Добавлен: 10.01.2024
Просмотров: 87
Скачиваний: 7
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
МИНОБРНАУКИ РОССИИ
Санкт-Петербургский государственный
электротехнический университет
«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)
Кафедра Безопасности жизнедеятельности
отчет
по лабораторной работе №19
по дисциплине «Безопасность жизнедеятельности»
Тема: “Защита от сверхвысокочастотного излучения”
| Студенты гр. 1282 | | Быков Д.А. Павлов К.А. |
| Преподаватель | | Борискина А.В. |
Цель лабораторной работы - ознакомить студентов с характеристиками электромагнитного излучения, нормативными требованиями к электромагнитному излучению, провести измерения электромагнитного излучения СВЧ диапазона в зависимости от расстояния до источника и оценить эффективность защиты от СВЧ излучения с помощью экранов.
Основные определения.
Напряжённость электрического поля (Е) – это физическая величина, равная отношению силы, с которой поле действует на положительный пробный заряд, помещенный в данную точку пространства, к величине этого заряда, В/м.
Напряжённость магнитного поля (Н) – это векторная физическая величина, равная разности вектора магнитной индукции и вектора намагниченности, А/м.
Плотность потока энергии (S) - энергия, переносимая электромагнитной волной в единицу времени через единичную площадь, Вт/м2.
СВЧ излучение – это сверхвысокочастотное излучение, его также называют микроволновым. Данные волны имеют длину от 1 мм до 1 м и частоту от 300 МГц до 300 ГГц (то есть от 300 миллионов Гц до 300 миллиардов Гц).
Электромагнитное поле
— фундаментальное физическое поле, взаимодействующее с электрически заряженными телами, а также с телами, имеющими собственные дипольные и мультипольные электрические и магнитные моменты. Представляет собой совокупность электрического и магнитного полей, которые могут, при определённых условиях, порождать друг друга, а по сути являются одной сущностью, формализуемой через тензор электромагнитного поля.
Предельно допустимый уровень (сокращённо ПДУ) — законодательно утверждённая верхняя граница величины уровня факторов, при воздействии которых на организм периодически или в течение всей жизни не возникает заболевания или изменений состояния здоровья, обнаруживаемых современными методами сразу или в отдаленные сроки жизни настоящего и последующих поколений.
Плотность потока энергии — физическая величина, численно равная потоку энергии через малую площадку, перпендикулярную направлению потока, делённому на площадь этой площадки.
Рисунок установки:
-
Столешница -
Сменные экраны -
Печь -
Координатное устройство -
Датчик -
Стойка -
Микроамперметр
Рисунок 1
=[(I - Iэ) /I] 100% (1)
где I - показание микроамперметра без экрана;
IЭ - показание микроамперметра с экраном
Обработка лабораторной работы.
-
Рассмотрим данные, полученные при измерении интенсивности излучения при постоянных координатах Y и Z и сведем их в таблицу.
Таблица 1 - Данные измерений, полученные при постоянных координатах Y и Z.
| Номер измерения | Значение Х, см | Значение У, см | Значение Z, см | Интенсивность излучения (показания микроамперметра), мкА | Плотность потока, мкВт/см2 |
| 1 | 5 | 0 | 15 | 14 | 4,9 |
| 2 | 7,5 | 0 | 15 | 13 | 4,55 |
| 3 | 10 | 0 | 15 | 9 | 3,15 |
| 4 | 12,5 | 0 | 15 | 19 | 6,65 |
| 5 | 15 | 0 | 15 | 8 | 2,8 |
| 6 | 17,5 | 0 | 15 | 1 | 0,35 |
| 7 | 20 | 0 | 15 | 3 | 1,05 |
| 8 | 22,5 | 0 | 15 | 3 | 1,05 |
| 9 | 25 | 0 | 15 | 10 | 3,5 |
| 10 | 27,5 | 0 | 15 | 12 | 4,2 |
| 11 | 30 | 0 | 15 | 10 | 3,5 |
| 12 | 32,5 | 0 | 15 | 14 | 4,9 |
| 13 | 35 | 0 | 15 | 11 | 3,85 |
| 14 | 37,5 | 0 | 15 | 5 | 1,75 |
| 15 | 40 | 0 | 15 | 9 | 3,15 |
| 16 | 42,5 | 0 | 15 | 3 | 1,05 |
| 17 | 45 | 0 | 15 | 3 | 1,05 |
| 18 | 47,5 | 0 | 15 | 3 | 1,05 |
| 19 | 50 | 0 | 15 | 3 | 1,05 |
| 20 | 5 | 10 | 25 | 33 | 11,55 |
| 21 | 7,5 | 10 | 25 | 8 | 2,8 |
| 22 | 10 | 10 | 25 | 13 | 4,55 |
| 23 | 12,5 | 10 | 25 | 11 | 3,85 |
| 24 | 15 | 10 | 25 | 16 | 5,6 |
| 25 | 17,5 | 10 | 25 | 15 | 5,25 |
| 26 | 20 | 10 | 25 | 12 | 4,2 |
| 27 | 22,5 | 10 | 25 | 8 | 2,8 |
| 28 | 25 | 10 | 25 | 8 | 2,8 |
| 29 | 27,5 | 10 | 25 | 12 | 4,2 |
| 30 | 30 | 10 | 25 | 18 | 6,3 |
| 31 | 32,5 | 10 | 25 | 13 | 4,55 |
| 32 | 35 | 10 | 25 | 12 | 4,2 |
| 33 | 37,5 | 10 | 25 | 10 | 3,5 |
| 34 | 40 | 10 | 25 | 3 | 1,05 |
| 35 | 42,5 | 10 | 25 | 4 | 1,4 |
| 36 | 45 | 10 | 25 | 4 | 1,4 |
| 37 | 47,5 | 10 | 25 | 4 | 1,4 |
| 38 | 50 | 10 | 25 | 5 | 1,75 |
Сделаем графики распределения интенсивности СВЧ излучения и сравним их.
Рисунок 2 - Графики распределения интенсивности СВЧ излучения при постоянных координатах Y и Z.
Смотря на график, можно сделать вывод о том, что зависимость интенсивности излучения от расстояния от источника волн не линейная, а синусоидальная. Наибольшая интенсивность излучения наблюдалась на расстоянии 12,5 см от дверцы микроволновки.
-
Рассмотрим данные, полученные при измерении интенсивности излучения при постоянных координатах X и Z и сведем их в таблицу.
Таблица 2 - Данные измерений, полученные при постоянных координатах X и Z
| Номер измерения | Значение Х, см | Значение У, см | Значение Z, см | Интенсивность излучения (показания микроамперметра), мкА | Плотность потока, мкВт/см2 |
| 1 | 15 | -25 | 15 | 16 | 5,6 |
| 2 | 15 15 7,5 | -20 | 15 | 8 | 2,8 |
| 3 | 15 15 | -15 | 15 | 11 | 3,85 |
| 4 | 15 15 | -10 | 15 | 7 | 2,45 |
| 5 | 15 15 | -5 | 15 | 15 | 5,25 |
| 6 | 15 15 | 0 | 15 | 4 | 1,4 |
| 7 | 15 15 | 5 | 15 | 2 | 0,7 |
| 8 | 15 15 | 10 | 15 | 4 | 1,4 |
| 9 | 15 15 | 15 | 15 | 10 | 3,5 |
| 10 | 15 15 | 20 | 15 | 15 | 5,25 |
| 11 | 15 15 | 25 | 15 | 14 | 4,9 |
Сделаем графики распределения интенсивности СВЧ излучения
Рисунок 3 - График распределения интенсивности СВЧ излучения при постоянных координатах Х и Z.
Из графика можно сделать вывод, что наибольшая интенсивность излучения находится не у центра двери СВЧ печи, а на расстоянии 22,5 - 25 см от центра.
-
Рассмотрим данные, полученные при измерении эффективности экранирования и сведем их в таблицу.
Таблица 3 - Эффективность экранирования.
| Номера защитных экранов | Эффективность экранирования, |
| 1 | 0 |
| 2 | 84 |
| 3 | 84 |
| 4 | 32 |
| 5 | 72 |
Из таблицы можно сделать выводы: экран из сетки оцинкованной стали с ячейками 50мм не мешают СВЧ излучению проходить сквозь экран, а вот экран из того же материала, но с ячейками 10мм уже защищает намного эффективнее и почти не пропускает СВЧ излучения. Лист алюминия защищает на уровне сетки из стали с ячейками 10мм. Полистирол защищает, но в 2.5 раза хуже, чем лист алюминия и сетки с ячейками 10мм. Резина защищает чуть хуже, чем лист алюминия, но 2 раза лучше, чем полистирол, но при этом резина стоит дешевле чем металлы, а защита чуть уступает.
Рисунок 4 - график эффективности экранов из разных материалов.
Излучение от телефона на разных углах поворота.
Исследовался телефон OnePlus 9RT, современный телефон, использующий лучшие достижения человека.
Таблица 4 - Излучение смартфона при разном угле поворота при исходящем вызове.
| φ0 | I, мка | Плотность потока, мкВт/см2 |
| 0 | 5 | 1,75 |
| 90 | 1 | 0,35 |
| 180 | 2 | 0,7 |
| 270 | 3 | 1,05 |
Самое большое излучение идет от экрана матрицы, которую мы чаще держим перед собой, излучение появляется в момент срабатывания GSM модуля в процессоре и антенны, которые вынесены на боковую сторону телефона, т.к. излучение больше 1мкВт/см2, то оно опасна, если продолжительность облучения больше рабочего дня, так же со стороны камер тоже излучение опасно, если облучение очень длительное, то оно опасно. Боковые излучения безвредны.
Вывод: Полученная при расчетах плотность потока энергии невелика и представляет опасность для человека, если продолжительность облучения больше рабочего дня.
Из графика 1 можно сделать вывод, что интенсивность излучения от расстояния имеет синусоидальную зависимость.
Из таблицы 3 можно сделать вывод, что самыми эффективными экранами от СВЧ излучения являются сетка из оцинкованной стали я ячейками 10 мм и лист алюминия.
Из таблицы 4 можно сделать вывод, что в телефоне GSM модуль – источник СВЧ волн, находится у матрицы ближе к левой грани смартфона. СВЧ излучение, создаваемое смартфоном, может представлять опасность при длительном воздействии.
Санкт-Петербург
2023