Файл: 27. Особенности поглощения энергии электромагнитного поля в диэлектрической среде.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 05.12.2023
Просмотров: 12
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
27. Особенности поглощения энергии электромагнитного поля в диэлектрической среде.
Электромагнитное поле теряет энергию в диэлектрическом материале за счет сквозной электропроводности, перемещений слабосвязанных частиц, резонансных колебаний упруго связанных частиц и за счет неоднородностей диэлектрика. В процессе поглощения энергии большое значение имеет молекулярная поляризация, которая возникает в среде, имеющей полярные (или дипольные) молекулы. У таких молекул центры тяжести положительных и отрицательных зарядов не совпадают и образуют дипольный момент. Большими значениями дипольного момента обладают молекулы с ионной связью.
Дипольным моментом могут обладать молекулы с ковалентной связью. Дипольная (молекулярная) поляризация проявляется в СВЧ диапазоне. Большим дипольным моментом обладают молекулы воды, которая в больших количествах содержится в живых организмах. С этим связано сильное воздействие СВЧ колебаний на человеческий организм.
Мощность энергетических потерь в единице объема диэлектрической среды выражается следующей формулой:
28. Биологическое действие электромагнитных полей.
Взаимодействие электромагнитных полей с биологическим объектом определяется:
— параметрами излучения (частотой или длиной волны, когерентностью колебания, скоростью распространения, поляризацией волны);
— физическими и биохимическими свойствами биологического объекта, как среды распространения ЭМП (диэлектрической проницаемостью, электрической проводимостью, длиной электромагнитной волны в ткани, глубиной проникновения, коэффициентом отражения от границы воздух — ткань).
При анализе взаимодействия ЭМП с биологическим объектом разделяют излучения на ионизирующие и неионизирующие. К ионизирующим излучениям относят УФ, рентгеновское и γ -излучение.
Квант энергии этих излучений достаточен для разрыва межмолекулярных связей и для ионизации атома. Более длинноволновое излучение (например, СВЧ, миллиметровые или субмиллиметровые волны) относится к неионизирующим излучениям.
Энергетическое воздействие. Этот вид воздействия заключается в переходе поглощенной электромагнитной волны в тепло биоткани.
Информационное воздействие. К такому виду воздействия ЭМП на биологический объект относится тот случай, когда падающее излучение низкой интенсивности не вызывает нагрева ткани, но полезный эффект оказывается значительным. При этом говорят об информационном или управляющем действии ЭМП.
29. Ближняя и дальняя зона воздействия ЭМП. Нормирование ЭМП
Ближняя зона. Под ближней зоной воздействия понимается зона, в которой электромагнитное (волновое) поле еще не сформировано на расстоянии
от излучателя.Ближняя зона (зона индукции) ограничена сферой с радиусом r= λ/6, в которой излучатель находится в центре. В ближней зоне ЭМП характеризуется электрической составляющей поля Ē (В/м).
Дальняя зона. В дальней зоне на расстоянии r>λ/6 существует и распространяется ЭМП. ЭМП характеризуется интенсивностью излучения WS (поверхностная плотность потока энергии), выражаемой в Вт/м2 или Вт/см2.
Нормирование ЭМП промышленной частоты (50Гц) осуществляется по предельно допустимым уровням напряженности электрического поля Е (кВ/м), напряженности магнитного поля Н (А/м) или индукции магнитного поля В (мкТл) в зависимости от времени пребывания персонала в электромагнитном поле на рабочих местах. Регламентирующим документом являются Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы СанПиН 22.1.8/2.2.4.2490-09 «Электромагнитные поля в производственных условиях».
Согласно данного документа предельно допустимый уровень напряженности ЭП на рабочем месте в течение всей смены устанавливается равным 5 кВ/м.
При напряженностях в интервале больше 5 до 20 кВ/м включительно допустимое время пребывания в ЭП Т (час) рассчитывается по формуле:
Т = (50/Е) - 2, (9.1) где, Е - напряженность ЭП в контролируемой зоне, кВ/м; Т - допустимое время пребывания в ЭП при соответствующем уровне напряженности, ч.
При напряженности свыше 20 до 25 кВ/м допустимое время пребывания в ЭП составляет 10 мин. Пребывание в ЭП с напряженностью более 25 кВ/м без применения средств защиты не допускается.
30. Способы защиты от ЭМП временем и расстоянием. Способ экранирования ЭМП
Защита расстоянием используется в тех случаях, когда невозможно
снизить интенсивность излучения другими методами и сокращением времени
облучения.
Для диапазона длинных, средних, коротких и ультракоротких волн
расстояние можно определить по формуле R = Eдоп 30PG / , где Р - средняя выходная мощность, Вт; G - коэффициент направленности антенны;
Едоп - допустимая напряженность электрического поля.
Этот метод является наиболее эффективным, так как может использоваться
для защиты работающих в производственных условиях и населения в
селитебной зоне.
Защита временем предусматривает ограничение времени пребывания человека в электромагнитном поле и применяется, когда нет возможности снизить интенсивность излучения до допустимых значений
Электромагнитное экранирование – способ снижения интенсивности электромагнитных волн до заданного уровня с помощью специального материалов, оборудования и технологических решений. Снижение интенсивности поля необходимо для защиты людей или техники от влияния электромагнитного излучения либо для предотвращения нежелательной утечки информации, которая может переноситься электромагнитным излучением.
Экранирование обеспечивается созданием специальных экранов, от которых излучение может отражаться, в которых оно может поглощаться или рассеиваться, либо комбинацией этих способов.
Экраны образуют замкнутые объемы, которые охватывают или объект защиты от излучения, либо объект, излучение от которого должно быть подавлено.