Электромагнитное поле, его виды и классификация

     В зависимости от природы воздействия, влияющей на безопасность, различают  следующие ее виды: химическая; механическая; от шума и вибрации; термическая; электрическая, электромагнитная; биологическая; пожарная; радиационная; от взрывов.

     Безопасность  не является явно выраженной характеристикой, которую можно проверить при  покупке и доставке изделия. Следует  отметить, что многие показатели, входящие в другие потребительские свойства при определенных условиях могут  быть показателями безопасности. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. Электромагнитное  поле, его виды и классификация

       На практике при характеристике  электромагнитной обстановки используют  термины «электрическое поле», «магнитное поле», «электромагнитное поле» (далее по тексту ЭМП). Что же это означает и какая связь существует между ними?

       Электрическое поле создается  зарядами. Например, во всем известных  школьных опытах по электризации  эбонита, присутствует как раз  электрическое поле.

       Магнитное поле создается при  движении электрических зарядов  по проводнику.

       Для характеристики величины  электрического поля используется  понятие напряженность электрического  поля, обозначение Е, единица измерения В/м (Вольт-на-метр). Величина магнитного поля характеризуется напряженностью магнитного поля Н, единица А/м (Ампер-на-метр).

       По определению, электромагнитное  поле - это особая форма материи,  посредством которой осуществляется  воздействие между электрическими  заряженными частицами. Физические  причины существования электромагнитного  поля связаны с тем, что изменяющееся  во времени электрическое поле Е порождает магнитное поле Н, а изменяющееся Н - вихревое электрическое поле: обе компоненты Е и Н, непрерывно изменяясь, возбуждают друг друга. ЭМП неподвижных или равномерно движущихся заряженных частиц неразрывно связано с этими частицами. При ускоренном движении заряженных частиц, ЭМП «отрывается» от них и существует независимо в форме электромагнитных волн, не исчезая с устранением источника (например, радиоволны не исчезают и при отсутствии тока в излучившей их антенне).

       Электромагнитные волны характеризуются  длиной волны, обозначение - l (лямбда). Источник, генерирующий излучение,  а по сути создающий электромагнитные  колебания, характеризуются частотой, обозначение - f.

       Важная особенность ЭМП - это деление его на так называемую «ближнюю» и «дальнюю» зоны. В «ближней» зоне, или зоне индукции, на расстоянии от источника r < l ЭМП можно считать квазистатическим. Здесь оно быстро убывает с расстоянием, обратно пропорционально квадрату r -2 или кубу r -3 расстояния. В «ближней» зоне излучения электромагнитной волной еще не сформированы. 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 . В «дальней» зоне интенсивность поля убывает обратно пропорционально расстоянию до источника r -1.

       В «дальней» зоне излучения есть связь между Е и Н: Е = 377Н, где 377 - волновое сопротивление вакуума, Ом. Поэтому измеряется, как правило, только Е. В России на частотах выше 300 МГц обычно измеряется плотность потока электромагнитной энергии (ППЭ), характеризующий количество энергии, переносимой электромагнитной волной в единицу времени через единицу поверхности, перпендикулярной направлению распространения волны. 

2. Основные  источники ЭМП

       Среди основных источников ЭМИ  можно перечислить: 

• электротранспорт (трамваи, троллейбусы, поезда);
• линии электропередач (городского освещения, высоковольтные);
• электропроводка (внутри зданий, телекоммуникации);
• бытовые электроприборы;
• теле- и радиостанции (транслирующие антенны);
• спутниковая и сотовая связь (транслирующие антенны);
• радары;
• персональные компьютеры.

     Однако  более подробно рассматривать будем  электромагнитную безопасность товаров.  

     2.1 Бытовая электротехника 

       Все бытовые приборы, работающие  с использованием электрического  тока, являются источниками электромагнитных  полей. Наиболее мощными следует  признать СВЧ-печи, аэрогрили, холодильники с системой «без инея», кухонные вытяжки, электроплиты, телевизоры. Реально создаваемое ЭМП в зависимости от конкретной модели и режима работы может сильно различаться среди оборудования одного типа (смотри рисунок 1). Все ниже приведенные данные относятся к магнитному полю промышленной частоты 50 Гц.

       Значения магнитного поля тесно  связаны с мощностью прибора  - чем она выше, тем выше магнитное  поле при его работе. Значения  электрического поля промышленной  частоты практически всех электробытовых  приборов не превышают нескольких  десятков В/м на расстоянии 0,5 м, что значительно меньше ПДУ 500 В/м.

     Человеческий  организм всегда реагирует на электромагнитное поле. Однако, для того чтобы эта  реакция переросла в патологию  и привела к заболеванию необходимо совпадение ряда условий – в том  числе достаточно высокий уровень  поля и продолжительность облучения. Поэтому, при использовании бытовой  техники с малыми уровнями поля и/или  кратковременно ЭМП бытовой техники не оказывает влияния на здоровье основной части населения. Потенциальная опасность может грозить лишь людям с повышенной чувствительностью к ЭМП и аллергикам, также зачастую обладающим повышенной чувствительностью к ЭМП.

     Таблица 1 – Уровни магнитного поля промышленной частоты бытовых электроприборов на расстоянии 0,3 м.

       Кроме того, согласно современным  представлениям, магнитное поле  промышленной частоты может быть  опасным для здоровья человека, если происходит продолжительное облучение (регулярно, не менее 8 часов в сутки, в течение нескольких лет) с уровнем выше 0,2 микротесла.

     Стоит беспокоиться о своем здоровье, соблюдая следующие несложные правила:

• приобретая бытовую технику необходимо проверять в Гигиеническом заключении (сертификате) отметку о соответствии изделия требованиям «Межгосударственных санитарных норм допустимых уровней физических факторов при применении товаров народного потребления в бытовых условиях», МСанПиН 001-96;
• следует использовать технику с меньшей потребляемой мощностью: магнитные поля промышленной частоты будут меньше при прочих равных условиях;
• к потенциально неблагоприятным источникам магнитного поля промышленной частоты в квартире относятся холодильники с системой «без инея», некоторые типы «теплых полов», нагреватели, телевизоры, некоторые системы сигнализации, различного рода зарядные устройства, выпрямители и преобразователи тока – спальное место должно быть на расстоянии не менее 2-х метров от этих предметов если они работают во время ночного отдыха;
• при размещении в квартире бытовой техники: размещаются бытовые электроприборы по возможности дальше от мест отдыха, не располагая их поблизости и не ставя их друг на друга.

     Микроволновая печь (или СВЧ-печь) в своей работе использует для разогрева пищи электромагнитное поле, называемое также микроволновым излучением или СВЧ-излучением. Рабочая частота СВЧ-излучения микроволновых печей составляет 2,45 ГГц. Именно этого излучения и бояться многие люди. Однако, современные микроволновые печи оборудованы достаточно совершенной защитой, которая не дает электромагнитному полю вырываться за пределы рабочего объема. Вместе с тем, нельзя говорить что поле совершенно не проникает вне микроволновой печи. По разным причинам часть электромагнитного поля предназначенного для курицы проникает наружу, особенно интенсивно, как правило, в районе правого нижнего угла дверцы. Для обеспечения безопасности при использовании печей в быту в России действуют санитарные нормы, ограничивающие предельную величину утечки СВЧ-излучения микроволновой печи. Называются они «Предельно допустимые уровни плотности потока энергии, создаваемой микроволновыми печами» и имеют обозначение СН № 2666-83. Согласно этим санитарным нормам, величина плотности потока энергии электромагнитного поля не должна превышать 10 мкВт/см² на расстоянии 50 см от любой точки корпуса печи при нагреве 1 литра воды. На практике практически все новые современные микроволновые печи выдерживают это требование с большим запасом. Тем не менее, при покупке новой печи надо убедиться, что в сертификате соответствия зафиксировано соответствие вашей печи требованиям этих санитарных норм.

     Надо  помнить, что со временем степень  защиты может снижаться, в основном из-за появления микрощелей в уплотнении дверцы. Это может происходить  как из-за попадания грязи, так  и из-за механических повреждений. Поэтому  дверца и ее уплотнение требует аккуратности в обращении и тщательного  ухода. Срок гарантированной стойкости  защиты от утечек электромагнитного  поля при нормальной эксплуатации - несколько лет. Через 5-6 лет эксплуатации целесообразно проверить качество защиты для чего пригласить специалиста  из специально аккредитованной лаборатории  по контролю электромагнитного поля.

       Кроме СВЧ-излучения работу микроволновой  печи сопровождает интенсивное  магнитное поле, создаваемое током  промышленной частоты 50 Гц протекающим в системе электропитания печи. Для населения уровень магнитного поля промышленной частоты в нашей стране до сих пор не ограничен несмотря на его существенное действие на организм человека при продолжительном облучении. В бытовых условиях однократное кратковременное включение (на несколько минут ) не окажет существенного влияния на здоровье человека. Однако, сейчас часто бытовая микроволновая печь используется для разогрева пищи в кафе и в сходных других производственных условиях. При этом работающий с ней человек попадает в ситуацию хронического облучения магнитным полем промышленной частоты. В таком случае на рабочем месте необходим обязательный контроль магнитного поля промышленной частоты и СВЧ-излучения. Учитывая специфику микроволновой печи, целесообразно включив ее отойти на расстояние не менее 1,5 метра - в этом случае гарантированно электромагнитное поле вас не затронет вообще.  

     2.2 Сотовая связь 

       Сотовая радиотелефония является  сегодня одной из наиболее  интенсивно развивающихся телекоммуникационных  систем. В настоящее время во  всем мире насчитывается более  85 миллионов абонентов, пользующихся  услугами этого вида подвижной  (мобильной) связи (в России  – более 600 тысяч). Предполагается, что к 2001 году их число увеличится  до 200–210 миллионов (в России – около 1 миллиона).

       Основными элементами системы сотовой связи являются базовые станции (БС) и мобильные радиотелефоны (МРТ). Базовые станции поддерживают радиосвязь с мобильными радиотелефонами, вследствие чего БС и МРТ являются источниками электромагнитного излучения в УВЧ диапазоне. Важной особенностью системы сотовой радиосвязи является весьма эффективное использование выделяемого для работы системы радиочастотного спектра (многократное использование одних и тех же частот, применение различных методов доступа), что делает возможным обеспечение телефонной связью значительного числа абонентов. В работе системы применяется принцип деления некоторой территории на зоны, или «соты», радиусом обычно 0,5–10 километров.