6.7.3 Електричне поле

Воно завжди виникає біля заряджених частинок, наприклад електронів. Землю оточує електричне поле напруженістю біля 130

В/м, яке зменшується від середніх широт до полюсів та екватора і з віддаленням від земної поверхні. Спостерігаються періодичні річні, добові та інші варіації його величини, особливо при зміні погодних умов – опади, гроза, посуха, вітри, пилові бурі, спалахи на Сонці. Земне електричне поле впливає на самопочуття, стан здоров’я лю- дини. При грозових явищах напруженість сягає до 10 тис. Вольт на метр, що може негативно позначатися на здоров’ї людей, їх самопо- чутті. Слабке електричне поле існує біля неживих і особливо біля живих об’єктів. Будь-яка жива клітина є джерелом електричного поля і струму. Це явище використовується в різноманітних мето- дах діагностики стану внутрішніх органів. Так, електрокардіограма (ЭКГ) характеризує роботу відділів серця, електроенцефалограма (ЕЕГ) – роботу мозку, електроміограма (ЕМГ) – м’язів. Особливо электрично активні нервові клітини, які в стані спокою генерують електричні потенціали від 20 до 40 мВ. Тому зовнішні електричні поля – природні або антропогенні – можуть впливати на їх функції, і при певних умовах навіть шкідливо.

Біля планети, в атмосфері, в морях і океанах електричне поле існує за рахунок різноманітних геофізичних процесів. В атмосфері воно виникає при іонізації газів за рахунок дії на них ультрафіолето- вого випромінювання Сонця, іонізуючих факторів – радіоактивних речовин, космічних випромінювань. Атмосферні процеси – конвек- ція повітря, утворення хмар, опадів – призводять до часткового роз- поділу різноіменних зарядів і виникненню атмосферних електричних полів. Щодо атмосфери поверхня планети заряджена негативно. При збільшенні різниці потенціалу між землею та атмосферою (хмарою) виникає потужний електричний розряд – блискавка. Це небезпечне природне явище – лінійні і більш рідкісні кульові блискавки.

Питання

1. Що таке електричне поле, чим воно небезпечне?

2. Що є джерелом електричного поля в природі, в організмі лю- дини?

3. Яке практичне значення електричного поля?

4. Яким явищем проявляється електричне поле в природі?

6.7.4. Блискавконебезпечність

Блискавка – проходження електричного струму через повітря, дже- релом якого є атмосферний заряд, накопичений грозовою хмарою. До- вжина каналу блискавки може сягати кількох кілометрів, сила струму близько 200 тис. А, напруга – 150 тис. В, а температура – 10000ºЦ і біль- ше. Час існування блискавки 0,1–1 секунда.

Щосекунди земну кулю уражають в середньому біля 10 блискавок. Вони виникають внаслідок електростатичної та електромагнітної індукції.

За енергією, яка виділяється від однієї блискавки її можна порівня- ти з вибухом атомної бомби середньої потужності. Над Землею вирує надпотужний енергетичний океан, з якого можна черпати енергію, але поки що відсутні технології, за допомогою яких це можна робити.

Крім лінійної іноді виникає кульова блискавка. Це – надзвичай- но небезпечний світний плазменний сфероїд, з великою енергією, який існує від декількох секунд до кількох хвилин. Вона, як і ліній- на, може стати причиною важких поразок і загибелі людей. Кульова блискавка часто з’являється вслід за лінійною.

Звичайно прямим ударам блискавок піддаються об’єкти – спо- руди, заводські труби, вежі, дерева, особливо окремо стоячі, бо ви- конують роль блискавковідвода.

Дуже небезпечні прямі удари блискавок будь-якого типу в пові- тряні лінії зв’язку, електропередач – відбувається руйнація засобів зв’язку (гучномовці, телефони), електростанції, підстанції, вироб- ниче устаткування, загибель людей.

Небезпечно влучення блискавок у транспортні засоби – авто- мобілі, тепловози, літаки, тому що можлива руйнація електроустат- кування, засобів навігації, самого транспортного засобу та загибель людей.

Середня інтенсивність грозової діяльності в різних регіонах (об- ластях) України наведена в табл. 8.

Таблиця 8

_{Середня інтенсивність грозової діяльності в регіонах України}

№	Регіони (області) України	Інтенсивність грозової діяльності, год/рік
1	Автономна Республіка Крим	40–60
2	Закарпатська, Запорізька, Донецька	80–100
3	Інші регіони України	60–80

Отже, блискавка – дуже небезпечне природне явище, яке вима- гає надійного захисту за допомогою технічних засобів – блискавко- захисту. Це система захисних пристроїв та заходів, що забезпечу- ють безпеку людей, збереження будівель та споруд, устаткування, матеріалів від можливих вибухів, займань та руйнувань.

Для захисту об'єкта від прямих ударів блискавки застосовують блискавковідвід – пристрій, який височіє над захищуваним об'єктом і сприймає удар блискавки та відводить її струм у землю.

Захисна дія блискавковідводу базується на властивості блискав- ки уражати найбільш високі та добре заземлені металеві конструк- ції, по яких її звряд стікає в землю.

За конструктивним виконанням блискавковідводи ділять на стрижневі, тросові та сітчасті, а за кількістю та загальною площею захисту – на одинарні, подвійні та багатократні. Окрім того, розріз- няють блискавковідводи встановлені окремо та такі, що розташова- ні на захищуваному об'єкті.

Будь-який блискавковідвід складається з блискавкоприйма- ча (металевий стрижень, трос, сітка), який безпосередньо сприй- має удар блискавки та несучої опори (спеціальні стовпи, елементи

конструкцій будівлі). На опорі розташовується блискавкоприймач; струмопровід (металевий провідник), по якому струм блискавки пе- редається в землю.

Важлива частина – заземлювач, який забезпечує розтікання стру- му блискавки в землі. Блискавковідводи повинні бути обов’язково ізольовані від споруди, яку захищають або виконані окремо стоячи- ми.

Найбільш надійний опір току не більше 10 Ом, для труб, веж і вишок – не більше 50 Ом. Допускається використання блискавко- приймальної металевої сітки, яка накладається на стріху.

Електричний струм небезпечний не тільки прямою дією на лю- дину, але й електричними полями, що утворюються навколо про- водів, устаткування, які також небезпечні. Дія електричних полів багатогранна але перед усім вони негативно впливають на нервову систему, порушуючи психічні процеси, на систему крові.

Блискавковідвід характеризується зоною захисту – частиною простору навколо блискавковідводу, яка захищена від прямих уда- рів блискавки з відповідним ступенем надійності.

За величиною ступеня надійності зони захисту можуть бути двох типів: зона А – ступінь надійності не менше 99,5%, зона Б – не менше 95%.

Тип зони захисту блискавковідводу залежить від очі- куваної кількості уражень блискавкою будівель та споруд без блискавкозахисту за рік, яка визначається за формулою: N=[(S+6h)×(L+6h)–7,7h²]n×10^–6, де: S, L – відповідно ширина та до- вжина будівлі, м; h – найбільша висота будівлі, м; n – середньорічна кількість ударів блискавки в 1км² поверхні землі в даному географіч- ному місці. При N>1, для будівель та споруд, що належать до другої категорії за рівнем блискавкозахисту, приймається зона захисту А, а при N ≤ 1 – зона захисту Б.

_{Для одиничного стрижневого блискавковідводу висотою h<150м}

0

зона захисту являє собою конус з вершиною на висоті h

< h.

0

х

На рівні землі зона захисту утворює коло радіусом r , а горизон- тальний переріз зони на висоті h утворює коло радіусом r .

х

Якщо відома висота будівлі (h ), що підлягає захисту та радіус

х

(r ) захисту на цій висоті, то для зони захисту Б повна висота блис-

х

х

кавкоприймача становить: H= (r

+1,63 h )/1,5.

При відсутності блискавкозахисту виникає небезпека пошко- дження, руйнації промислових об’єктів, будинків, високих мета-

левих конструкцій, труб і веж. Вони є блискавконебезпечними об’єктами. Поблизу таких об’єктів розряди атмосферної електри- ки – блискавки можуть стати причиною вибухів, пожеж, поразки людей. За даними статистики біля 7% пожеж виникає від розряду блискавки. Кількість блискавок наведена в табл. 5.

Таблиця 5.

Середньорічна кількість ударів блискавки в 1 км² поверхні землі залежно від інтенсивності грозової діяльності

Середньорічна інтенсивність грозової діяльності, год/рік	1–20	20–40	40–60	60–80	80–100	100 і більше
Середньорічна кількість ударів блискавки в 1 км2 поверхні землі	1	2	4	5,5	7	8,5

Комплекс захисних пристроїв, призначених для забезпечення безпеки людей, цілості будинків і споруд, устаткування і матеріалів від вибухів, загорянь і руйнацій називається блискавкозахистом.

Він передбачає захист будинків і споруджень від прямих ударів блискавки, від електростатичної та електромагнітної індукції і на- копичення високих потенціалів через наземні і підземні металеві конструкції, комунікації.

Заходи безпеки. При грозі не слід наближатися до окремо стоя- чих об’єктів – високих дерев, башт, не підходити до металевих кон- струкцій, бо вони виконують роль блискавковідводу. На рівнинній місцевості – в полі, біля моря, ріки слід вибрати низовину і пережда- ти грозу. В разі влучення блискавки в людину треба негайно надати першу медичну допомогу як при враженні електричним струмом. Не можна потерпілого закопувати в землю, як вважають для «від- качування електрики», це тільки погіршить його стан.

Питання

1. Охарактеризуйте фізичні дані блискавки?

2. Як діє блискавка на різні об’єкти ?

3. Охарактеризуйте типи блискавкозахисту, їх конструктив- ні особливості?

4. Як обчислити висоту та радіус захисту від дії блискавки?

5. Які заходи безпеки при грозі?

6.7.5. Геопатогенні території

Це території на поверхні Землі, де формується суміш досить по- тужних полів – електричних, магнітних, електромагнітних полів. Людина, часто сама того не підозрюючи, піддається таких полів з їх різноманітними характеристиками, що призводить поступово до по- гіршення самопочуття, здоров’я, виникненню хвороб. Такі території назвали геопатогенними. Вважається, що вони виникають в резуль- таті взаємодії земних і космічних магнітних, електричних, електро- магнітних полів.

Потрібно відзначити, що в міських умовах можуть виникати геопатогенні зони штучного походження, обумовлені різними ан- тропогенними чинниками – телефонними, електро-, телевізійними мережами, тепло- і водоканалізаційними комунікаціями, технічни- ми спорудами різного роду.

Все це призводить до появи в містах великого числа енергетично напружених місць, наприклад блукаючих електричних токів, різних полів, що взаємодіють із природними елетромагнітними полями.

Тривале перебування людини в геопатогенній зоні сприяє захво- рюванням внутрішніх органів і порушенням функціонування різних систем організму. Найчастіше відзначаються онкологічні, судинні, нервово-психічні захворювання і порушення опірно–рухового апа- рата, цироз печінки, часто виникає розсіяний склероз, не гояться трофічні виразки, порушується згортання крові, спостерігаються захворювання лейкозом, латеральним склерозом, порушується моз- ковий кровообіг, виявляються спастичні явища, мігрені і раптові підвищення температури.

Дослідники полів антропогенного походження, констатують не- безпечність швидкої їзди на автомобілі. Через перетинання полів з рідинами організму в ньому виникають досить великі електричні потенціали, які можуть призвести до трагічних наслідків.

В наш час під геопатогенною зоною розуміють достатньо про- тяжну геофізичну аномалію, яку називають зоною подразнення, порушення або точніше, реактивною зоною, в якій спостерігаються різноманітного роду реакції людей при дії на них земного випромі- нювання. В той же час в геопатогенних зонах є локальні місця, які сильно шкодять кожній людини, якщо вона тривалий час знахо- диться в сфері їх дії. В небезпечних місцях, які виникають від пере- тинання підземних водних потоків, звичайно розрізняють три зони:

головну, центральну і периферійну. Інтенсивність випромінювання в центральній частині найбільша і тому вона робить вирішальний вплив на організм.

Локальні геопатогенні місця пов’язані з геологічними розлама- ми. Їх вплив залежить від ширини – чим більше розлом, тим він не- безпечніший. Для таких перехресть характерна потрійна структура, яка складається із центральної зони, перпендикулярної до лінії роз- лому, і симетричних бічних зон.

Необхідно виділити особо небезпечні для здоров’я людей інду- ковані перетинання, що виникають при взаємодії полів центральних зон підземних водних потоків і геологічних розломів. Було відзна- чено, що місця ушкоджень на тілі хворих людей строго корелюють з вузьколокалізованим індуційованим джерелом випромінювання, яке знаходиться у точці перетинання.

Досліди показали, що в домашніх умовах такі квіти, як бегонія, азалія, кактуси добре почувають себе в безпечних місцях, аспарагус, герань – в геопатогенних зонах. Собаки коні, корови, свині уника- ють геопатогенних зон, в той час як кішка віддає їм перевагу. В при- родних умовах геопатогенні зони можна визначити за наявністю пухлин у дерев або місцезнаходженням мурашників, а також дерев, уражених блискавкою. Серед дерев – груша, яблуня, липа, бук і бу- зок звичайно добре ростуть поза геопатогенних зон, а слива, вишня, дуб, ясен, ялина, модрина, персик, омела навпаки – прагнуть до та- ких зон, оскільки там є підземні води.

Варто сказати про географічні і геоморфологічні ознаки геопа- тогенних територій. Наприклад, якщо на місцевості є якийсь зна- чний природний вал, височина, то це вказує на те, що глибоко, на кристалічному фундаменті є розриви або зсуви.

Треба бути особливо обережним в закрутах рік (меандрах) – практично будь-яка ріка тяжіє до глибинних розломів. А тим ча- сом ЧАЕС розташована фактично на злитті п’ятьох рік – Дніпра, Тетерева, Вужа, Прип’яті, Десни. Найбільш показовою ознакою небезпечних місць є місцевий підйом або опускання грунту. Спо- стерігалося це і на ЧАЕС. Ще за рік до аварії геодезисти виявили вертикальний зсув реперів четвертого блока. Вже на початку 90-х років по цих непрямих ознаках прийшли до висновку, що чорно- бильській катастрофі сприяли і тектонічні явища.

Питання

1. Що таке гепатогенна територія, причини її формування?

2. В чому причина її походження?

3. Як діють гепатогенні зони на людину?

4. Які ознаки гепатогенних територій?

6.7.6. Комп’ютер і безпека людини

Комп’ютери проникли у повсякденний побут. З’явилися муль- тимедійні спектаклі на СD дисках з ігровими завданнями для дітей і підлітків. І, звичайно, не можна залишити без уваги комп’ютерні ігри, в які грають люди самого різного віку, інтелекту, світоглядів. На жаль, численні користувачі персональних комп’ютерів часто за- бувають, а часом і просто не знають про те, що комп’ютери разом з користю і задоволенням несуть в собі і ряд чинників, що негатив- но позначається на здоров’ї. Те, що тепер кажуть та пишуть про комп’ютери стосується і телевізорів, бо у них є спільне – електро- ннопроменева трубка. Вона випромінює в широкому діапазоні – від видимого світла до рентгенівського. Тому і комп’ютер і телевізор за дією на здоров’я людини дуже схожі.

Давно відомо, що не можна довго дивитися телепередачі, осо- бливо дітям. Наприклад, за одну годину телеглядач отримує дозу, додаткову до природного радіоактивного фону, в два мікробери.

Негативний вплив комп’ютера є комплексним. Насамперед мо- нітор є джерелом електростатичного поля, слабких електромагніт- них випромінювань в низькочастотному, зверхнизькочастотному та високочастотному діапазонах (від 2 Гц до 400 кГц), рентгенів- ського, ультрафіолетового, інфрачервоного та видимого світлово- го випромінювань. Це характерно для дисплеїв, сконструйованих на основі електроннопроміневої трубки. Тому, вже наприкінці 50-х років в нашій країні були введені перші нормативи радіочастотно- го впливу.

Наприкінці 60-х років вчені встановили наявність впливу електромагнітних полів, навіть дуже слабких, на нервову систему людини. Тепер вже існують дисплеї з пласкими екранами на рідин- них кристалах, які позбавлені цих недоліків. Джерелом електро- статичного поля є позитивний потенціал, який подається на вну- трішню поверхню екрана для прискорення електронного променя. Напруженість поля для багатобарвних дисплеїв може досягати 18 тис. Вольт. Джерелами електромагнітних випромінювань (ЕМВ) є

мережні джерела живлення (частота 50 Гц), система кадрової роз- гортки (5Гц–2кГц), система рядкової розгортки (2–400Гц), блок модуляції променя електроннопроменевої трубки (5–10 МГц). Отже, необхідно дотримувати правил безпеки при користуванні комп’ютером.

Загальні вимоги до безпеки при користуванні комп’ютером: площа одного робочого місця не менше 6 кв.м при об’ємі 20 куб. м; в одному приміщення не можна розміщати більше 12 робочих місць; комп’ютер є електропожежонебезпечним об’єктом, тому приміщен- ня повинно буте обладнано всіма засобами електропожежонебез- пнчності; приміщенні повинно бути обладнано системою кондицію- вання повітря і повинна проводитися щоденне вологе прибирання.

Небезпечним може бути стілець, за яким сидить оператор- користувач. Від його ергономічності залежить положення тіла. Не- правильний вибір стільця для роботи за комп’ютером веде до скрив- лення хребта, особливо у молодих людей. Це призводить згодом до появи багатьох внутрішніх хвороб. Не меншу небезпеку таять в собі, здавалося б безпечні предмети, «миша» і клавіатура. При користу- ванні клавіатурою ПК, руки лежать на столі, а пальці високо підняті над нею – положення, при якому сдавлюються судини і розтягують- ся сухожилля. Тому при роботі з мишею іноді у користувача форму- ється захворювання під назвою «мишиний укус» – оніміння руки, що супроводжується гострим болем.

Виходячи з особливостей роботи користувача ПК можна сфор- мулювати основні вимоги до конструкції робочого столу: регульова- ні за висотою опори, колісна шасі, стійкий металевий каркас, зруч- ний для оператора профіль крісла. Воно повинно забезпечувати рівномірність розподілу сил ваги частин тіла на опірні поверхні для запобігання статичної напруги великих м’язових груп і хребцевого стовпа.

Шкідливим є шум в лабораторії обчислювальної техніки, який можна розділити на дві категорії: безупинний і періодичний. Без- упинний шум створюють системи охолодження устаткування, вен- тиляції і його інтенсивність залежить від кількості установленого в приміщенні обладнання. Періодичний шум створюють в основному принтери, які на 30–40 децибел перевищують шум від систем охоло- дження і вентиляції. Він негативно впливає на продуктивність праці користувачів комп’ютерів, може викликати головний біль.

Питання