Исследование электромагнитного излучения от источников

Сверхвысоких частот

Цель работы: установить закономерности распределения плотности потока электромагнитного излучения сверхвысокой частоты от источника (микроволновой печи, радиотелефона и т. п.) и изучить методы защиты от облучения.

Содержание работы:

- изучить характеристики электромагнитного излучения и нормативные требования к работе с источниками электромагнитных полей сверхвысоких частот (ЭМП СВЧ);

- провести измерения плотности потока энергии ЭМП СВЧ в зависимости от расстояния до источника;

- оценить эффективность защиты от излучения с помощью экранов.

 

ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

Электромагнитное поле (ЭМП ) – это особая форма материи, посредством которой осуществляется взаимодействие между заряженными частицами.

Электрическое поле – часть пространства, создающегося электрическими зарядами и заряженными частицами.

Магнитное поле – часть пространства, создающегося при движении электрических зарядов по проводнику.

Электромагнитная волна (ЭМВ) – это колебательный процесс, связанный с изменяющимися в пространстве и во времени взаимосвязанными электрическими и магнитными полями.

Сверхвысокие частоты (СВЧ) – это ЭМВ с частотой излучения от 300 МГц до 750 ГГц

Е - напряженность электрического поля, является характеристикой электрической составляющей ЭМП, В/м;

Н - напряженность магнитного поля, является характеристикой магнитной составляющей ЭМП, А/м.

ППЭ - плотность потока энергии – это энергия, переносимая электромагнитной волной в единицу времени через единичную площадь, измеряемая в .

Микроволновая печь – электрооборудование, предназначенное для приготовления и разогрева пищи, с использованием СВЧ генератора.

 

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

 

Характеристика и источники электромагнитных полей

Сверхвысоких частот.

Электромагнитные поля сверхвысоких радиочастот имеют широкое применение в различных сферах производственной деятельности. Источниками электромагнитных полей сверхвысоких частот являются радиотехнические и электронные устройства, применяемые для радиосвязи, радиолокации и радителеметрии: генераторы сверхвысоких частот, открытые концы волноводов, антенны и др. Производственные установки высокочастотной технологической обработки как сплошных, так и сыпучих материалов, жидкостей (сушка древесины, склеивание и нагрев пластмасс и др). Кроме того, установки такого рода могут применяться для стерилизации продуктов.

В быту источниками ЭМП СВЧ являются нагревательные (бытовые) микроволновые печи, бесшнуровые телефоны, беспроводные компьютерные сети.

Электромагнитные поля генерируются токами, изменяющимися во времени.

Электрическое поле возникает при наличии напряжения на токоведущих частях, а магнитное - при прохождении тока по этим частям. ЭМП представляет собой совокупность переменного магнитного и электрического полей, распространяется в виде электромагнитных волн и обладает энергией Скорость распространения колебаний в воздухе равна скорости света м/c. Длина волны зависит от частоты

, (1)
где:

- длина волны, м;

- скорость распространения колебаний, м/с;

- частота колебаний, Гц.

Чем короче длина волны и больше частота колебаний, тем больше энергии несет в себе квант ЭМ излучения.

Спектр электромагнитных излучений находится в широких пределах:

- по длине волны от 1000км до 0, 001мкм и менее

- по частоте колебаний от 3 кГц до 300 ГГц

Радиочастотный диапазон условно разделен на 4 группы:

Наименование диапазона	Частота колебаний	Длина волны
Низкие частоты (НЧ) Высокие частоты (ВЧ) Ультравысокие частоты (УВЧ) Сверхвысокие частоты (СВЧ)	Менее 30кГц 30 кГц...30 МГц 30 МГц...300 МГц З00МГц...300ГГц	Более 5 км 5 км...10 м 10м... 1м 1 м... 1 мм

Примечание: 1 кГц = Гц, 1 МГц = Гц, 1 ГГц = Гц.

 

Область распространения ЭМП от источника излучения условно разделяют на три зоны:

Ø ближнюю (имеющую радиус менее 1/6 длины волны),

Ø промежуточную (1/6 длины волны),

Ø дальнюю (расположенную на расстоянии более 1/6 длины волны от источника).

В ближней и промежуточной зоне, электромагнитная волна еще не сформирована, поэтому интенсивность ЭМП в этих зонах оценивается раздельно: напряженностью электрической Е (В/м) и магнитной Н (А/м) составляющих поля.