«Зональная» характеристика электромагнитных полей

Важная особенность ЭМП - это деление его на так называемую «ближнюю» и «дальнюю» зоны по степени удаленности от источника (носителя).

«Ближняя» зона (иногда называемая зоной индукции) простирается до расстояния от источника, равного 0-3L, где L – длина порождаемой полем электромагнитной волны. При этом напряженность поля быстро убывает с расстоянием, пропорционально квадрату или кубу расстояния до источника. В этой зоне порождаемая электромагнитная волна еще не сформирована. Для характеристики ЭМП измерения переменного электрического поля Е и переменного магнитного поля Н производятся раздельно. Поле в зоне индукции служит для формирования бегущих составляющей полей (электромагнитной волны), ответственных за излучение.

«Дальняя» зона – это зона сформировавшейся электромагнитной волны, начинается с расстояния r > 3L. Здесь интенсивность поля убывает обратно пропорционально расстоянию до источника. В этой зоне справедливо экспериментально определенное соотношение между напряженностями электрического и магнитного полей:

E=377·H, где (2)

где 377 – константа, волновое сопротивление вакуума, Ом.

Поэтому измеряется, как правило, только напряженность электрического поля Е.

В российской практике санитарно-гигиенического надзора на частотах выше 300 МГц в «дальней» зоне излучения обычно измеряется плотность потока электромагнитной энергии (ППЭ), или вектор Пойтинга. За рубежом ППЭ обычно измеряется для частот выше 1 ГГц.

ППЭ определяется из формулы:

, (3)

где σ – плотность потока мощности излучения электромагнитной энергии, Вт/м²;

W_погл – количеством электромагнитной энергии, поглощаемой объектом (человеком) при нахождении его в поле, Вт;

S_эф – эффективная поглощающая поверхность (тела человека), м².

ППЭ характеризует количество энергии, переносимой электромагнитной волной в единицу времени через единицу поверхности, перпендикулярной направлению распространения волны.

Интенсивность электромагнитного поля в какой-либо точке пространства зависит от мощности генератора и расстояния от него. На характер распределения поля в помещении влияет наличие металлических предметов и конструкций, которые являются проводниками, а также диэлектриков, находящихся в ЭМП.

Кроме того, составляющие электромагнитного поля E и H различаются не только по физическим параметрам, но и по степени биологической активности. Они обладают различной устойчивостью во внешней среде: электрические поля блокируются естественными преградами (особенности рельефа местности, деревья, постройки, большинство строительных материалов), в то время как магнитные поля способны проникать через них. Точно также в применении к человеку электрические поля задерживаются поверхностными тканями, тогда как магнитная составляющая ЭМП характеризуется проникающим эффектом.

Все эти и вышеперечисленные факторы необходимо учитывать при анализе электромагнитной обстановки.

§2. Электромагнитные поля различных частотных диапазонов, их характеристика и источники.

Все источники ЭМП можно разделить на естественные и техногенные. К первым относятся электрическое и магнитное поле Земли. Гораздо меньшее значение имеют атмосферные разряды и радиоизлучение Солнца и галактик.

Таблица 2