 |
Характеристика и источники ЭМИ
|
|
|
|
Защита от сверхвысокочастотного (СВЧ) излучения
Цель лабораторной работы –
Краткое описание работы
Целевая установка
Ознакомиться с характеристиками электромагнитного излучения (ЭМИ), воздействием ЭМИ на здоровье человека, нормативными требованиями к уровням ЭМИ; провести измерения ЭМИ СВЧ диапазона, установить зависимость интенсивности ЭМИ СВЧ диапазона от расстояния до источника ЭМИ, оценить эффективность защиты от СВЧ излучения при помощи экранирования.
Материальное обеспечение
Бытовая СВЧ-печь, мультиметр, датчик СВЧ-поля, защитные экраны
Теоретическая часть
Характеристика и источники ЭМИ
Электромагнитное излучение – процесс испускания электромагнитных волн, а также само переменное электромагнитное поле этих волн. Согласно представлениям классической физики, ЭМИ осуществляется ускоренно движущимися заряженными электрическими частицами (в частности, переменными токами).
Электромагнитное поле характеризуется двумя векторными функциями координат – напряженностью электрического поля Е (В/м) и магнитной индукцией В (Тл) (часто пользуются и другой векторной величиной – напряженностью магнитного поля Н (А/м)). Разделение ЭМП на электрическое и магнитное условно. В частных случаях можно говорить об электрическом поле (создается неподвижными электрическими зарядами) или магнитном поле (создается неподвижными проводниками с постоянным током или постоянными магнитами). Но в инерциальных системах отсчета, движущихся относительно той, в которой рассматриваются неподвижные электрические заряды или постоянные магниты, электрическое и магнитное поля неразрывно взаимосвязаны.
|
|
|
Электромагнитные волны распространяются в пространстве с конечной скоростью (скоростью света). Электромагнитная волна – поперечная волна. В каждой точке поля векторы напряженностей электрического и магнитного полей Е и Н колеблются в плоскости, перпендикулярной направлению распространения электромагнитной волны. Кроме того, векторы Е и Н в каждой точке взаимно перпендикулярны и колеблются в одной фазе.
Классифицируют электромагнитные волны в первую очередь в зависимости от их частоты (или длины волны).
Спектр электромагнитных колебаний по частоте достигает 1021 Гц. В зависимости от энергии фотонов его подразделяют на область ионизирующих и неионизирующих излучений.
Шкала электромагнитного излучения приведена в таблице 1.
Т а б л и ц а 1.
| Неионизирующее излучение | Ионизирующее излучение | |||||
| Диапазон частот, Гц | 1-104 | 104-1012 | 1012-1014 | 3,8*1014-7,5*1014 | 1014-1017 | 1017-1021 |
| Диапазон длин волн | более 10 км | 10 км-0,1 мм | 0,78 мкм-1 мм | 0,78 мкм-0,38 мкм | 400 нм-10 нм | 10 нм-0,1 пм |
| Низкочастотные колебания (в т.ч. ЭМИ токов промышленной частоты) | Радио-волны | Инфракрас-ное излучение | Видимый свет | Ультрафио-летовое излучение | Рентгеновское и гамма- излучение |
Примечание. Длина волны 
и частота f связаны соотношением 
, где с - скорость распространения электромагнитных волн в воздухе 3*108 м/с
В настоящее время наиболее широкое применение в различных отраслях человеческой деятельности находит электромагнитная энергия неионизирующей части спектра. Это касается в первую очередь электромагнитных полей радиочастотного диапазона, составляющих бóльшую часть спектра неионизирующих ЭМИ.
Радиоволны в свою очередь подразделяются по длине волны (частоте) на ряд диапазонов. В зависимости от частоты электромагнитного излучения осуществляется его нормирование. Диапазоны радиочастот приведены в таблице 2.
Т а б л и ц а 2. Диапазоны радиочастот
|
|
|
| Номер диа-пазона | Границы | Название | ||
| по частоте | по длине волны | |||
| 3-30 кГц | 100-10 км | очень низкие частоты (ОНЧ) | мириаметровые волны | |
| 30-300 кГц | 10-1 км | низкие частоты (НЧ) | километровые волны | |
| 300 кГц - 3 МГц | 1 км – 100 м | средние частоты (СЧ) | гектометровые волны | |
| 3-30 МГц | 100-10 м | высокие частоты (ВЧ) | декаметровые волны | |
| 30-300 МГц | 10-1 м | очень высокие частоты (ОВЧ) | метровые волны | |
| 300 МГц-3 ГГц | 1 м – 10 см | ультравысокие частоты (УВЧ) | дециметровые волны | |
| 3-30 ГГц | 10-1 см | сверхвысокие частоты (СВЧ) | сантиметровые волны | |
| 30-300 ГГц | 1 см- 1 мм | крайне высокие частоты (КВЧ) | миллиметровые волны | |
| 300 ГГц-3 ТГц | 1 мм- 0,1 мм | гипервысокие частоты (ГВЧ) | децимиллиметровые волны |
П р и м е ч а н и е. В таблице указаны названия диапазонов по международному регламенту. В России часто используются другие названия диапазонов. Например, диапазон длинных волн (ДВ) соответствует 5-му в международном регламенте, диапазон ультракоротких волн (УКВ) - 8-му.
В промышленности источниками ЭМП являются электрические установки, работающие на переменном токе частотой от 10 до 106 ГЦ, в том числе электрические установки, работающие на токе промышленной частоты 50 Гц; приборы автоматики; установки высокочастотного нагрева; дефектоскопы; радиопередающее оборудование. Источниками электромагнитного излучения является также электротранспорт, линии электропередач, ПЭВМ, мобильные телефоны, бытовые приборы.
|
|
|
