bir mesafede birbirlerine etki ettiğine inanılıyordu. Elektrik yüklerinin benzer şekilde etkileştiği varsayılmıştır. Faraday, doğada boşluğun bulunmadığına ve etkileşimin belirli bir maddi ortam aracılığıyla sonlu bir hızda gerçekleştiğine inanıyordu. Elektrik yükleri için bu ortam elektromanyetik alan. Ve ışık hızına eşit bir hızla hareket eder.
Maxwell'in teorisi
Önceki çalışmaların sonuçlarını birleştirerek, İngiliz fizikçi James Clerk Maxwell 1864'te yaratıldı elektromanyetik alan teorisi. Buna göre, değişen bir manyetik alan, değişen bir elektrik alanı oluşturur ve alternatif bir elektrik alanı, alternatif bir manyetik alan üretir. Elbette alanlardan ilki bir yük veya akım kaynağı tarafından yaratılır. Ancak gelecekte bu alanlar bu tür kaynaklardan bağımsız olarak var olabilir ve birbirlerinin ortaya çıkmasına neden olabilir. Yani, elektrik ve manyetik alanlar tek bir elektromanyetik alanın bileşenleridir. Ve birindeki her değişiklik, diğerinin ortaya çıkmasına sebep olur. Bu hipotez Maxwell'in teorisinin temelini oluşturur. Manyetik alanın ürettiği elektrik alanı bir girdaptır. Güç hatları kapalı.
Bu teori fenomenolojiktir. Bu, varsayımlara ve gözlemlere dayanarak oluşturulduğu ve elektrik ve manyetik alanların nedenini dikkate almadığı anlamına gelir.
Elektromanyetik alanın özellikleri
Elektromanyetik alan, elektrik ve manyetik alanların birleşimidir, dolayısıyla uzayındaki her noktada iki ana büyüklükle tanımlanır: elektrik alan kuvveti e ve manyetik alan indüksiyonu İÇİNDE .
Elektromanyetik alan, bir elektrik alanını manyetik alana ve ardından manyetik alanı elektriğe dönüştürme işlemi olduğundan, durumu sürekli değişmektedir. Uzayda ve zamanda yayılarak elektromanyetik dalgalar oluşturur. Frekans ve uzunluğa bağlı olarak bu dalgalar aşağıdakilere ayrılır: radyo dalgaları, terahertz radyasyonu, kızılötesi radyasyon, görünür ışık, ultraviyole radyasyon, x-ışınları ve gama ışınları.
Elektromanyetik alanın yoğunluk ve indüksiyon vektörleri karşılıklı olarak diktir ve içinde bulundukları düzlem, dalganın yayılma yönüne diktir.
Uzun menzilli etki teorisinde, elektromanyetik dalgaların yayılma hızının sonsuz derecede büyük olduğu düşünülüyordu. Ancak Maxwell durumun böyle olmadığını kanıtladı. Bir maddede elektromanyetik dalgalar, maddenin dielektrik ve manyetik geçirgenliğine bağlı olarak sonlu bir hızda yayılır. Bu nedenle Maxwell Teorisine kısa mesafeli eylem teorisi denir.
Maxwell'in teorisi 1888'de Alman fizikçi Heinrich Rudolf Hertz tarafından deneysel olarak doğrulandı. Elektromanyetik dalgaların var olduğunu kanıtladı. Dahası, elektromanyetik dalgaların boşlukta yayılma hızını ölçtü ve bu hızın ışık hızına eşit olduğu ortaya çıktı.
İntegral formda bu yasa şöyle görünür:
Gauss'un manyetik alan yasası
Kapalı bir yüzeyden manyetik indüksiyon akısı sıfırdır.
Bu yasanın fiziksel anlamı, doğada manyetik yüklerin bulunmadığıdır. Mıknatısın kutupları birbirinden ayrılamaz. Manyetik alan çizgileri kapalıdır.
Faraday'ın İndüksiyon Yasası
Manyetik indüksiyondaki bir değişiklik girdap elektrik alanının ortaya çıkmasına neden olur.
,
Manyetik alan sirkülasyon teoremi
Bu teorem, manyetik alanın kaynaklarını ve bunların yarattığı alanları açıklar.
Elektrik akımı ve elektriksel indüksiyondaki değişiklikler girdap manyetik alanı oluşturur.
,
,
e– elektrik alan kuvveti;
N- manyetik alan kuvveti;
İÇİNDE- manyetik indüksiyon. Bu, v hızıyla hareket eden q büyüklüğündeki bir yüke manyetik alanın etki ettiği kuvveti gösteren vektör miktarıdır;
D– elektriksel indüksiyon veya elektriksel yer değiştirme. Yoğunluk vektörü ile polarizasyon vektörünün toplamına eşit bir vektör miktarıdır. Polarizasyon, harici bir elektrik alanının etkisi altındaki elektrik yüklerinin, böyle bir alan olmadığında konumlarına göre yer değiştirmesinden kaynaklanır.
Δ - Operatör Nabla. Bu operatörün belirli bir alan üzerindeki eylemine bu alanın rotoru denir.
Δ x E = çürük E
ρ - harici elektrik yükünün yoğunluğu;
J- akım yoğunluğu - birim alandan akan akımın gücünü gösteren bir değer;
İle– ışığın boşluktaki hızı.
Elektromanyetik alanın incelenmesi bir bilimdir. elektrodinamik. Elektrik yükü olan cisimlerle etkileşimini düşünüyor. Bu etkileşime denir elektromanyetik. Klasik elektrodinamik, Maxwell denklemlerini kullanarak elektromanyetik alanın yalnızca sürekli özelliklerini açıklar. Modern kuantum elektrodinamiği, elektromanyetik alanın aynı zamanda ayrık (süreksiz) özelliklere sahip olduğuna inanmaktadır. Ve böyle bir elektromanyetik etkileşim, kütlesi ve yükü olmayan, bölünemez parçacıkların - kuantumların - yardımıyla gerçekleşir. Elektromanyetik alan kuantumu denir foton .
Çevremizdeki elektromanyetik alan
Alternatif akım taşıyan herhangi bir iletkenin etrafında bir elektromanyetik alan oluşur. Elektromanyetik alanların kaynakları enerji hatları, elektrik motorları, transformatörler, kentsel elektrikli ulaşım, demiryolu taşımacılığı, elektrikli ve elektronik ev aletleri - televizyonlar, bilgisayarlar, buzdolapları, ütüler, elektrikli süpürgeler, radyotelefonlar, cep telefonları, elektrikli tıraş makineleri - kısacası her şey Elektrik tüketimi veya iletimi ile ilgili. Elektromanyetik alanların güçlü kaynakları televizyon vericileri, cep telefonu istasyonlarının antenleri, radar istasyonları, mikrodalga fırınlar vb.'dir. Çevremizde bu tür cihazlardan oldukça fazla olduğu için elektromanyetik alanlar bizi her yerde çevreliyor. Bu alanlar çevreyi ve insanı etkilemektedir. Bu, bu etkinin her zaman olumsuz olduğu anlamına gelmez. Elektrik ve manyetik alanlar insanların çevresinde uzun zamandır mevcuttu, ancak radyasyonun gücü birkaç on yıl önce bugüne göre yüzlerce kat daha düşüktü.
Belirli bir seviyeye kadar elektromanyetik radyasyon insanlar için güvenli olabilir. Bu nedenle tıpta dokuları iyileştirmek, inflamatuar süreçleri ortadan kaldırmak, analjezik etkiye sahip olmak için düşük yoğunluklu elektromanyetik radyasyon kullanılır. UHF cihazları, bağırsakların ve midenin düz kaslarının spazmlarını hafifletir, vücut hücrelerindeki metabolik süreçleri iyileştirir, kılcal damarların tonunu azaltır ve kan basıncını düşürür.
Ancak güçlü elektromanyetik alanlar, insanın kalp-damar, bağışıklık, endokrin ve sinir sistemlerinin işleyişinde bozulmalara neden olur ve uykusuzluğa, baş ağrısına ve strese neden olabilir. Tehlike, etkilerinin insanlar tarafından neredeyse görünmez olmasıdır ve rahatsızlıklar yavaş yavaş ortaya çıkar.
Çevremizi saran elektromanyetik radyasyondan kendimizi nasıl koruyabiliriz? Bunu tamamen yapmak imkansızdır, bu nedenle etkisini en aza indirmeye çalışmanız gerekir. Öncelikle ev aletlerini en sık bulunduğumuz yerlerden uzakta olacak şekilde düzenlemeniz gerekiyor. Örneğin televizyona çok yakın oturmayın. Sonuçta elektromanyetik alanın kaynağından uzaklaştıkça zayıflar. Çoğu zaman cihazı fişe takılı bırakıyoruz. Ancak elektromanyetik alan yalnızca cihazın elektrik şebekesinden bağlantısı kesildiğinde kaybolur.
İnsan sağlığı aynı zamanda doğal elektromanyetik alanlardan da etkilenir - kozmik radyasyon, Dünyanın manyetik alanı.