Загальна характеристика електромагнітних випромінювань

Біосфера впродовж своєї еволюції знаходилась під впливом електромагнітних полів (ЕМП), фонового випромінювання, викликаного природними чинниками. Навколо Землі існують електричне та магнітне поля, інтенсивність яких не залишається постійною. Спостерігаються річні, добові коливання цих полів під дією грозових розрядів, опадів, вітрів, а також під дією сонячної активності (магнітні бурі).

У процесі науково-технічного розвитку людство додало до фонового випромінювання цілий ряд факторів, які підсилили це випромінювання в декілька разів (антропогенні ЕМП). У побуті та промисловості набули масового застосування обладнання та прилади, робота яких пов'язана з утворенням електромагнітних випромінювань широкого діапазону частот. Зростання рівня ЕМП різко підсилилось з початку 30-х років XX століття. В окремих районах їх рівень в сотні разів перевищує рівень полів природного походження. Джерелами випромінювань електромагнітної енергії є потужні радіо та телевізійні станції, ретранслятори, засоби радіозв'язку різного призначення, в тому числі і супутникового, промислові установки високочастотного нагріву металів, високовольтні лінії електропередач, електротранспорт, вимірювальні прилади, персональні комп'ютери (ПК).

В аеропортах та на військових об'єктах працюють потужні радіолокатори, які випромінюють в оточуюче середовище потоки електромагнітної енергії. Потужність та кількість джерел ЕМП постій­но зростає.

Відомо, що навколо провідника, по якому протікає електричний струм, виникають електричне та магнітне поля. Якщо струм залишається незмінним в часі, то ці поля існують незалежно одне від одного.

При змінному електричному струмі електричне та магнітне поля пов'язані між собою, являючи єдине електромагнітне поле. При появі електричної напруги на струмоведучих частинах з'являється електричне поле (ЕП). Якщо електричне коло замкнуте, тобто по ньому протікає струм, це супроводжується появою магнітної складової поля, і в цьому випадку говорять про існування електромагнітного поля (ЕМП). Для характеристики ЕМП введено поняття напруженості його складових - електричного та магнітного полів. Одиницею вимірювання електричної складової поля Е прийнято , а магнітної - Н - .

Електрична та магнітна складові поля визначаються за формулами:

, [15.1]

, [15.2]

де U - величина напруги, В;

l - відстань від джерела випромінювання до точки, в якій ведеться вимірювання, м;

I - сила струму, А;

R - радіус кола силової лінії поля провідника, м.

Оскільки струм, який викликає появу ЕМП, характеризується частотою, то електромагнітне поле також характеризується частотоюколивань –f і довжиною хвилі - λ. Між ними існує зв'язок:

, [15.3]

де С = 3·10⁸ м/с - швидкість поширення радіохвиль;

f - частота коливань Гц;

Т - період коливань, с.

Електромагнітні випромінювання з частотою від 3 до 3·10¹² Гц належать до радіочастотного діапазону.

У табл. 15.1 наведена номенклатура діапазонів частот ЕМП.