En 1860-1865. l'un des plus grands physiciens du 19ème siècle James Clerk Maxwell créé une théorie Champ électromagnétique. Selon Maxwell, le phénomène d'induction électromagnétique s'explique comme suit. Si à un moment donné dans l'espace le champ magnétique change dans le temps, alors il se forme et champ électrique... S'il y a un conducteur fermé dans le champ, le champ électrique y induit un courant d'induction. De la théorie de Maxwell, il s'ensuit qu'il est possible et processus inverse... Si dans une certaine région de l'espace le champ électrique change dans le temps, alors un champ magnétique se forme également ici.
Ainsi, toute modification du champ magnétique au cours du temps entraîne l'apparition d'un champ électrique, et tout changement du champ électrique avec le temps génère un champ magnétique changeant. Ces champs électriques et magnétiques alternatifs se produisant mutuellement forment un champ électromagnétique unique.
Propriétés des ondes électromagnétiques
Le résultat le plus important qui découle de la théorie du champ électromagnétique formulée par Maxwell est la prédiction de la possibilité de l'existence d'ondes électromagnétiques. Onde électromagnétique- propagation des champs électromagnétiques dans l'espace et le temps.
Les ondes électromagnétiques, contrairement aux ondes élastiques (sonores), peuvent se propager dans le vide ou toute autre substance.
Les ondes électromagnétiques dans le vide se propagent à une vitesse c = 299 792 km/s, c'est-à-dire à la vitesse de la lumière.
Dans la matière, la vitesse d'une onde électromagnétique est moindre que dans le vide. La relation entre la longueur d'onde, sa vitesse, sa période et sa fréquence d'oscillations obtenue pour les ondes mécaniques est également réalisée pour les ondes électromagnétiques :
Fluctuations du vecteur de tension E et le vecteur de l'induction magnétique B se produisent dans des plans mutuellement perpendiculaires et perpendiculaires à la direction de propagation des ondes (vecteur de vitesse).
Une onde électromagnétique transporte de l'énergie.
Gamme d'ondes électromagnétiques
Autour de nous se trouve un monde complexe d'ondes électromagnétiques de diverses fréquences : rayonnement d'écrans d'ordinateurs, de téléphones portables, four à micro-ondes, téléviseurs, etc. Actuellement, toutes les ondes électromagnétiques sont divisées par longueur d'onde en six plages principales.
Les ondes radio- ce sont des ondes électromagnétiques (d'une longueur d'onde de 10 000 m à 0,005 m), utilisées pour transmettre des signaux (informations) sur une distance sans fil. Dans les communications radio, les ondes radio sont créées par des courants à haute fréquence circulant à travers l'antenne.
Rayonnement électromagnétique d'une longueur d'onde de 0,005 m à 1 µm, c'est-à-dire compris entre la gamme des ondes radio et la gamme de la lumière visible sont appelés rayonnement infrarouge... Le rayonnement infrarouge est émis par tout corps chauffé. Les fours, les batteries, les lampes électriques à incandescence servent de sources de rayonnement infrarouge. À l'aide de dispositifs spéciaux, le rayonnement infrarouge peut être converti en lumière visible et des images d'objets chauffés peuvent être obtenues dans l'obscurité totale.
À lumière visible se réfère à un rayonnement avec une longueur d'onde d'environ 770 nm à 380 nm, du rouge au violet. L'importance de cette partie du spectre du rayonnement électromagnétique dans la vie humaine est extrêmement élevée, car une personne reçoit presque toutes les informations sur le monde qui l'entoure à l'aide de la vue.
Le rayonnement électromagnétique invisible à l'œil avec une longueur d'onde inférieure à celle du violet est appelé rayonnement ultraviolet. Il est capable de tuer les bactéries pathogènes.
Rayonnement X invisible à l'œil. Il passe sans absorption significative à travers des couches importantes d'une substance opaque à la lumière visible, utilisée pour diagnostiquer les maladies des organes internes.
Rayonnement gamma est appelé rayonnement électromagnétique émis par les noyaux excités et résultant de l'interaction de particules élémentaires.
Le principe de la radiocommunication
Un circuit oscillant est utilisé comme source d'ondes électromagnétiques. Pour un rayonnement efficace, le circuit est "ouvert", c'est-à-dire E. créer les conditions pour que le champ « aille » dans l'espace. Ce dispositif s'appelle un circuit oscillant ouvert - antenne.
Communication radio est appelée transmission d'informations à l'aide d'ondes électromagnétiques, dont les fréquences sont comprises entre à Hz.
Radar (radar)
Un appareil qui émet des ondes ultra-courtes et les reçoit immédiatement. Le rayonnement est effectué par impulsions courtes. Les impulsions sont réfléchies par les objets, permettant, après réception et traitement du signal, d'établir la distance à l'objet.
Le radar de vitesse fonctionne de manière similaire. Pensez à la façon dont le radar détecte la vitesse d'une voiture en mouvement.
Les progrès scientifiques et technologiques s'accompagnent d'une forte augmentation de la puissance des champs électromagnétiques (CEM) créés par l'homme, qui dans certains cas sont des centaines et des milliers de fois supérieurs au niveau des champs naturels.
Le spectre des ondes électromagnétiques comprend des ondes de longueur de 1000 km à 0,001 microns et en fréquence F de 3 × 10 2 à 3 × 10 20 Hz. Le champ électromagnétique est caractérisé par un ensemble de vecteurs de composantes électriques et magnétiques. Différentes gammes d'ondes électromagnétiques ont une nature physique commune, mais diffèrent par l'énergie, la nature de la propagation, l'absorption, la réflexion et l'action sur l'environnement d'une personne. Plus la longueur d'onde est courte, plus le quantum transporte d'énergie.
Les principales caractéristiques de l'EMF sont :
Intensité du champ électrique E, V/m.
Intensité du champ magnétique N, Un m.
Densité de flux d'énergie transportée par les ondes électromagnétiques je, W/m2.
La relation entre eux est déterminée par la dépendance :
Connexion énergétique je et fréquences F la fluctuation est définie comme :
où: f = s / l, a c = 3 × 10 8 m/s (vitesse de propagation des ondes électromagnétiques), h= 6,6 × 10 34 W / cm 2 (constante de Planck).
Dans l'espace. la source EMF environnante est divisée en 3 zones (Fig. 9) :
une) Zone proche(induction), où il n'y a pas de propagation d'onde, pas de transfert d'énergie, et donc les composants électriques et magnétiques de la CEM sont considérés indépendamment. Limite de la zone R< l/2p.
b) Zone intermédiaire(diffraction), où les ondes se superposent, formant des pics et des ondes stationnaires. Limites de zone l/2p< R < 2pl. Основная характеристика зоны суммарная плотность потоков энергии волн.
v) Zone de rayonnement(onde) avec la frontière R> 2pl. Il y a propagation des ondes, par conséquent, la caractéristique de la zone de rayonnement est la densité de flux d'énergie, c'est-à-dire la quantité d'énergie incidente sur une unité de surface je(W/m 2).
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Riz. 1.9... Zones d'existence d'un champ électromagnétique
Le champ électromagnétique, à distance des sources de rayonnement, s'atténue en proportion inverse du carré de la distance à la source. Dans la zone d'induction, l'intensité du champ électrique diminue inversement proportionnelle à la distance à la troisième puissance, et le champ magnétique diminue inversement proportionnellement au carré de la distance.
De par la nature de l'impact sur le corps humain, les champs électromagnétiques sont divisés en 5 plages :
Champs électromagnétiques à fréquence industrielle (EMP IF) : F < 10 000 Гц.
Rayonnements électromagnétiques de la gamme de fréquences radio (EMR RF) F 10 000 Hz.
Les champs électromagnétiques de la partie radiofréquence du spectre sont divisés en quatre sous-bandes :
1) F 10 000 Hz à 3 000 000 Hz (3 MHz) ;
2) F de 3 à 30 MHz ;
3) F de 30 à 300 MHz ;
4) F 300 MHz à 300 000 MHz (300 GHz).
Les sources de champs électromagnétiques de fréquence industrielle sont les lignes électriques à haute tension, les appareillages de commutation ouverts, tous L'électricité du réseau et appareils alimentés en courant alternatif 50 Hz. Le danger d'exposition aux lignes augmente avec l'augmentation de la tension en raison d'une augmentation de la charge concentrée sur la phase. L'intensité du champ électrique dans les zones où passent les lignes électriques à haute tension peut atteindre plusieurs milliers de volts par mètre. Les ondes de cette gamme sont fortement absorbées par le sol et à une distance de 50-100 m de la ligne, l'intensité chute à plusieurs dizaines de volts par mètre. Avec l'exposition systématique à l'EP, des perturbations fonctionnelles de l'activité des systèmes nerveux et cardiovasculaire sont observées. Avec une augmentation de l'intensité du champ dans le corps, des changements fonctionnels persistants se produisent dans le système nerveux central. Outre l'effet biologique d'un champ électrique entre une personne et un objet métallique, des décharges peuvent se produire en raison du potentiel corporel, qui atteint plusieurs kilovolts si une personne est isolée de la Terre.
Les niveaux d'intensité admissibles des champs électriques sur les lieux de travail sont établis par GOST 12.1.002-84 "Champs électriques de fréquence industrielle". Le niveau d'intensité maximal admissible de la FEM FI est fixé à 25 kV / m. Le temps de séjour admissible dans un tel champ est de 10 minutes. Rester dans l'EMP de l'onduleur avec une tension supérieure à 25 kV / m sans équipement de protection n'est pas autorisé, et dans l'EMF de l'onduleur avec une tension allant jusqu'à 5 kV / m, il est autorisé de rester pendant tout le travail journée. Pour calculer le temps de séjour admissible dans l'entraînement électrique à une intensité supérieure à 5 à 20 kV / m, inclus, la formule est utilisée T = (50/E) - 2, où : T- durée autorisée de séjour dans le PCh EMF, (heure) ; E- intensité de la composante électrique du PCh EMF, (kV/m).
Normes sanitaires SN 2.2.4.723-98 réglemente la télécommande du composant magnétique du PCh EMF sur les lieux de travail. Force magnétique N ne doit pas dépasser 80 A/m avec un séjour de 8 heures dans ce domaine.
L'intensité de la composante électrique du PCh EMF dans les bâtiments résidentiels et les appartements est réglementée par SanPiN 2971-84 "Normes et règles sanitaires pour protéger la population des effets d'un champ électrique créé par les lignes aériennes de transport d'électricité de courant alternatif de fréquence industrielle ." Selon ce document, la valeur E ne doit pas dépasser 0,5 kV / m à l'intérieur des locaux d'habitation et 1 kV / m sur le territoire d'aménagement urbain. Les normes pour la télécommande du composant magnétique de l'EMI du convertisseur de fréquence pour les environnements résidentiels et urbains n'ont pas été développées à l'heure actuelle.
Les EMP RF sont utilisés pour le traitement thermique, la fusion des métaux, les communications radio et la médecine. Sources de CEM dans locaux industriels il y a des générateurs de lampes, dans les installations d'ingénierie radio - systèmes d'antennes, dans les fours à micro-ondes - fuites d'énergie lorsque l'écran de la chambre de travail est brisé.
Les RF EMR agissant sur le corps provoquent la polarisation des atomes et des molécules des tissus, l'orientation des molécules polaires, l'apparition de courants ioniques dans les tissus et l'échauffement des tissus en raison de l'absorption d'énergie EMF. Cela perturbe la structure des potentiels électriques, la circulation des fluides dans les cellules du corps, l'activité biochimique des molécules et la composition du sang.
L'effet biologique du RF EMR dépend de ses paramètres : longueur d'onde, intensité et mode de rayonnement (pulsé, continu, intermittent), de la surface de la surface irradiée, de la durée d'irradiation. L'énergie électromagnétique est partiellement absorbée par les tissus et convertie en chaleur, un échauffement local des tissus et des cellules se produit. RF EMR a un effet néfaste sur le système nerveux central, provoque des troubles de la régulation neuro-endocrinienne, des modifications du sang, une opacification du cristallin (seulement sous-plage 4), des troubles métaboliques.
La régulation hygiénique des RF EMR est effectuée conformément à GOST 12.1.006-84 « Champs électromagnétiques de radiofréquences. Niveaux admissibles sur les lieux de travail et exigences de contrôle. " Les niveaux de CEM sur les lieux de travail sont contrôlés en mesurant l'intensité des composants électriques et magnétiques dans la gamme de fréquences 60 kHz-300 MHz, et la densité de flux énergétique (DEP) des CEM dans la gamme de fréquences 300 MHz-300 GHz, en tenant compte de la temps passé dans la zone d'irradiation.
Pour les champs électromagnétiques des fréquences radio de 10 kHz à 300 MHz, l'intensité des composantes électriques et magnétiques du champ est régulée en fonction de la gamme de fréquences : plus la fréquence est élevée, plus la valeur admissible de l'intensité est faible. Par exemple, la composante électrique de l'EMF pour les fréquences de 10 kHz - 3 MHz est de 50 V / m, et pour les fréquences de 50 MHz - 300 MHz, seulement 5 V / m. Dans la gamme de fréquences 300 MHz - 300 GHz, la densité de flux d'énergie de rayonnement et la charge énergétique créée par celle-ci sont régulées, c'est-à-dire le flux d'énergie traversant une unité de la surface irradiée pendant l'action. La valeur maximale de la densité de flux énergétique ne doit pas dépasser 1000 µW / cm 2. Le temps de séjour dans un tel champ ne doit pas dépasser 20 minutes. Rester dans un champ avec un PES égal à 25 μW / cm 2 est autorisé pendant un quart de travail de 8 heures.
En ville et environnement domestique La normalisation EMP RF est effectuée conformément à la norme SN 2.2.4 / 2.1.8-055-96 "Rayonnement électromagnétique de la gamme de fréquences radio". Dans les locaux d'habitation, l'EPI EMR RF ne doit pas dépasser 10 μW/cm2.
En génie mécanique, le traitement par impulsion magnétique et électrohydraulique des métaux avec un courant d'impulsion basse fréquence de 5 à 10 kHz est largement utilisé (coupe et compression d'ébauches tubulaires, emboutissage, perçage de trous, nettoyage de pièces moulées). Sources impulsion magnétique le champ sur le lieu de travail sont des inducteurs de travail ouverts, des électrodes, des bus porteurs de courant. Le champ magnétique pulsé affecte le métabolisme dans les tissus du cerveau, les systèmes de régulation endocrinienne.
Champ électrostatique(ESP) est le champ de charges électriques stationnaires interagissant les unes avec les autres. L'ESP se caractérise par une tension E, c'est-à-dire le rapport de la force agissant dans le champ sur une charge ponctuelle à la valeur de cette charge. La force ESP se mesure en V/m. Les ESP apparaissent dans les centrales électriques, dans les processus électrotechniques. L'ESP est utilisé dans le nettoyage électro-gaz, lors de l'application peintures et vernis... L'ESP a un effet négatif sur le système nerveux central ; ceux qui travaillent dans la zone ESP souffrent de maux de tête, de troubles du sommeil, etc. Dans les sources ESP, en plus des effets biologiques, les aéroions présentent un certain danger. La source des ions de l'air est la couronne, qui apparaît sur les fils sous tension E> 50 kV/m.
Niveaux de tension admissibles ESP installé par GOST 12.1.045-84 « Champs électrostatiques. Niveaux admissibles sur les lieux de travail et exigences pour la conduite du contrôle ". Le niveau admissible de tension ESP est réglé en fonction du temps passé sur le lieu de travail. La télécommande de l'intensité ESP est réglée égale à 60 kV/m pendant 1 heure. Lorsque la force ESP est inférieure à 20 kV/m, le temps de séjour dans l'ESP n'est pas régulé.
Caractéristiques principales rayonnement laser sont : la longueur d'onde l, (μm), l'intensité du rayonnement, déterminée par l'énergie ou la puissance du faisceau de sortie et exprimée en joules (J) ou en watts (W) : durée d'impulsion (sec), taux de répétition des impulsions (Hz)... Les principaux critères de danger pour un laser sont sa puissance, sa longueur d'onde, sa durée d'impulsion et son exposition.
Selon le degré de danger, les lasers sont divisés en 4 classes : 1 - le rayonnement de sortie n'est pas dangereux pour les yeux, 2 - le rayonnement direct et réfléchi spéculairement est dangereux pour les yeux, 3 - le rayonnement réfléchi de manière diffuse est dangereux pour les yeux, 4 - le rayonnement réfléchi de manière diffuse est dangereux pour la peau ...
La classe laser en fonction du degré de danger du rayonnement généré est déterminée par le fabricant. Lorsqu'il travaille avec des lasers, le personnel est exposé à des facteurs de production nocifs et dangereux.
Le groupe de facteurs physiques nocifs et dangereux lors du fonctionnement des lasers comprend :
Rayonnement laser (direct, diffusé, spéculaire ou réfléchi de manière diffuse),
La valeur augmentée de la tension d'alimentation des lasers,
Poussière de l'air dans la zone de travail par les produits de l'interaction du rayonnement laser avec la cible, augmentation du niveau de rayonnement ultraviolet et infrarouge,
Rayonnements ionisants et électromagnétiques dans zone de travail, augmentation de la luminosité de la lumière des lampes à pompe pulsées et risque d'explosion des systèmes de pompage laser.
Le personnel servant les lasers est exposé à des facteurs chimiques dangereux et nocifs, tels que l'ozone, les oxydes d'azote et d'autres gaz en raison de la nature du processus de production.
L'effet du rayonnement laser sur le corps dépend des paramètres du rayonnement (puissance, longueur d'onde, durée d'impulsion, taux de répétition des impulsions, temps d'exposition et surface de la surface irradiée), de la localisation de l'effet et des caractéristiques de l'objet irradié. Le rayonnement laser provoque des changements organiques (effets primaires) et des changements spécifiques dans le corps lui-même (effets secondaires) dans les tissus irradiés. Sous l'action des rayonnements, les tissus irradiés s'échauffent rapidement, c'est-à-dire brûlure thermique. En raison d'un chauffage rapide jusqu'à hautes températures il y a une forte augmentation de la pression dans les tissus irradiés, ce qui conduit à leurs dommages mécaniques. Les effets du rayonnement laser sur le corps peuvent provoquer des troubles fonctionnels et même une perte complète de la vision. La nature de la peau endommagée varie de légères à divers degrés de brûlures, jusqu'à la nécrose. En plus des changements tissulaires, le rayonnement laser provoque des changements fonctionnels dans le corps.
Les niveaux d'exposition maximum admissibles sont réglementés par les normes et règles sanitaires pour la construction et l'exploitation des lasers 2392-81. Les niveaux d'exposition maximaux admissibles sont différenciés en tenant compte du mode de fonctionnement des lasers. Pour chaque mode de fonctionnement, tranche de la portée optique, la valeur de la télécommande est déterminée selon des tableaux particuliers. Le contrôle dosimétrique du rayonnement laser est effectué conformément à GOST 12.1.031-81. Le contrôle mesure la densité de puissance du rayonnement continu, la densité d'énergie du rayonnement pulsé et modulé par impulsion et d'autres paramètres.
Rayonnement ultraviolet - il s'agit d'un rayonnement électromagnétique invisible à l'œil, qui occupe une position intermédiaire entre la lumière et le rayonnement X. La partie biologiquement active du rayonnement UV est divisée en trois parties : A avec une longueur d'onde de 400-315 nm, B avec une longueur d'onde de 315-280 nm et C 280-200 nm. Les rayons UV ont la capacité de provoquer un effet photoélectrique, une luminescence, le développement de réactions photochimiques, et ont également une activité biologique importante.
Le rayonnement UV se caractérise par propriétés bactéricides et érythémateuses. Pouvoir de rayonnement érythémateux - c'est une valeur qui caractérise l'effet bénéfique du rayonnement UV sur une personne. L'unité de rayonnement érythémateux est Er, correspondant à une puissance de 1 W pour une longueur d'onde de 297 nm. L'unité d'éclairement érythémateux (irradiance) Er per mètre carré(Er/m2) ou W/m2. Dose de rayonnement Ner est mesuré en Er × h / m2, c'est-à-dire c'est l'irradiation de la surface pendant un certain temps. L'activité bactéricide du flux de rayonnement UV est mesurée dans bac. En conséquence, l'irradiation bactéricide est de bact par m 2 , et la dose de bac par heure par m 2 (bq × h/m 2).
Les sources de rayonnement UV en production sont un arc électrique, une flamme autogène, des brûleurs à mercure-quartz et d'autres émetteurs de température.
Les rayons UV naturels ont un effet positif sur le corps. Avec un manque de soleil, il y a "famine légère", carence en vitamine D, affaiblissement de l'immunité, troubles fonctionnels système nerveux... Cependant, le rayonnement UV de sources industrielles peut provoquer des maladies oculaires professionnelles aiguës et chroniques. Les lésions oculaires aiguës sont appelées électrophtalmie. Un érythème de la peau du visage et des paupières est souvent retrouvé. Les lésions chroniques comprennent la conjonctivite chronique, les cataractes du cristallin, les lésions cutanées (dermatite, œdème avec vésicules).
Standardisation du rayonnement UV réalisée conformément aux "Normes sanitaires pour le rayonnement ultraviolet dans les locaux industriels" 4557-88. Lors de la normalisation, l'intensité du rayonnement est définie en W / m 2. A une surface d'irradiation de 0,2 m 2 jusqu'à 5 minutes avec une pause de 30 minutes avec une durée totale allant jusqu'à 60 minutes, la norme pour les UV-A est de 50 W/m2, pour les UV-B est de 0,05 W/m2 et pour les UV -C 0,01 W/m 2. Avec une durée totale d'irradiation de 50% d'un poste de travail et une irradiation unique de 5 min, la norme pour les UV-A est de 10 W/m 2, pour les UV-B est de 0,01 W/m 2 avec une surface d'irradiation de 0,1 m 2, et l'irradiation est UV-C n'est pas autorisée.
Les champs électromagnétiques sont des champs électriques et magnétiques alternatifs qui se génèrent mutuellement.
La théorie du champ électromagnétique a été créée par James Maxwell en 1865.
Il a prouvé théoriquement que :
tout changement du champ magnétique avec le temps conduit à l'émergence d'un champ électrique changeant, et tout changement du champ électrique avec le temps génère un champ magnétique changeant.
Si les charges électriques se déplacent avec l'accélération, le champ électrique créé par elles change périodiquement et crée lui-même un champ magnétique alternatif dans l'espace, etc.
Les sources du champ électromagnétique peuvent être :
- aimant mobile ;
- une charge électrique se déplaçant avec accélération ou oscillant (contrairement à une charge se déplaçant à vitesse constante, par exemple, dans le cas d'un courant continu dans un conducteur, un champ magnétique constant est créé ici).
Un champ électrique existe toujours autour d'une charge électrique, dans n'importe quel référentiel, un champ magnétique - dans celui par rapport auquel les charges électriques se déplacent.
Un champ électromagnétique existe dans un cadre de référence, par rapport auquel les charges électriques se déplacent avec l'accélération.
ESSAYEZ LA SOLUTION
Le morceau d'ambre a été frotté contre le tissu et chargé d'électricité statique. Quel champ peut être trouvé autour de l'ambre immeuble? Autour du mobile ?
Le corps chargé est au repos par rapport à la surface de la terre. Le véhicule se déplace régulièrement et en ligne droite par rapport au sol. Est-il possible de détecter un champ magnétique constant dans le référentiel associé à la voiture ?
Quel champ apparaît autour de l'électron s'il : est au repos ; se déplace à vitesse constante; se déplacer avec accélération?
Un flux d'électrons se déplaçant uniformément est créé dans le tube cathodique. Est-il possible de détecter un champ magnétique dans un référentiel associé à l'un des électrons en mouvement ?
ONDES ÉLECTROMAGNÉTIQUES
Les ondes électromagnétiques sont un champ électromagnétique qui se propage dans l'espace à une vitesse finie, en fonction des propriétés du milieu
Propriétés des ondes électromagnétiques :
- se répandre non seulement dans la matière, mais aussi dans le vide ;
- se propager dans le vide à la vitesse de la lumière (C = 300 000 km/s) ;
- ce sont des ondes transversales ;
- ce sont des ondes progressives (transfert d'énergie).
Les charges électriques en mouvement accéléré sont à l'origine des ondes électromagnétiques.
Les oscillations de charges électriques s'accompagnent d'un rayonnement électromagnétique ayant une fréquence égale à la fréquence des oscillations de charges.
ÉCHELLE D'ONDE ÉLECTROMAGNÉTIQUE
Tout l'espace qui nous entoure est imprégné de rayonnement électromagnétique. Le soleil, les corps qui nous entourent, les antennes des émetteurs émettent des ondes électromagnétiques, qui, selon leur fréquence d'oscillation, portent des noms différents.
Les ondes radio sont des ondes électromagnétiques (d'une longueur d'onde de plus de 10000 m à 0,005 m), utilisées pour transmettre des signaux (informations) sur une distance sans fil.
Dans les communications radio, les ondes radio sont créées par des courants à haute fréquence circulant à travers l'antenne.
Les ondes radio de différentes longueurs se propagent de différentes manières.
Le rayonnement électromagnétique d'une longueur d'onde inférieure à 0,005 m mais supérieure à 770 nm, c'est-à-dire situé entre la plage de longueur d'onde radio et la plage de lumière visible, est appelé rayonnement infrarouge (IR).
Le rayonnement infrarouge est émis par tout corps chauffé. Les sources de rayonnement infrarouge sont les fours, les batteries de chauffage à eau, les lampes électriques à incandescence. À l'aide de dispositifs spéciaux, le rayonnement infrarouge peut être converti en lumière visible et des images d'objets chauffés peuvent être obtenues dans l'obscurité totale. Le rayonnement infrarouge est utilisé pour sécher les produits peints, les murs de construction, le bois.
La lumière visible fait référence au rayonnement d'une longueur d'onde d'environ 770 nm à 380 nm, du rouge au violet. Les valeurs de cette partie du spectre du rayonnement électromagnétique dans la vie d'une personne sont extrêmement élevées, car une personne reçoit presque toutes les informations sur le monde qui l'entoure à l'aide de la vue. La lumière est une condition préalable au développement des plantes vertes et donc condition nécessaire pour l'existence de la vie sur Terre.
Le rayonnement électromagnétique avec une longue longueur d'onde invisible à l'œil est inférieur à celui de la lumière violette, appelée rayonnement ultraviolet (UV).Le rayonnement ultraviolet est capable de tuer les bactéries nocives, il est donc largement utilisé en médecine. Le rayonnement ultraviolet dans la composition de la lumière du soleil provoque des processus biologiques qui conduisent à l'assombrissement de la peau humaine - le bronzage. Les lampes à décharge sont utilisées comme sources de rayonnement ultraviolet en médecine. Les tubes de ces lampes sont en quartz transparent aux rayons ultraviolets ; ces lampes sont donc appelées lampes à quartz.
Les rayons X (Re) sont invisibles pour l'az. Ils passent sans absorption significative à travers des couches importantes d'une substance opaque à la lumière visible. Les rayons X sont détectés par leur capacité à induire une certaine lueur à partir de certains cristaux et à agir sur les films photographiques. La capacité des rayons X à pénétrer dans des couches épaisses de substances est utilisée pour diagnostiquer les maladies des organes internes humains.
Champ électromagnétique
Un champ électromagnétique fait référence au type de matière qui se produit autour des charges en mouvement. Il se compose de champs électriques et magnétiques. Leur existence est interconnectée, car ils ne peuvent pas exister séparément et indépendamment les uns des autres, car un domaine engendre un autre.
Essayons maintenant d'aborder le sujet du champ électromagnétique plus en détail. De la définition, on peut conclure qu'en cas de modification du champ électrique, il existe des conditions préalables à l'apparition d'un champ magnétique. Et comme le champ électrique a tendance à changer avec le temps et ne peut pas être qualifié d'invariable, le champ magnétique est également variable.
Lorsque vous modifiez un champ, un autre est généré. Et quel que soit le champ suivant, la source sera le champ précédent, c'est-à-dire un conducteur avec du courant, et non sa source d'origine.
Et même si le courant dans le conducteur est coupé, le champ électromagnétique ne disparaîtra nulle part, mais continuera d'exister et se propagera dans l'espace.
Propriétés des ondes électromagnétiques
La théorie de Maxwell. Champ électrique tourbillonnaire
James Clerk Maxwell, un célèbre physicien britannique, a écrit un ouvrage en 1857 dans lequel il a fourni la preuve que les champs électriques et magnétiques sont étroitement liés.
Selon sa théorie, il s'ensuit que le champ magnétique alternatif a la capacité de créer un tel nouveau champ électrique, qui diffère du champ électrique précédent créé à l'aide d'une source de courant, puisque ce nouveau champ électrique est un vortex.
Et ici, vous et moi voyons qu'un champ électrique vortex est un champ dans lequel les lignes de force sont fermées. C'est-à-dire qu'il convient de noter que le champ électrique a les mêmes lignes fermées que le champ magnétique.
Il s'ensuit qu'un champ magnétique alternatif est capable de créer un champ électrique tourbillonnaire et qu'un champ électrique tourbillonnaire a la capacité de faire bouger les charges. Et on se retrouve avec l'induction électricité... Il résulte des travaux de Maxwell que des champs tels qu'électriques et magnétiques coexistent étroitement les uns avec les autres.
C'est-à-dire que pour l'existence d'un champ magnétique, une charge électrique en mouvement est requise. Eh bien, le champ électrique est créé en raison de la charge électrique au repos. Il y a une telle relation transparente entre les champs. De cela, nous pouvons tirer une autre conclusion que dans différents systèmes le compte à rebours peut être observé différentes sortes des champs.
Si nous suivons la théorie de Maxwell, nous pouvons résumer que les champs électriques et magnétiques alternatifs ne peuvent pas exister séparément, car lorsque le champ magnétique change, il génère un champ électrique, et un champ électrique changeant génère un champ magnétique.
Sources naturelles de champs électromagnétiques
Pour une personne moderne, ce n'est un secret pour personne que les champs électromagnétiques, bien qu'ils restent invisibles à nos yeux, mais nous entourent partout.
Les sources naturelles de CEM comprennent :
Premièrement, c'est le champ électrique et magnétique permanent de la Terre.
Deuxièmement, ces sources incluent les ondes radio qui transforment des sources cosmiques telles que le Soleil, les étoiles, etc.
Troisièmement, ces sources sont également des processus atmosphériques tels que les décharges de foudre, etc.
Sources anthropiques (artificielles) de champs électromagnétiques
En plus des sources naturelles d'occurrence des CEM, ils sont également dus à des sources anthropiques. Ces sources comprennent les rayons X, qui sont utilisés dans les établissements médicaux. Ils sont également utilisés pour transmettre des informations à l'aide de diverses stations de radio, de stations mobiles et également d'antennes de télévision. Et l'électricité qui se trouve dans chaque prise génère également une CEM, mais c'est vrai, d'une fréquence plus basse.
Impact des CEM sur la santé humaine
La société moderne ne pense pas actuellement à sa propre vie, sans des avantages de civilisation tels que la présence de divers appareils ménagers, ordinateurs, communications mobiles. Bien sûr, ils nous facilitent la vie, mais ils créent des champs électromagnétiques autour de nous. Naturellement, nous ne pouvons pas voir les champs électromagnétiques, mais ils nous entourent partout. Ils sont présents dans nos maisons, au travail, et même dans les transports.
Nous pouvons dire sans risque que l'homme moderne vit dans un champ électromagnétique continu qui, malheureusement, a un impact énorme sur la santé humaine. Avec une exposition prolongée au champ électromagnétique sur le corps humain, des symptômes désagréables tels que fatigue chronique, irritabilité, sommeil perturbé, attention et mémoire apparaissent. Une telle exposition prolongée aux champs électromagnétiques peut provoquer des maux de tête, une infertilité, des troubles du fonctionnement des systèmes nerveux et cardiaque, ainsi que l'apparition de maladies oncologiques.
Instructions
Prenez deux piles et collez-les ensemble. Connectez les batteries de manière à ce qu'elles soient différentes à leurs extrémités, c'est-à-dire plus opposées à moins et vice versa. Utilisez des trombones pour attacher le fil à l'extrémité de chaque batterie. Ensuite, placez l'un des trombones sur les piles. Si l'agrafe n'atteint pas le centre de chacun, vous devrez peut-être déplier à la longueur souhaitée. Fixez la structure avec du ruban adhésif. Assurez-vous que les extrémités des fils sont lâches et que les bords du trombone arrivent au centre de chaque batterie. Branchez les piles en haut, faites de même de l'autre côté.
Prenez du fil de cuivre. Laissez le fil environ 15 centimètres droit puis enroulez-le autour du bécher en verre. Faites environ 10 tours. Laissez encore 15 centimètres de ligne droite. Connectez l'un des fils de l'alimentation à l'une des extrémités libres de la bobine de cuivre résultante. Assurez-vous que les fils sont bien connectés les uns aux autres. Lorsqu'il est connecté, le circuit donne un domaine... Connectez l'autre fil de l'alimentation à fil de cuivre.
Quand à travers la bobine va le courant placé à l'intérieur sera magnétisé. Les agrafes colleront ensemble, et les parties d'une cuillère ou d'une fourchette, des tournevis magnétiseront et attireront d'autres objets métalliques pendant que la bobine est sous tension.
Remarque
La bobine peut être chaude. Assurez-vous qu'il n'y a aucun matériau inflammable à proximité et veillez à ne pas vous brûler la peau.
Le métal le plus facilement magnétisé est le fer. Lors de la vérification du champ, ne sélectionnez pas l'aluminium ou le cuivre.
Pour créer un champ électromagnétique, il faut faire rayonner sa source. En même temps, il doit produire une combinaison de deux champs, électrique et magnétique, qui peuvent se propager dans l'espace en se générant l'un l'autre. Un champ électromagnétique peut se propager dans l'espace sous la forme d'une onde électromagnétique.
Tu auras besoin de
- - fil isolé;
- - clou;
- - deux conducteurs ;
- - Bobine Rumkorf.
Instructions
Prenez un fil isolé à faible résistance, le cuivre est le meilleur. Enroulez-le sur une âme en acier, un clou régulier de 100 mm de long (tissage) fera l'affaire. Connectez le fil à une source d'alimentation, une batterie ordinaire fera l'affaire. un électrique domaine, ce qui y générera un courant électrique.
Le mouvement directionnel de la charge (courant électrique), à son tour, générera un domaine, qui sera concentré dans un noyau en acier avec un fil enroulé autour. Le noyau se transforme et est attiré sur lui-même par des ferromagnétiques (, nickel, cobalt, etc.). La résultante domaine peut être appelé électromagnétique, car l'électricité domaine magnétique.
Pour obtenir un champ électromagnétique classique, à la fois électrique et magnétique domaine changé au cours du temps, puis l'électricité domaine générera magnétique et vice versa. Pour cela, les charges en mouvement doivent être accélérées. La façon la plus simple de le faire est de les faire hésiter. Par conséquent, pour obtenir un champ électromagnétique, il suffit de prendre un conducteur et de le connecter à un réseau domestique ordinaire. Mais il sera si petit qu'il ne sera pas possible de le mesurer avec des instruments.
Pour obtenir un champ magnétique suffisamment fort, fabriquez un vibrateur Hertz. Pour ce faire, prenez deux conducteurs droits identiques, fixez-les de manière à ce que l'écart entre eux soit de 7 mm. Ce sera un circuit oscillant ouvert à faible capacité électrique. Connectez chacun des conducteurs aux bornes Rumkorf (cela permet de recevoir des impulsions haute tension). Connectez le circuit à la batterie. Dans l'éclateur entre les conducteurs, les décharges commenceront et le vibrateur lui-même deviendra une source de champ électromagnétique.
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L'introduction de nouvelles technologies et la généralisation de l'utilisation de l'électricité ont conduit à l'émergence de champs électromagnétiques artificiels, qui ont le plus souvent un effet néfaste sur l'homme et environnement... Ces champs physiques apparaissent là où il y a des charges en mouvement.
La nature du champ électromagnétique
Le champ électromagnétique est une matière particulière. Il se forme autour de conducteurs le long desquels se déplacent des charges électriques. Le champ de force se compose de deux champs indépendants - magnétique et électrique, qui ne peuvent exister isolément l'un de l'autre. Un champ électrique, lorsqu'il apparaît et change, génère invariablement un champ magnétique.
L'un des premiers à avoir étudié la nature des champs alternatifs au milieu du XIXe siècle était James Maxwell, qui est à l'origine de la théorie du champ électromagnétique. Le scientifique a montré que les charges électriques se déplaçant avec l'accélération créent un champ électrique. Le changer génère un champ de forces magnétiques.
La source d'un champ magnétique alternatif peut être un aimant, s'il est mis en mouvement, ainsi qu'une charge électrique qui oscille ou se déplace avec une accélération. Si la charge se déplace à une vitesse constante, alors elle traverse le conducteur D.C., qui se caractérise par un champ magnétique constant. En se propageant dans l'espace, le champ électromagnétique transfère de l'énergie, qui dépend de l'amplitude du courant dans le conducteur et de la fréquence des ondes émises.
Exposition humaine au champ électromagnétique
Le niveau de tous les rayonnements électromagnétiques émis par l'homme systèmes techniques, est plusieurs fois supérieur au rayonnement naturel de la planète. Il s'agit d'un effet thermique, qui peut entraîner une surchauffe des tissus corporels et des conséquences irréversibles. Par exemple, une utilisation à long terme téléphone mobile, qui est une source de rayonnement, peut provoquer une augmentation de la température du cerveau et du cristallin de l'œil.
Les champs électromagnétiques générés lors de l'utilisation d'appareils électroménagers peuvent provoquer des tumeurs malignes. Cela est particulièrement vrai pour le corps de l'enfant. La présence à long terme d'une personne à proximité de la source d'ondes électromagnétiques réduit l'efficacité du système immunitaire, entraîne des maladies du cœur et des vaisseaux sanguins.
Bien sûr, arrêtez complètement d'utiliser moyens techniques, qui sont à l'origine du champ électromagnétique, c'est impossible. Mais vous pouvez utiliser les mesures préventives les plus simples, par exemple, utiliser le téléphone uniquement avec un casque, ne pas laisser les cordons de l'appareil dans prises électriques après avoir utilisé la technique. Dans la vie de tous les jours, il est recommandé d'utiliser des rallonges et des câbles avec un blindage de protection.