Измерение электромагнитного излучения офисных и бытовых приборов

Научно–образовательная конференция учащихся «Преемственность поколений. Шатура-2009»

Область знания: «Экология»

Тема: «Измерение электромагнитного излучения офисных и бытовых приборов»

Автор: Гришаева Антонина учащаяся 9 класса МОУ ООШ № 5 г. Шатуры

Руководитель: Ларина Татьяна Васильевна учитель физики МОУ ООШ № 5 г. Шатуры

2009 г

Содержание

1. Введение.

2. Теоретические основы исследования.

2.1 Определение электромагнитного поля.

2.2 Основные характеристики электромагнитного поля.

3. Влияние электромагнитного поля на биологические объекты.

3.1 Влияние электромагнитного поля на животных и микроорганизмы.

3.2 Примеры электромагнитных процессов в организме человека.

3.3 Влияние электрического тока и ЭМП на человека.

4. Исследование электромагнитного излучения дисплеев и бытовых приборов.

4.1 Прибор для исследования ЭМП.

4.2 Методика исследования.

4.3 Результаты исследования.

Заключение.

Литература.

Введение

Движение электрических зарядов есть основа многих процессов и явлений, которые происходят вокруг нас и во Вселенной в целом. В современном мире, где широко используется электричество, движущие разряды, представляющие собой электрический ток, выполняют всевозможную работу, приводя в действие электрические двигатели, электронные схемы и другие приборы и устройства. В наше время трудно назвать такую область человеческой жизни и деятельности, которая не зависела бы от явлений, порождаемых движущимися электрическими зарядами. И это влияние усиливается с каждым годом.

Острота вопроса связана также с тем, что электромагнитное поле - один из самых биологически активных факторов, но оно не имеет вкуса и запаха. Одним словом – жестокий невидимка. Поэтому его присутствие и степень опасности можно определить только с помощью современных средств и методов измерения.

Влияние электромагнитных полей на здоровье человека - это серьезная задача современной науки. В связи со стремительным ростом числа технологий и приборов избежать влияния электромагнитного поля в современном мире практически невозможно.

Источниками электромагнитных полей являются, например, следующие объекты: воздушные линии электропередачи (ВЛ) постоянного тока; открытые распределительные устройства (ОРУ) постоянного тока; ускорители частиц (синхрофазотроны и т. п.); ВЛ и ОРУ переменного тока высокого и сверхвысокого напряжения 6-1150 кВ; ОРУ переменного тока высокого и сверхвысокого напряжения 6-1150 кВ; трансформаторные подстанции (ТП); кабельные линии; система электроснабжения зданий напряжением 0,4 кВ; телевизионные станции; радиовещательные станции различных частотных диапазонов объекты радионавигации, радиолокационные станции (РЛС); наземные станции космической связи (СКС); радиорелейные станции (РРС); базовые станции систем подвижной радиосвязи (БС), прежде всего сотовой; сотовые, спутниковые и радиотелефоны, персональные радиостанции; полигоны для испытаний передающих радиотехнических устройств; промышленное электрооборудование и технологические процессы - станки, индукционные печи, сварочные агрегаты, станции катодной защиты, гальванопластика, сушка диэлектрических материалов, и т. п.; медицинское диагностическое, терапевтическое и хирургическое оборудование; транспорт на электрической тяге - трамваи, троллейбусы, поезда метро и т. п., - и его инфраструктура; персональные компьютеры и видеодисплейные терминалы, игровые автоматы; бытовые электроприборы - холодильники, стиральные машины, кондиционеры воздуха, фены, электробритвы, телевизоры, фото- и кинотехника и т. п.; СВЧ печи.

Целью данной работы является знакомство с работой приборов для измерения электромагнитного излучения бытовых и промышленных приборов, изучение теоретических основ влияния электромагнитного поля на здоровье человека, положительных и отрицательных сторон этого воздействия, а также измерение наиболее распространенных источников электромагнитных полей: лучевого и ЖК мониторов, принтера, бытовых приборов (электроплитки, электронагревателя, холодильника) и электродрели.

Во время выполнения исследований мы узнали о том, что до введения трехпроводной заземленной электропроводки в НИЦ ТЛ электромагнитное излучение приборов на рабочих местах значительно превышало ПДУ. По некоторым данным в США от 5% до 20% и более дохода фирм идёт на защитные мероприятия от электромагнитных волн. Велики затраты на защиту населения и в Европе. В зарубежном строительстве электропроводка в жилых помещениях кладется под потолком и экранируется. В России же проводку всегда монтировали на метровой высоте от пола. То есть на уровне головы сидящего человека. Для защиты населения от электромагнитных полей в быту также используется трехпроводная заземленная и экранированная электросеть. Электрические розетки располагаются таким образом, чтобы человек не оказывался под влиянием низкочастотных полей.

2. Теоретические основы исследования.

2.1 Определение электромагнитного поля.

Электромагнитное поле – это особая форма материи, посредством которой осуществляется взаимодействие между электрически заряженными частицами. Электрическое поле - создается электрическими зарядами и заряженными частицами в пространстве. Магнитное поле - создается при движении электрических зарядов по проводнику. Физической причиной существования электромагнитного поля является то, что изменяющееся во времени электрическое поле возбуждает магнитное поле, а изменяющееся магнитное поле – вихревое электрическое поле.

Непрерывно изменяясь, обе компоненты поддерживают существование электромагнитного поля. Поле неподвижной или равномерно движущейся частицы неразрывно связано с носителем (заряженной частицей).

Однако при ускоренном движении носителей электромагнитное поле "срывается" с них и существует в окружающей среде независимо, в виде электромагнитной волны, не исчезая с устранением носителя (например, радиоволны не исчезают при исчезновении тока в излучающей их антенне.

Область физики, рассматривающая явления, которые порождаются электрическими зарядами, находящимися в покое, называется электродинамикой. Понятие поля и является основным понятием электродинамики.6

2.2 Основные характеристики электромагнитного поля.

Согласно закону Кулона электрическая сила, действующая на заряд q со стороны заряда Q, находящегося от него на расстоянии r, равна F=(kq1q2)/R2

Мы также знаем, что электрическая сила, действующая на заряд q, является векторной величиной и направлена в сторону заряда Q, если заряд Q<0, или от него, если Q>0.

Действия электрических сил принято описывать следующим образом. Мы говорим, что заряд Q создает в пространстве такое состояние, на которое заряд q реагирует, испытывая действия силы, направленной к заряду Q.Это «состояние пространства» и называется электрическим полем заряда Q.

Основными характеристиками электромагнитного поля являются вектор напряженности и потенциал электрического поля и вектор индукции магнитного поля.

Силовой характеристикой электрического поля является вектор напряженности электрического поля Е=F/q, где F- сила, действующая на положительный заряд q, помещенный в данную точку поля. Напряженность электрического поля в некоторой его точке равна и совпадает по направлению с силой, действующей на положительный точечный (пробный заряд). При этом считается, что пробный заряд не искажает того поля, которое с его помощью изучается. Единицей напряженности является ньютон на кулон (Н\Кл). Напряженность электрического поля обычно принято выражать в эквивалентных единицах вольт на метр (В\м).

Если заряд q помещен в электрическое поле, описываемое вектором Е, то заряд будет испытывать на себе действие силы: F=qЕ. Это и есть основное уравнение для силы электрического поля.

Каждый электрический заряд создает в пространстве электрическое поле независимо от наличия других электрических зарядов. Тогда согласно принципу наложения (т. е. суперпозиции) Е=Е1+Е2+Е3+Е4+..+ЕN , где Е- напряженность поля в данной точке, Е1, Е2, Е3, Е4, …ЕN – напряженности полей, создаваемых в данной точке зарядами q1, q2, q3, q4, q N.

Этот принцип означает следующее: результирующая электрическая сила, действующая на заряд q со стороны нескольких других зарядов, равна векторной сумме сил, действующих со стороны отдельных зарядов: Fрез=F1+ F2+ F3+…+ Fn

Электрическое поле обладает энергетической характеристикой – потенциалом. Потенциалом поля в данной точке называется скалярная величина, численно равная потенциальной энергии единичного положительного заряда, помещенного в эту точку. φ= Еп / q . По формуле потенциальная энергия заряда q, находящегося на расстоянии r от заряда-источника Q, равна Еп= (кQq)/r

Разделив обе части этого соотношения на q, мы получим величину, которая характеризует заряд-источник Q. Эта величина называется электрическим потенциалом φ : φ= Еп/ q

Потенциал электростатического поля равен численно работе, которую совершают электростатические силы при перемещении единичного положительного заряда из данной точки поля в бесконечность. Физический смысл во всех задачах имеет разность потенциалов между двумя точками электростатического поля, а не значение потенциалов в этих точках. Для потенциала также выполняется принцип суперпозиции: φ = φ1+ φ2+ φ3+ φ4+…+ φN

Когда строится наглядная картина, представляющая электрическое поле, линии называются линиями напряженности электрического поля или просто силовыми линиями электрического поля. Направление силовой линии в любой точке равно всегда совпадает с направлением электрической силы, действующий на положительный подобный заряд, расположенный в этой точке. Таким образом, силовые линии всегда направлены к отрицательному заряду-источнику и от положительного заряда-источника.8

3. Влияние электромагнитного поля на биологические объекты.

3.1 Влияние электромагнитного поля на животных и микроорганизмы.

При изучении воздействия электрических полей ЛЭП на животных наблюдали изменение обмена микроэлементов (железа, марганца, меди и др.), увеличение щитовидной железы, что характеризует ее способность концентрировать радиоактивный йод, содержание глюкозы в крови.2

Имеются сведения о подавлении и стимулировании активности микроорганизмов под действием постоянного электрического тока. Отмечено влияние электромагнитного поля на морфологию бактериальных клеток, их рост и размножение, ферментативную активность, а также на патогенные свойства. Перечисленные особенности обуславливают интенсивность микробных процессов в природе. Таким образом, электромагнитные поля представляют важный экологический фактор.

Важным открытием был тот факт, что любой организм имеет собственную резонансную чистоту, которую ученый Роял Реймонд Райф назвал смертельной чистотой вибраций (MOR-Mortal Oscillatori Rate). При воздействии на организм электромагнитным полем определенной частоты сила тока в результате резонанса резко возрастала.5

Поместив под микроскоп живую культуру бактерий, Райф включил частотный генератор, известный как Пучек лучей Райфа (RBR – Rife Beam Ray), который был настроен на определенную для данной бактериальной культуры частоту.

В считанные мгновения после включения генератора все бактерии сразу переставали двигаться и умирали. Райф обнаружил, что он может использовать данный генератор на людях, зараженных определенными видами бактерий, и таким образом излечивать инфекционные заболевания. Например, больные хроническим остеомиелитом быстро выздоравливали после нескольких сеансов облучения.

Используя генератор, Райф ежедневно по три минуты облучал 16 умиравших от рака пациентов. Через три месяца 14 из этих пациентов консилиумом докторов медицины были объявлены здоровыми. Однако, исследования и достижения Р. Райфа были "похоронены" из-за жесткой конкуренции. Изобретение, которое могло бы вернуть к жизни миллионы пораженных страшной болезнью людей, было запрещено и почти забыто. В настоящее время существуют аналоги приборов Райфа, которые построены на новой элементной базе, доступны и дёшевы. Например приборы серий Парацельс, Гамма 7, Денас, Орион, Ультратон, Экстра (Биофон) и других.5 Ниже изображены два прибора из этой серии.

Рис. 1 Экстра (Биофон).

Рис. 2. Прибор «Парацельс 7» Российского производства. Аппарат АПК Парацельс 7 предназначен для проведения комплексной антипаразитарной и антивирусной очистки организма человека немедикаментозными средствами по методам биорезонансной терапии и биоинформационной медицины.

В 1989 году были сделаны новые открытия в области электромагнитных воздействий на живые организмы. Был определен диапазон частот у различных живых объектов: мух, жуков, пауков, блох, муравьев. Он оказался в пределах от 1 000 000 до 1 500 000 герц. Совершенно неожиданным фактом оказалось то, что у мертвых насекомых также имелась частотно-пропускная полоса, хотя гораздо более узкая. Таким образом, это явление не было привилегией живых существ.

Первый пробный слайд из мертвых культур был сделан на человеческой кишечной двуустке. Взрослый (мертвый) паразит имел резонансную частоту около 434 000 герц. Микроскопические слайды этого паразита резонировали с частотой 432 000 герц, как и другие его образцы. Было высказано предположение, что, если человек, имеющий трематоду, будет держаться за частотный генератор, который производит излучение с частотой 434000 герц, то трематода будет уничтожена. 5 Это предположение было проверено на себе Хильдой Кларк в отношении не тремадоты, а бактерий Salmonella, Gardia и вируса Herpes, постоянным носителем которых она была. После трехминутного воздействия была снова выполнена проверка - признаков их присутствия в органах не было обнаружено. Через некоторое время пропали и внешние симптомы. Исследователи составили диаграмму резонансных частот для большого количества бактерий и вирусов и провели проверку пациентов на наличие в организме каждого из них данных бактерий и вирусов.

Весь процесс тестирования и лечения обычно занимал около двух часов. Часто пациенты сразу же чувствовали облегчение. Но нередко улучшение было временным. В то время еще не было известно, что вирусы могут заразить более крупных паразитов, таких как круглые черви. До тех пор, пока вы не убьете этого круглого червя и вирус, последний будет постоянно возвращаться. Позже выяснилось, что определенные частоты убивают патогенные бактерии, вирусы и паразитов одновременно при условии достаточной величины напряжения (5 - 10 вольт) и продолжительности (7 минут).

Рис. 3. Процедура лечения электромагнитным полем достаточно проста.

Рис 4. Принцип создания приборов для лечения человека электромагнитным полем.

3.2 Примеры электромагнитных процессов в организме человека.

Все нормальные функции организма обусловлены электрическими взаимодействиями. Работа мышц, в том числе дыхание и удары сердца, контролируются электрическими токами. Информация, получаемая различными органами чувств, передается в мозг с помощью электрических сигналов.1

Наиболее чувствительными к электрическому току частями организма является мозг, грудные мышцы и нервные центры, которые контролируют дыхание и сердце. Рассмотрим поведение сердца и его реакцию на внезапное прохождение электрического тока.

Работа сердца связанна с регулярным сокращением мышц, образующих сердечные стенки. Ритмичное сокращение этих мышц вызвано распространением потенциала действия по сердечным волокнам. Большинство волокон способны самовозбуждаться. Это значит, что потенциал действия в таких волокнах самозапускается. Этот процесс приводит к автоматическим сокращениям сердца. Участок сердца, дающий возбуждение максимальной величины,- это сино-атриальный (СА) узел. Потенциал действия, который возникает здесь, распространяется в течение 40 мс до атриовентрикулярного (АВ) узла, а в течение 90 мс сигнал достигает предсердия.

Под влиянием потенциала действия предсердие начинает сокращаться. Заметим, что между моментом, когда потенциал действия достигает АВ-узла, и временем, когда импульс пройдет до верхнего окончания сердечной перегородки, имеется задержка примерно 0,1 с. Эта задержка дает возможность предсердиям вытолкнуть свое содержимое в желудочки до того, как они начнут сокращаться. Потенциал действия распространяется вниз по сердечной перегородке, а затем обратно вверх по стенкам желудочков. Сигнал распространяется настолько быстро, что отклик мышц является координированным сокращением, заключающим цикл координации насоса. Прежде чем следующий потенциал действия СА-узла сможет вновь привести к сокращению желудочков, должно пройти время 0,8 с. В результате сердце работает в режиме самовозбуждения, характеризуемом приблизительно 72 ударами в минуту.

Распространение потенциала действия сопровождается изменением электрического поля вокруг сердца. Это поле может быть зафиксировано с помощью электродов, приложенных к различным точкам поверхности тела. Посредством записи изменений электрических полей во времени можно получить представление о работе сердца и установить наличие болезни или нарушения в его деятельности. Эта техника называется электрокардиографией (ЭКГ).

Если ток от внешнего источника пропустить через сердце, то сердечные волокна приходят в состояние «зажигания» случайным образом и потенциал действия начнет распространяться по сердцу во всех направлениях. В результате возникнут нескоординированные сокращения желудочков и нарушится их перекачивающая функция. Этот эффект называется желудочковыми фибрилляциями. Однажды возникнув, желудочковые фибрилиации уже не прекращаются, даже если прекратилось действие вызывавшего их тока. В состоянии желудочковых фибрилляций сердце может быть приведено слабыми токами величиной от 50 до 100мкА. При протекании токов величиной примерно 100мА от одной конечности к другой желудочковые фибрилиации уже могут возникнуть.

Однажды начавшись, желудочковые фибрилиации почти никогда не кончаются самопроизвольно. В течение 1-2 мин сердечные мышцы, не получающие коронарной крови, слабеют, в результате чего они не могут быть снова приведены в состояние нормальных сокращений, и наступает смерть. Если до того момента будут приняты экстренные меры, то регуляторное действие сердца может быть сохранено. Обычная техника, которую применяют при дифибрилляциях, заключается в пропускании через сердце тока (примерно 10А). Этого можно достичь, разряжая через два электрода, которые помещены на поверхность кожи над и под сердцем, конденсатор; при этом можно использовать переменный ток. Этот ток вызовет равномерную поляризацию сердечной мембраны (в действительности деполяризацию) и вернет все волокна в (обратную) фазу цикла потенциала действия. Таким образом, все волокна вернутся в состояние покоя одновременно и следующий сигнал из СА-узла сможет начать регулировать скоординированные сокращения. Иногда необходимо от10 до 20 таких дифибриллирующих шоковых ударов, чтобы заставить сердце функционировать вновь.

Если болезнь сердца нарушает функционирование СА-узла и он и он больше не может давать устойчивые временные импульсы для сердечных сокращений, то для регулярной стимуляции сердца может быть использован и искусственный пейсмекер. Это устройство представляет собой электрический прибор, который дает через регулярные промежутки времени короткие импульсы. Эти импульсы поступают к сердцу через электроды и контролируют сердечные сокращения. В условиях больницы сигнал пейсмекера может быть проведен к сердцу с помощью катетеров.

Амбулаторным пациентам миниатюрный пейсмекер на батарейке вводится под кожу. Эти устройства функционируют весьма устойчиво, а батарейку можно менять раз в несколько лет.

Токи, величины которых недостаточны, чтобы вызвать фибрилляцию, могут привести к остановке дыхания, парализуя действия нервных центров, контролирующих легкие. Этот эффект сохраняется даже после прерывания тока. Дыхательный паралич в теле может возникнуть от токов, величины которых лежат в диапазоне от 25 до 100 мА. Даже токи величиной 10 мА могут сократить грудные мышцы так, что дыхание прекратится. Наилучшая процедура, приводящая к спасению жертвы от подобного шока,- искусственное дыхание.1

3.3 Влияние электрического тока и ЭМП на человека.

Хотя электрические токи и участвуют в функционировании организма, однако, токи, создаваемые внешними источниками электромагнитного поля, при прохождении через жизненно важные органы могут вызвать их повреждение или даже смерть. Самые опасные поля – это поля СВЧ диапазона. Сантиметровые и миллиметровые волны воздействуют на кожу. А дециметровые, проникая на глубину 10-15 см, напрямую бьют по внутренним органам.5

Исследования ученых показывают двойственный характер электромагнитного излучения на человека и животных, как отрицательное так и положительное.

Биоритмы нашего тела находятся в самой тесной связи с движением Земли по околосолнечной орбите и интенсивностью окружающих нас естественных, т. е. природных электромагнитных полей. Все существа на Земле как бы настроены на чистоту около 8 Гц, свойственную электромагнитному полю планеты. Эксперименты показали, что отсутствие магнитного поля приводит к потере ориентации пчел и других животных, к нарушению хода биологических часов человека, снижает обучаемость лабораторных животных. Положительное воздействие магнитного поля используется в медицине, например, для лечения травм опорно-двигательного аппарата, ожогов, ревматоидных артритов, гинекологических и других заболеваний, в гематологии, трансплантации тканей и органов, хирургии.4

Изменение в пульсации электромагнитного поля Земли непосредственно влияет на кровяное давление, дыхание, работу сердца, иммунную систему организма и выработку гормонов. Статистика показывает, что во время магнитных бурь, ухудшается состояние физического и психического здоровья людей, увеличивается количество инфарктов и смертность пожилых людей, ослабляется внимание водителей, что приводит к росту дорожных происшествий.

Исследования российских ученых доказали, что у людей, живущих в полукилометре от комплекса радиолокационных станций, в 3 раза больше расстройств центральной нервной системы. Так же они установили, что наибольшую опасность для организма длительное облучение в течение нескольких лет.

Сравнительно недавно ученые выявили категорию людей, которых электромагнитное поле буквально сбивает с ног. В обычных условиях это редкое заболевание «дремлет», его носители мучаются от обычной аллергии, а вот при встрече с электромагнитным полем реагируют на него с припадком, похожим на эпилептический.5

Учёные причисляют электромагнитные поля к одному из серьёзных видов экологического загрязнения. "Электромагнитный смог" неотступно, а главное, невидимо преследует современного человека практически везде, где бы он ни находился.

Отрицательное воздействие электромагнитных полей на человека и на те или иные компоненты экосистем прямо пропорционально мощности поля и времени облучения.

Влияние электромагнитного излучения, если речь идёт о низких, не превышающих норму дозах, выражается, прежде всего, в нарушении работы центральной нервной системы. Это может проявляться как головная боль, нарушение сна, подавленность и усталость.

Уже с тех пор, как появилась СВЧ-техника, стало известно, что волны СВЧ большой мощности могут вызвать у человека развитие теплового удара или ожога. Позже были получены результаты исследований, доказывающие наличие неблагоприятных эффектов при действии ЭМП более низкой чистоты и интенсивности, в частности таких эффектов, как нарушение иммунной системы, нарушения в составе белков крови, повреждение хромосом, развитие раковых опухолей.

При хроническом воздействии МП, ВЧ и СВЧ-излучений на персонал спустя 2-3 года после начала работы в состоянии рабочих могут обнаружиться нарушения. Наиболее часто развиваются нарушение со стороны нервной, сердечно-сосудестой систем, внешнего дыхания, пищевого аппарата. При длительном воздействии ЭМП (около 10 лет) стрессовые состояния могут перейти в патологию.

Крупнейшими источниками электромагнитных излучений является радио- и телевизионные средства связи для обработки информации, радиолокационные и навигационные средства, лазерные системы, воздушные линии электропередач.

Линии электропередачи и некоторые другие энергетические установки создают электромагнитные поля промышленных частот (50 Гц) в сотни выше среднего уровня естественных полей. Напряженность поля под ЛЭП может достигать десятков тысяч В/м. Наибольшая напряженность поля наблюдается в месте максимального провисания проводов, в точке проекции крайних проводов на землю и в пяти метрах от неё кнаружи от продольной оси трассы: для ЛЭП -330 кВ – 3,5 – 5,0 кВ/м, для ЛЭП – 500 кВ – 7,6 – 8 кВ/м, для ЛЭП -750 кВ – 10,0 – 15,0 кВ/м.

Электрическое поле, создаваемое линиями сверхвысокого напряжения, оказывает более мощное неблагоприятное влияние на живые организмы. На изолированном от земли проводящем объемном теле наводится потенциал, который может составлять насколько киловольт. При приближении тела к заземленному пролету происходит искровой разряд, сопровождающийся звуковым эффектом (потрескивание) с протеканием импульса тока через тело. В этих условиях максимум импульса тока через человека может достигать 100-200 мА. Такие импульсы тока безопасны для здоровья человека, но могут привести к вторичным травмам вследствие испуга и непроизвольного движения.

При длительном пребывании человека в полях более высокой напряженности (Е>10-15 кВ/м) могут возникнуть неблагоприятные физиологические изменения, связанные с воздействием на нервную и сердечно сосудистую системы, мышечную ткань и внутренние органы, эндокринную систему.

Установлено воздействие ЛЭП на здоровье населения (усталость, ухудшение самочувствия и аппетита, нарушение психики и памяти, возникновение аллергических реакций, появление обморочных состояний и головных болей, увеличение смертности лиц пожилого возраста от сердечных приступов и др.).

В целях защиты населения рекомендуют устанавливать санитарно-защитные зоны: по обе стороны от проекции крайних фазных проводов шириной 20м – для ЛЭП напряжением 330 кВ; 30м – 500 кВ; 40м – 750 кВ; 55м – 1150 кВ. Уровень напряженности электромагнитных полей снижают также с помощью устройства различных экранов, в том числе и зеленых насаждений, выбора геометрических параметров ЛЭП, заземление тросов и других мероприятий. В стадии разработки находятся проекты замены воздушных линий ЛЭП на кабельные, и подземной прокладки высоковольтных линий.

Наиболее сильное влияние в основном ощущается на ВЛ напряжением 750 и 1150 кВ переменного и 1500 кВ постоянного тока..

Железобетонные и металлические опоры ВЛ в нормальных условиях не представляют опасности для людей и животных. Однако, при современных способах эксплуатации ВЛ возможно длительное пребывание отдельных опор под потенциалами, смертельно опасными в случае прикосновения к ним. Для исключения возможности гибели людей, прежде всего, необходимо повышать уровень эксплуатации электрических сетей,

Влияние электромагнитных полей на человека зависит от величины напряженности поля и от сопротивления тела. Для постоянного тока и низкочастотного (бытового) напряжения сопротивление кожи при точечном контакте является определяющим фактором, который ограничивает ток. (При высоких частотах более существенным фактором является внутреннее сопротивление тела). Следовательно, в большинстве ситуаций ток, протекающий через тело, в основном зависит от состояния тела в точке контакта. Сухая кожа имеет высокое сопротивление, а мокрая или сырая кожа будет обладать низким сопротивлением, так как ионы, находящиеся во влаге, обеспечивают беспрепятственное прохождение тока в тело. При сухой коже сопротивление между двумя крайними точками тела (например, от ноги до руки или от одной руки до другой) может быть равно 10 5 Ом или больше, а при мокрой коже может составлять 1% от этого значения. Полное сопротивление тела между обычными потными руками равно 1500 Ом.

В обеих отмеченных выше ситуациях максимальные точки, ожидаемые от контакта с бытовой электроцепью с напряжением 220 В переменного тока, будут равны:

 I= 220 В\ 10 5Ом =2,2 мА (сухая кожа)
 I= 220 В\ 1500 Ом = 147 мА (мокрая кожа)

Ток 1 мА при прохождении через тело будет едва заметен, но уже ток 80 мА будет смертелен независимо оттого, что он тут же прервется и жертва будет быстро защищена.

Воздействие ЭМП на биосистемы имеет три уровня: 5 первичные физико-химические, кибернетические и общие механизмы биологического действия ЭМП.

В основе первичных механизмов лежат физико-химические законы взаимодействия ЭМП с веществом: изменение траектории движущегося в МП заряженных частиц; смещение или вращение анизотропных частиц, имеющих различную магнитную восприимчивость, изменение биогенного магнетита в клетках -магниторецепторах, поляризация электронов и ядер, приводящих к изменению кинетики химических реакций и т.д.

Однако первичные физико-химические механизмы не могут ни предсказать, ни объяснить биологические эффекты. Это связанно с тем, что между взаимодействиями ЭМП с элементами организма и биологическим эффектом имеется множество переходных эффектов, большинство которых не известны. Многие из них охвачены взаимопереплетающимися обратными связями.

В настоящие время рассматривается энергетическая концепция воздействия ЭМП, в которой биологические эффекты пропорциональны поглощенной энергии излучения , т.е. поглощенной дозе.

Информационное воздействие характеризуется тем, что эффекты воздействия определяются результатом взаимодействия двух факторов: воздействующего фактора и состояния организма. 4. Исследование электромагнитного излучения дисплеев и бытовых приборов. 4.1 Прибор для исследования ЭМП.

Для проведения эксперимента был использован измеритель 7 параметров электрических и магнитных полей ВЕ - МЕТР-АТ002 МГФК 411173.004, любезно предоставленный сотрудниками НИЦ ТЛ. Измеритель параметров электрического и магнитного полей ВЕ-метр-АТ-002 предназначен для контроля норм по электромагнитной безопасности видеодисплейных терминалов. Измери­тель применяется при проведении комплексного санитарно-гигиенического обследования поме­щений и рабочих мест. Измеритель может быть работать при температуре от +5 до +40 °С, влажности до 90% при 25 °С и давлении от 84 до 107 кПа. Измерения проводятся на расстоянии от источника электрического (магнитного) поля, окружающих диэлектрических и металлических предметов не менее, чем вдвое превышающем максимальный размер прибора, т. е. 0,4 м. Измеритель позволяет производить измерения напряженности низкочастотного электрического поля в двух диапазонах: в диапазоне низких частот от 5 Гц до 400 кГц от 8 В/м до 100 В/м и в диапазоне высоких частот от 2 кГц до 400 кГц от 0,8 В/м до 10 В/м.

Диапазон измеряемых значений плотности магнитного потока в первом диапазоне - от 0,08 мкТл до 1 мкТл, во втором диапазоне - от 8 нТл до 100 нТл. Пределы допускаемой относительной погрешности измерителя в режиме измерения значений напряженности электрического поля ±20%.

Измеритель не содержит источников напряжения, опасных для жизни и, а также источни­ков опасных излучений и является безопасным в эксплуатации. Питание прибора осуществляется от аккумуляторной батареи, состоящей из 4-х ак­кумуляторов типа СР 85 ААК. Суммарное напряжение аккумулятора контролируется микропроцессором, который при обнаружении падения напряжения ниже критического уровня выдает на дис­плей сообщение о разряде батареи - в левом нижнем углу жидкокристаллического индикатора результатов высвечивается символ «Р». После этого прибор можно эксплуатировать не более 2-х часов. В течение этого срока следует прекратить измерения и поставить прибор на зарядку.

Для зарядки аккумуляторной батареи питания следует кнопкой «Питание» выклю­чить прибор. Затем штекер зарядного устройства вставить в соответствующее гнездо (см. рис2) прибора, а само зарядное устройство - в розетку сети переменного тока 50 Гц. Время зарядки -10 ч.

Конструкция измерителя.

Измеритель выполнен в виде портативного прибора, объединяющего в одном корпу­се датчики-измерители плотности магнитного потока и напряженности электрического поля, блок полосовых (НЧ и ВЧ) усилителей-детекторов, блок цифровой обработки результатов регистрации, блок управления и индикации, и блок питания. Корпус прибора выполнен из синтетического материала с низким уровнем диэлектрических потерь. Для удобства пользователя все управляющие органы измерителя (выключатель питания, кнопки выбора режима и запуска измерений) вынесены на переднюю панель прибора и объединены в один блок управления.

В боковой части прибора (слева под индикаторной панелью) расположено гнездо подключения зарядного устройства. Время установления рабочего режима, не более 1 мин. Время непрерывной работы измерителя без подзарядки аккумуляторной батареи, не менее 15 час. Средняя наработка на отказ, не менее 1000 час. Масса измерителя, не более 450 г. Габариты измерителя, не более, мм 210x100x60 Потребляемая мощность 250 мВт.

     Эксплуатационным  ограничением является ударные и вибрирующие воздействия.
   Принцип действия измерителя параметров электрического и магнитного полей состоит в преобразовании колебаний электрического и магнитного полей в колебания электрического  напряжения, частотной фильтрации и усиления этих колебаний с последующим их детектирова­нием. Продетектированый сигнал поступает на аналогово-цифровой преобразователь, результи­рующие числовые значения величин зарегистрированных колебаний электрического и

магнит­ного полей анализируются встроенным в измеритель микропроцессором, результат измерений индицируется на матричном жидкокристаллическом индикаторе,

    Регистрация электрического и магнитного полей проводится одновременно во всей  частотной полосе измерения. Зарегистрированный сигнал после предварительного усиления раз­деляется  частотными фильтрами и в дальнейшем усиливается в независимых каналах  регистрации. Прибор, таким образом, объединяет в одной конструкции два  отдельных измерите­ля напряженности электрического поля, два отдельных измерителя плотности магнитного потока и микропроцессорный блок обработки и анализа результатов измерений.

Рис. 5. Внешний вид измерителя со стороны лицевой панели.

Рис. 6 Функциональная блок-схема измерителя.

Составными частями измерителя являются: На рисунке введены следующие обозначения: 1. Датчик-измеритель плотности магнитного потока. 2. Датчик-измеритель напряженности электрического поля. 3. Предварительный усилитель сигналов датчика плотности магнитного потока. 4. Предварительный усилитель сигналов датчика напряженности электрического поля. 5. Активный полосовой фильтр высоких частот (АПФВЧ) для сигналов датчика (1). 6. Активный полосовой фильтр низких частот (АПФНЧ) для сигналов датчика (1). 7. АПФВЧ для сигналов датчика напряженности электрического поля 8. АПФНЧ для сигналов датчика напряженности электрического поля 9. Канал детектирования высоких частот сигналов датчика плотности магнитного потока 10. Канал детектирования низких частот сигналов датчика плотности магнитного потока 11. Канал детектирования высоких частот сигналов датчика напряженности электрического поля. 12. Канал детектирования низких частот сигналов датчика напряженности электрического поля. 13. Аналогово-цифровой преобразователь 14. Процессор 15. Блок управления процессором 16. Жидкокристаллический алфавитно-цифровой дисплей матричного типа. 17. Звуковой сигнализатор.

     Как пользовательское меню, так и окончательные результаты регистрации, индици­руются на жидкокристаллическом строчном видеодисплее, расположенном на передней панели прибора.
     Перед работой обязательно проводится внешний осмотр измерителя и проверка состояния батареи. Для этого нажатием на кнопку «Питание»  измеритель включается  и производится  самотес­тирование. Если батарея разряжена, то высвечивания надпись "Батарея разряжена". В этом случае необходимо прекратить работу и подключить измеритель к зарядному устройству. Для восстановления заряда батареи требуется не менее 10 часов заряда.
     Для того, чтобы исключить разрядку батареи в процессе проведения измерений, следует, не дожидаясь ее полной разрядки, производить периодическую подзарядку батареи после 8 - 12 ч. работы измерителя.	
     По выбору  может быть установлен либо режим непрерывного измерения  напряженности электрического поля и плотности магнитного поля, либо  режим «Аттестат»
    Первый режим целесообразно использовать для общего обследования рабочих помещений; определения среднего уровня электромагнитного излучения в помещении, поиска возможных источников излучения (по увеличению уровня полей при приближении к ним) и пр. Второй ре­жим целесообразно использовать для аттестации рабочих мест операторов  и  элек­тротехнических устройств.
4.2 Методика исследования.
       В своей работе мы использовали режим «АТТЕСТАТ».7 Он позволяет произвести измерения трех компонент  напряженности электрического поля и плотности магнитного потока и  путем последующих  вычислений  получить значение абсолютной величины вектора напряженности электрического поля и плотности магнитного потока. 
      Результаты измерений параметров электрического поля в диапазонах 1 и 2 выдаются прибором в единицах В/м (вольт на метр), результаты измерений параметров магнитного поля в диапазоне 1выдаются в единицах мкТл (микроТесла), в диапазоне 2 - в единицах нТл (наноТесла).
       При измерениях напряженности электрического поля и плотности магнитного потока  прибор в обязательном  порядке закрепляется на диэлектрической штанге, входящей в комплект измерителя. Все перемещения и измерения проводятся  только прибором на штанге. 
      Целью данной работы являлось не только  знакомство с работой прибора для измерения электромагнитного излучения  приборов, но также измерение наиболее распространенных источников электромагнитных полей: лучевого и ЖК мониторов, принтера, бытовых приборов (электроплитки, электронагревателя, холодильника) и электродрели. 

Ознакомившись с инструкцией к прибору, мы провели однократные измерения электромагнитного поля выше названных приборов. Не все интересующие нас измерения удалось произвести, что связано с отсутствием собственного измерителя. Мы прекрасно понимаем, что не совсем корректно данные, полученные в лаборатории института, переносить на домашние и школьные компьютеры, но качественную картину явления увидеть и оценить нам удалось. Главное отличие условий заключается в том, что вся институтская проводка является трехпроводной, а в школе и дома используется только двухпроводная, которая согласно литературным данным создает значительные электромагнитные поля.

Свои измерения мы начали с мониторов в лаборатории И. В. Воронина, т. к. каждый из нас проводит много времени за домашним компьютером. При работе, компьютер образует вокруг себя электромагнитное поле, которое деионизирует окружающею среду . Мониторы являются сильными источниками электромагнитного излучения, особенно их боковые и задние стенки, т.к. они не имеют специального защитного покрова.

Последствия регулярной работы человека с компьютером без применения защитных средств довольно серьезны: Заболевание органов зрения (60% пользователей); Болезни сердечно-сосудестой системы (60%); Заболевание желудочно-кишечного тракта (40%); Кожные заболевание(10%); Различные опухли.

Перемещая измеритель вблизи лучевого и плоского жидкокристаллического мониторов мы определили величину напряженности электрического поля и плотности магнитного потока точках, где обычно находится голова человека.

По инструкции мы помещали измеритель так, чтобы геометрический центр передней торцевой панели прибора (рис. 2.) находился в точке измерения (на расстоянии 0.5 м от объекта измерения на перпендикуляре к его центру). Начальная ориентация прибора должна быть такой, чтобы стрелка на лицевой панели была расположена горизонтально. Нажатием кнопки "Ввод" включали измерение.

Дождавшись звукового сигнала, свидетельствующего о выполнении измерения, мы переориентировали измеритель так, чтобы стрелка на корпусе прибора, оставаясь в горизонтальной плоскости, была ориентирована параллельно плоскости обследуемого прибора. Нажатием кнопки "Ввод" снова включали режим измерения.

После звукового сигнала, свидетельствующего о выполнении измерения, вновь переориентировали измеритель так, чтобы стрелка на лицевой панели была расположена вертикаль­но и нажатием кнопки "Ввод" проводили третье для данной области измерение.

Вновь, дождавшись звукового сигнала, свидетельствующего о выполнении измерения, на­жать на кнопку "Ввод". Результаты проделанных измерений автоматически обрабатывались процессором измерителя и абсолютные величины векторов напряженности электрического поля и плотности магнитного потока в двух частотных диапазонах высвечивались на индикаторе измерителя.

Затем подобным образом было проведено измерение параметров излучения работающего принтера и бытовых приборов.

4.3 Результаты исследования. Большую помощь в проведении исследований нам оказала Алла Александровна Николо руководитель отдела экологии ИПЛИТ РАН.

      Результаты измерений приведены в таблице 1:

Табл 1.

Объект

исследования

Е1 В/м Е2 В/м В1 мТл В2 нТл

ПДУ 25 2,5 250 25 1 Лучевой монитор 5 0,11 0,04 0 2 Ж К монитор 1 0,11 0,04 0 3 Электродрель, П-710 (в режиме электродрели) 209 4,65 0,03 0 4 Электродрель, П-710 (в режиме перфоратора) 2 0,95 3,62 81 5 Принтер 9 0,10 0,01 1,0 6 Бытовой чайник 100 0,13 0,09 0 7 Электроплитка 113 0,11 0,07 0 8 Масляный электронагреватель 77 0,07 0,18 0 9 Холодильник 1,0 0,03 0,12 0

     Верхняя строка данной таблицы содержит сведения о предельно допустимом уровне электромагнитного излучения. Сравнительный анализ ПДУ и полученных результатов показывает что,  

во – первых, лучевой и ЖК мониторы дают излучение, которое по всем параметрам значительно ниже ПДУ, причем напряженность низкочастотного поля, создаваемого ЖК монитором в 5 раз слабее, чем та же характеристика у поля лучевого монитора. Во – вторых, в пределах нормы заключаются все параметры излучения принтера, холодильника. В третьих, излучение бытовых приборов советского происхождения (масляного нагревателя, электроплитки) и бытового чайника нового поколения по низкочастотной составляющей электрического поля значительно превышают ПДУ. Наиболее опасным для здоровья человека источником электромагнитного поля является работающая электродрель. В режиме электродрели данный инструмент создает низкочастотное поле, напряженность которого превышает ПДУ почти в 8 раз и высокочастотное поле, превышающее ПДУ почти в 2 раза. В режиме перфоратора данный инструмент как источник электрического излучения не опасен, однако плотность магнитного потока превышает ПДУ более, чем в 3 раза. Учитывая, что при работе с данным инструментом рабочий располагает его в непосредственной близости от сердца и телом опирается на него, то становится ясно, как опасна длительная работа дрелью и перфоратором.

    Заключение.
    Учитывая двойственный характер влияния электромагнитных лучей на человека и животных и растительный мир, необходимо быть очень осторожным в использовании различных бытовых и офисных приборов, промышленных и строительных  инструментов. Помня об этом, человек должен так организовать пространство вокруг себя, чтобы свести до минимума свести воздействие могущественного невидимки на собственное здоровье. Именно это мы и хотели показать своей работой.
    Чтобы испытать на себе  все, на  что способно электромагнитное поле, вовсе не обязательно сидеть около ЛЭП. Достаточно завести дома электрические приборы: утюг, электронагреватель, электрическую плиту вместо газовой, телевизор, электрический чайник, холодильник, электровытяжку, микроволновую печь, стиральную машину, компьютер. По принципу суперпозиции накладываясь друг на друга поля работающих приборов покрывают наши кухни и спальные комнаты электромагнитным ковром. 
     Ни в коем случае в изголовье вашей кровати не должна находиться розетка с  вечно воткнутым в нее шнуром от бра или настольной лампы.  1 В литературе указывается, что шнур питания  даже не работающей лампы облучает голову лежащего на подушке человека магнитным полем 0,7 Тл (при норме 0,2 – 0,3 Тл).5
     Самыми излучающими приборами в квартире специалисты признают холодильники нового поколения «без инея» и СВЧ –печи. Для сохранения собственного здоровья при работе СВЧ-печи следует помнить, что при неплотном прилегании дверцы человек получает наибольший поток излучений и самое наибольшее значение электромагнитного поля печи наблюдается в правом нижнем углу дверцы. Магнитная составляющая излучения современного холодильника в непосредственной близости от него значительно превышает нередко в 4 раза превышает допустимую дозу в 0,2Тл. Если учесть размеры наших квартир и кухонь, то понятно, что,  установив около холодильника обеденный стол, мы на протяжении дня неоднократно получаем небезопасные дозы  облучения. При удалении от холодильника на расстояние 1,5 метра, излучение ослабевает и не превышает санитарную норму.5
      Шнуры работающих и неработающих, но включенных в розетку приборов, излучают магнитное поле 0,7 Тл, т. е. одинаково. Следовательно, во время работы приборов, все провода следует отодвигать от себя как можно дальше, а шнуры неработающих – вынимать из розетки.

Рис. 7.Картина электромагнитного поля, создаваемого вокруг человека включенной в розетку лампой, электрической проводкой расположенной этажом ниже квартиры и работающим у стены в соседней комнате компьютером. При нашей незаземленной электропроводке и при недостаточно добросовестных производителях данных приборов вы получите достаточно большую дозу электромагнитного излучения.5

      Для ослабления влияния излучения при работе с компьютером необходимо заменить лучевой монитор на жидкокристаллический, не оставлять компьютер включенным на длительное время. Это сократит время его работы, но спасет наше здоровье. В гигиенических целях необходимо сократить время работы на компьютере, чаще отдыхать. Компьютер должен быть заземлен. Нельзя ноутбук ставить на колени.
     Влияние сотовой связи на человека исследовано еще недостаточно хорошо, однако,  с профилактической целью пользователям сотовой связи  необходимо соблюдать некоторые рекомендации: 

использовать телефон в случаях необходимости; не разговаривать более трёх – четырёх минут; не держать его в карманах, не допускать использования сотового телефона детьми; выбирать телефон с меньшей мощностью излучения.

    При работе с бытовыми инструментами необходимо сокращать время их воздействия на организм, не располагать по возможности их близко к телу.
     Каждый человек имеет строго индивидуальный набор резонансных 5 частот электромагнитных излучений, которые его личная собственность, так как это частоты его организма. Это частоты мозга, памяти, мышц, сердца, внутренних органов и т.д. Сейчас законодательство не запрещает пользоваться этими наборами частот другим людям и недостаточно технических средств для пресечения использования этих частот.  Задача состоит в том, чтобы законодательно и технически решить этот вопрос.
   Различные организации как государственные, так и международные 2 разработали множество стандартов и требований для предотвращения какого  бы  то  ни  было  влияния электромагнитного  поля  на  человека.
   В нашей стране с 1 мая 2003 года введены в действие Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы "Электромагнитные поля в производственных условиях, СанПиН. Однако исполнение данных норм требует от организаций и граждан не только дополнительных средств, но и, прежде всего, знаний.

Литература.

1.Общая физика с биологическими примерами. Дж. Б. Мэрион. Москва «Высшая школа», 1986. 2.Охрана окружающей среды. Ю. В. Новиков. Учебное пособие для техникумов. Москва, «Высшая школа», 1987. 3.Газета «Неделя», М. Панова. 4.Эврика. Составитель Лельевр А. В., Москва. «Молодая гвардия», 1986 5.http:ecoportal.ru/ 6.Энциклопедический словарь юного физика. Составитель Чуянов В. А.,Москва, «Педагогика», 1984. 7.Руководство по эксплуатации измерителя параметров электрических и

    магнитных полей ВЕ - МЕТР-АТ002 МГФК 411173.004    

8. Физика. Справочные материалы. О. Ф. Кабардин. Москва, «Просвещение», 1991 г.

Заключение. Литература .

Объект

исследования

Е1 В/м Е2 В/м В1 мТл В2 нТл

ПДУ 25 2,5 250 25 1 Лучевой монитор 5 0,11 0,04 0 2 Ж К монитор 1 0,11 0,04 0 3 Электродрель, П-710 (в режиме электродрели) 209 4,65 0,03 0 4 Электродрель, П-710 (в режиме перфоратора) 2 0,95 3,62 81 5 Принтер 9 0,10 0,01 1,0 6 Бытовой чайник 100 0,13 0,09 0 7 Электроплитка 113 0,11 0,07 0 8 Масляный электронагреватель 77 0,07 0,18 0 9 Холодильник 1,0 0,03 0,12 0

Верхняя строка данной таблицы содержит сведения о предельно допустимом уровне электромагнитного излучения. Сравнительный анализ показывает что, во – первых, лучевой и ЖК мониторы дают излучение, которое по всем параметрам значительно ниже ПДУ, причем напряженность низкочастотного поля, создаваемого ЖК монитором в 5 раз слабее. Во – вторых, в пределах нормы все параметры излучения принтера, холодильника. В третьих, излучение бытовых приборов советского происхождения (масляного нагревателя, электроплитки) и бытового чайника нового поколения по низкочастотной составляющей электрического поля значительно превышают ПДУ. Наиболее опасным для здоровья человека источником электромагнитного поля является работающая электродрель. В режиме электродрели данный инструмент создает низкочастотное поле, напряженность которого превышает ПДУ почти в 8 раз и высокочастотное поле, превышающее ПДУ почти в 2 раза. В режиме перфоратора данный инструмент как источник электрического излучения не опасен, однако плотность магнитного потока превышает ПДУ более, чем в 3 раза. Учитывая, что при работе с данным инструментом рабочий располагает его в непосредственной близости от сердца и телом опирается на него, то становится ясно, на сколько опасна длительная работа дрелью и перфоратором.