3.5.2. Характеристики электромагнитных полей
Переменное электромагнитное поле является совокупностью двух взаимозависимых переменных полей - электрического и магнитного, которые характеризуются векторами напряженности электрического поля E (В/м) и напряженности магнитного поля Н (А/м) или магнитной индукции В (Тл).
Напряженности электрических и магнитных полей оцениваются за формулами:
где U - напряжение, В; l - расстояние, м; J - ток, А; r - радиус круга силовой линии вокруг проводника, по которому течет ток, м.
Магнитная индукция связана с напряженностью магнитного поля соотношением:
где ? - магнитная проницаемость вещества; ?0 - магнитная проницаемость вакуума, или магнитная стала, Гн/м.
Фазы колебания Е и Н происходят во взаимно перпендикулярных плоскостях. При распространении в вакууме или в воздухе
Электромагнитное поле несет энергию, которая определяется плотностью потока энергии ГПЕ (Вт/м2) или интенсивностью И (Вт/м2):
В случае распространения ЕМП в вакууме или в воздухе с учетом выражения (3.65):
Интенсивность ЕМП показывает, какое количество энергии протекает в течение одной минуты сквозь перерез в 1 м2, который расположен перпендикулярно движению волны.
При излучении сферических волн ГПЕ может быть выражена через мощность Р(Вт), которая подводится к излучателю:
где R - расстояние от источника излучения, м.
Суммарный поток энергии, которая проходит через единицу поверхности, которая облучается, за время действия Т (год),- эта энергетическая нагрузка ЕН(Вт*год/м2):
В зависимости от частоты 1 (Гц) или длины волны X (м) весь радиочастотный диапазон разбит на поддиапазоны (табл. 3.7). При распространении ЕМП в вакууме или в воздухе f и ? связанные между собой соотношением:
где с - скорость светлая, которая равняется 3*10 в 8 степени м/с.
При увеличении расстояния от источника в ближней зоне Е убывает обратно пропорциональный кубу расстояния, а H - обратно пропорциональный квадрату этого расстояния.
Дальняя зона начинается на расстоянии от источника:
Некоторые исследователи предлагают определять это расстояние зависимостью Rд.з ? 2(?.
Дальняя зона характеризуется электромагнитной волной, которая уже сформировалась, когда электрическая и магнитная составляющие БМП совпадают за фазой. Именно для этой зоны характерное соотношение (3.65). На организм работника возможно лишь одновременное влияние электрического и магнитного полей, потому их действие можно характеризовать ГПЕ. В зоне излучения Е и Н убывают обратно пропорциональный расстояния от источника.
Протяжность промежуточной зоны, в которой налагаются электрическая и магнитная составляющие ЕМП, определяется соотношением:
Как известно, явление интерференции при наложении когерентных волн с одинаковыми периодами колебаний приводит к появлению зон максимумов и минимумов интенсивности. По некоторым данным может наблюдаться рост интенсивности в 13-42 раза и составлять особенную опасность для человека.
На характер распределения поля в производственном помещении влияют оборудование, приборы и металлические конструкции здания, которые создают ЕМП вторичного излучения. Деформация поля происходит также через присутствие и несовершенство диэлектриков.
Нормирование параметров электромагнитных полей радиочастотного диапазона.