МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ (МГГУ)

Кафедра Аэрологии и охраны труда

КУРСОВАЯ РАБОТА

на тему: «Расчет параметров защитных экранов от электромагнитных излучений» по дисциплине: «Производственная санитария и гигиена труда»

Вариант №32

Выполнила: ст.гр.ТБ-2-09

Сидорова П.В.

Проверила: доц.

Левшина Е.М.

Москва, 2012

Содержание

Введение.…………………………………………………………………..............3

1. Теоретическая часть ……………………………………………………….....4

   1. Теоретические положения………………………………………………4

   2. Воздействие ЭМИ на организм человека……………………………...7

   3. Нормирование ЭМИ…………………………………………………..10

   4. Методы и средства контроля и защиты от ЭМИ…………………....12

2. Расчетная часть ……………………………………………………………...17

Вывод……………………………………………………………………………..24

Заключение……………………………………………………………………….25

Список использованной литературы…………………………………………...26

Введение

Влияние электромагнитного излучения (ЭМИ) на организм человека на сегодняшний день является одной из наиболее серьезных и слабоизученных проблем современного общества. Именно поэтому интерес жителей нашей страны к угрозе ЭМИ растет с каждым годом, если взять статистику последних пяти лет, то можно увидеть, что количество людей, искавших информацию на эту тему в интернете с 2005 по 2010 год, увеличилось с 1000 до 100 - 150 тысяч человек. Естественно, людей интересует не только вопросы, связанные со способом воздействия электромагнитных полей на организм человека, но и методы защиты от них. Учитывая то, что изучение воздействия электромагнитного поля на биологические организмы продолжается уже около 50 лет, ученные достигли значительных результатов в этой области. Было выделено несколько основных разновидностей ЭМИ, в зависимости от частоты и мощности, которые в разной степени влияют на человека.

1. Теоретическая часть

1. Теоретические положения

Электромагнитное поле (ЭМП) есть особая форма материи - совокупность двух взаимосвязанных переменных полей: электрического и магнитного. Распространяется оно в пространстве в виде электромагнитных волн (ЭМВ). Посредством электромагнитного поля осуществляется взаимодействие между заряженными частицами.

Человек различает только видимый свет, который занимает лишь узкую полоску спектра ЭМВ. Глаз человека не различает ЭМП, длина волны которых больше или меньше длины световой волны.

Спектр электромагнитных колебаний включает в себя не­ионизирующие и ионизирующие излучения, которые в свою очередь подразделяются на отдельные виды излучения.

Граница между неионизирующими и ионизирующими излучениями устанавливается на длине волны приблизительно 1 нм. Энергетическим показателем зоны неионизирующих излу­чений является плотность потока энергии Р (ППЭ) - величина энергии, проходящей через 1 см² поверхности, перпендикуляр­ной к направлению распространения ЭМВ, за 1 с. ППЭ (Вт/м²) связана с напряженностью электрического(Е) и магнитного(Н) полей соотношением Р = Е·Н.

Основными параметрами ЭМВ являются: длина волны λ – расстояние, на которое распространяется волна за один период Т; частота f – число периодов колебаний за 1 с; скорость распространения v, равная λ/Т.

В зависимости от частоты колебаний(длины волны) ЭМИ подразделяются на ряд диапазонов:

• Низкие частоты(НЧ): 0,003- 0,3 Гц – инфранизкие;

0,3- 3 Гц – низкие;

3-300 Гц- промышленные;

300 Гц- 30 кГц- звуковые.

• Высокие частоты(ВЧ): 30- 300 кГц- длинные;

300 кГц- 3 МГц- средние;

3- 30 МГц- короткие.

• Ультравысокие частоты(УВЧ): 30- 300 МГц- ультракороткие;

300 МГц- 3 ГГц- дециметровые.

• Сверхвысокие частоты(СВЧ): 3-30 ГГц- сантиметровые;

30- 300 ГГц- миллиметровые.

Физические причины существования ЭМП связаны с тем, что изменяющееся во времени электрическое поле порождает магнитное поле(МП), а изменяющееся магнитное поле порождает вихревое электронное поле. Оба компонента: напряженность электрического поля и напряженность магнитного поля, непрерывно изменяясь, возбуждают друг друга.

Основной характеристикой постоянного магнитного поля является напряженность МП, определяемая по силе, действующей в поле на проводник с током. Единица напряженности - А/м.

Основной характеристикой электрического поля(ЭП) является напряженность, определяемая по силе, действующей в поле на электрический заряд. Единица измерения - В/м.

Скорость ЭМВ в свободном пространстве равна скорости света. А скорость в материалах и различных средах зависит от электрических характеристик материала или среды, то есть от диэлектрической проницаемости и магнитной проницаемости, характеризующих собственно взаимодействие материала с электрическими и магнитными полями.

Биологические субстанции имеют диэлектрическую проницаемость, существенно отличающуюся от этого показателя для свободного пространства. Зависит от длины волны и типа ткани.

Магнитная проницаемость биологических субстанций эквивалентна проницаемости свободного пространства.

Переменное ЭМП распространяется в виде ЭМВ. ЭМВ представляют собой взаимосвязанные колебания ЭП и МП, составляющих единое ЭМП, распространяющееся в пространстве с конечной скоростью.

Область распространения ЭМВ от источника излучения условно разделяют на 3 зоны:

• Ближнюю (зону индукции)

• Промежуточную (зону интерференции)

• Дальнюю (волновую или зону излучения)

Ближняя зона имеет радиус, равный 1/6 длины волны излучателя.

Дальняя зона начинается с расстояния от излучателя, приблизительно равного 6 длинам волн.

Между ними располагается промежуточная зона.

Для оценки ЭМ в этих зонах используются разные принципы.

В ближних и промежуточных зонах ЭМВ еще не сформирована, поэтому интенсивность ЭМП в этих зонах оценивается раздельно напряженностью магнитного и электрического полей. В этих зонах обычно находятся рабочие места по обслуживанию ВЧ и УВЧ.

В дальней зоне, в которой находятся рабочие места по обслуживанию СВЧ аппаратуры, ЭМВ уже сформировалась. Здесь ЭМП оценивается не по напряженности, а по энергии (мощности), переносимой волной в направлении своего распространения. Эта энергия оценивается плотностью потока энергии, то есть количеством энергии, переходящейся в единицу времени на единицу поверхности, Вт/м².

Все источники ЭМП в зависимости от происхождения можно разделить на естественные и антропогенные.

В спектре естественных ЭМП условно можно выделить 3 составляющих: геомагнитное поле Земли; электростатическое поле Земли; переменные ЭМП в диапазоне частот от 10^-3 до 10¹² Гц.

Естественное электромагнитное поле Земли создается избыточным отрицательным зарядом на поверхности. Его напряженность на открытой местности обычно находится в диапазоне от 100 до 500 В/м. Грозовые облака могут увеличивать напряженность этого поля до десятков – сотен кВ/м.

Антропогенные источники ЭМП делятся на 2 группы:

• Источники, генерирующие крайне низкие и сверхнизкие частоты от 0 до 3 кГц.

• Источники, генерирующие излучение в радиочастотном диапазоне от 3 кГц до 300 ГГц, включая СВЧ излучения.

К первой группе относятся все системы производства, передачи и распределения электроэнергии (линии электропередач, трансформаторные, подстанции, электростанции, системы электропроводки, кабельные системы), офисная электро и электронная техника, транспорт и его инфраструктура, городской транспорт (метро, троллейбус, трамвай). Источниками излучения энергии в окружающем нас пространстве являются провода линий электропередач. Несмотря на то, что энергия поля промышленной частоты (50 Гц) в значительной мере поглощается почвой, напряженность поля под проводами и вблизи них может быть значительна высокой и зависит от класса напряжения линии электропередач, нагрузки, высоты подвески, расстояния между проводами, растительного покрова, рельефа под линией.