Исходные данные к практической работе № 6

Вариант	V, тыс. м3	C, руб/тыс. м3
1	2500	2100
2	2600	2200
3	2700	2300
4	2800	2400
5	2900	2500
6	3000	2600
7	3100	2700
8	3200	2800
9	3300	2900
10	3400	3000
11	3500	3100
12	2500	3200
13	2600	3300
14	2700	3400
15	2800	3500
16	2900	2100
17	3000	2200
18	3100	2300
19	3200	2400
20	3300	2500
21	3400	2600
22	3500	2700
23	2500	2800
24	2600	2900
25	2700	3000
26	2800	3100
27	2900	3200
28	3000	3300
29	3100	3400
30	3200	3500

20

Практическая работа № 7 Тема: Расчет предельно допустимой напряженности электромагнитных полей

Цель работы: закрепление теоретических знаний по теме "Антропогенные факторы. Виды загрязнений. Система кооциноз отрасли – природная среда. Классификация аварий и катастроф. Приобретение практических навыков по определению характеристик электромагнитных полей (ЭМП)".

Задание: определить диапазон частот ЭМП радиочастотной части спектра. Рассчитать для этого диапазона предельно допустимые напряженности электрических и магнитных полей при заданном времени воздействия.

Исходные данные: Название диапазона частот (N)________________________

Время воздействия (Т)____ ч

Указания к выполнению работ

Наряду с широким применением в радиосвязи и радиовещании, радиолокации, телевидении и медицине ЭМП используются для различных технологических процессов: индукционного нагрева, термообработки металла и древесины, сварки пластмасс, созданию низкотемпературной плазмы.

Источниками излучения могут быть измерительные, контрольные и лабораторные приборы различного назначения, дисплеи, оптические квантовые генераторы.

ЭМП радиочастотной части спектра подразделяют по длине волн на ряд диапазонов (см. табл. 1).

Таблица 1 - Спектр электромагнитных излучений.

Частота (f)	Название диапазона частот (N)
3-300 кГц	Низкие частоты (НЧ)
0,3-3 МГц	Средние частоты (СЧ)
3-30 МГц	Высокие частоты (ВЧ)
30-300 МГц	Очень высокие частоты (ОВЧ)
0,3-3 ГГц	Ультра высокие частоты (УВЧ)
3-30 ГГц	Сверх высокие частоты (СВЧ)
30-300 ГГц	Крайне высокие частоты (КВЧ)

ЭМП характеризуются параметрами:

1. Частота излучения – f [Гц]

2. Напряженность электрического поля – E [В/м]

3. Напряженность магнитного поля – H [А/м]

4. Плотность потока энергии – ППЭ [Вт/м²]

21

ППЭ показывает какое количество энергии протекает за 1 сек. через площадь в 1 м², расположенную перпендикулярно движению волны.

Пространство вокруг источника делится на 3 зоны: ближнюю – зону индукции; промежуточную – зону интерференции; дальнюю – зону излучения. Границы зон определяются через длину волны излучения.

Максимальная протяженность ближней зоны R_бз=α/2π.

Напряженность электрического поля в этой зоне E=JL/2πξωR².

Напряженность магнитного поля H=JL/4πR², где J – ток в проводнике; L – длина проводника; ξR – диэлектрическая проницаемость среды; ω – круговая частота 2πR.

При направленном излучении ППЭ=3P_ср/S, где P_ср – средняя мощность излучения; S – площадь излучающей поверхности.

Ширина промежуточной зоны R_пз=R_дз-R_бз.

Дальняя зона находится на расстоянии R_дз>>λ*2π для изотропных источников. Для зеркальных направлений антенн R_дз=2Д²/λ, где Д – максимальный размер расширения антенны.

Степень и характер взаимодействия ЭМП на организм человека определяется: длиной волны, интенсивностью излучения, режимом облучения (непрерывный, прерывистый), продолжительностью воздействия, размером облучаемой поверхности, индивидуальными способностями человека.

ЭМП оказывают термическое и морфологическое воздействие и вызывают функциональные изменения в организме. При воздействии ЭМП на человека происходит поглощение энергии поля тканями тела человека. При длине волны соизмеримой с размерами тела или его отдельного органа образуются стоячие волны в организме человека, что приводит к концентрации тепловой энергии, которая вызывает повышение температуры тела, локальный нагрев ткани, а так же отдельных органов и клеток, особенно опасен нагрев для мозга, глаз, органов кишечного тракта.

Морфологическое действие касается строения и внешнего вида ткани и органов. Функциональные изменения проявляется в утомляемости, сонливости, головной боли и т.п.

Санитарными нормами и правилами установлены предельно допустимые уровни фиксированных значений. В диапазоне 30 кГц-300МГц нормируемые напряженность ЭМП и энергетическая нагрузка.

По электрическому полю электрическая нагрузка ЭH_E=E²T (1)

По магнитному полю электрическая нагрузка ЭH_E=H²T (2)

Максимальные значения ЭH_E и ЭH_H приведены в табл. 2.

Таблица 2 Предельно допустимые энергетические нагрузки.

Параметр	Предельные значения для частоты
	0,3-3 МГц	Св. 3-30 МГц	Св. 30-300 МГц
ЭHE [(В/м)2 ч]	20000	700	800
ЭHH [(А/м)2 ч]	200	0	0

В диапазоне 300 МГц - 300 ГГц ЭМП оценивается плотностью потока энергии и энергетической нагрузкой.

Предельно допустимые значения ППЭ определяются по формуле ППЭ_пд=К*ЭН_эпд/Т (3), где ЭН_эпд – предельно допустимая величина нагрузки равная

22

2Вт*ч/м², К – коэффициент ослабления биологической активности равный 1 для всех случаев воздействия исключая облучение от вращающихся и сканирующих антенн.