6-5. Pola elektromagnetyczne

dr inż. Krzysztof Gryz, dr inż. Jolanta Karpowicz - Centralny Instytut Ochrony Pracy - Państwowy Instytut Badawczy

6-5.1. Wprowadzenie




Pole elektromagnetyczne związane jest z propagacją energii w przestrzeni i może charakteryzować się dowolną częstotliwością zmian w czasie. Ze względu na właściwości biofizyczne, na potrzeby m.in. bezpieczeństwia i higieniy pracy, terminem tym określa się pola statyczne (niezmienne w czasie: f = 0 Hz) i zmienne o częstotliwościach: f < 300 000 000 000 Hz (300 GHz), (fol.1) . Są to pola związane z rozchodzeniem się fali promieniowania elektromagnetycznego o długości ? > 1 mm, które nie są bezpośrednio rejestrowane przez zmysł wzroku człowieka i nie wywołują jonizacji ośrodka, przez który przechodzą. Wraz z promieniowaniem optycznym są często nazywane promieniowaniem niejonizującym. Właściwości pola elektromagnetycznego są najczęściej prezentowane odnośnie do dwóch jego składowych: pola elektrycznego i pola magnetycznego.



fol. nr 1

Opis właściwości pola elektromagnetycznego jest najczęściej prezentowany odnośnie dwóch jego składowych: pola elektrycznego i pola magnetycznego. Pole elektryczne powstaje na skutek oddziaływania sił między obiektami naładowanymi elektrycznie .(fol.2) . Wielkością charakteryzującą pole elektryczne jest jego natężenie, (E), wyrażane w woltach na metr (V/m), , (fol.2) .



fol. nr 2



Pole magnetyczne powstaje wokół ładunków poruszających się (tzn. tworzących prąd elektryczny) lub na skutek namagnesowania, związanego z właściwościami kwantowymi cząstek elementarnych w atomach tworzących niektóre substancje [1], (fol.3) , (fol.3). Wielkością charakteryzującą pole magnetyczne jest jego natężenie, (H), wyrażone w amperach na metr (A/m), Natężenie pola magnetycznego (H) jest wyrażone w amperach na metr (A/m), (fol.3C) .Do scharakteryzowania pól magnetycznych oprócz natężenia pola alternatywnie stosowana jest również indukcja magnetyczna, (B), wyrażona w teslach (T) lub gaussach (Gs),



fol. nr 3







Energia pól elektrycznych oddziałuje zarówno na ładunki ruchome, jak i nieruchome, a pól magnetycznych - jedynie na ładunki ruchome. Wokół ładunków nieruchomych występuje pole elektrostatyczne, a wokół ładunków tworzących prąd stały występuje pole magnetostatyczne. Pola zmienne są wytwarzane przez prądy i napięcia zmienne w czasie (fol.4) .



fol. nr 4





Jeżeli natężenie pola okresowo zmiennego w czasie ma przebieg sinusoidalny to jest ono nazywane polem harmonicznym. Pola harmoniczne są wytwarzane m.in. przez prądnice prądu przemiennego i występują w otoczeniu instalacji elektroenergetycznych. Zmienne pola elektryczne i magnetyczne tworzą promieniowanie elektromagnetyczne rozchodzące się w próżni z prędkością światła.(fol.4) ,