Загальна характеристика електромагнітних полів та джерела їх утворення

Спектр електромагнітних коливань за частотою сягає 1021 Гц. Залеж- но від енергії фотонів (квантів) його поділяють на неіонізуючі й іонізуючі випромінювання. До неіонізуючих відносять електромагнітні поля й еле- ктромагнітне випромінювання, інфрачервоне, видиме, ультрафіолетове та лазерне випромінювання. До іонізуючих – альфа- і бета-частинки, нейт- ронне, гамма-випромінювання та рентгенівське випромінювання.

Електромагнітні поля (ЕМП) можуть завдати значної шкоди здо- ров’ю людини. Часто люди недооцінюють цієї небезпеки або не володі- ють відповідною інформацією. Це пояснюється і тим, що післядія такого впливу є довготривалою, а органи чуття не здатні виявити опромінення.

Біосфера завжди перебуває під впливом електромагнітних полів так званого фонового випромінювання, спричиненого природою. Такі ЕМП відіграють універсальну роль носіїв інформації; як засіб зв’язку у біосфе- рі порівняно зі звуковою, світловою і хімічною інформацією вони мають такі переваги:

а) поширюються в будь-якому середовищі: воді, повітрі, ґрунті та тканинах організму;

б) мають максимальну швидкість поширення – 300 000 км/с;

в) можуть поширюватися на будь-яку відстань;

г) на них реагують усі біосистеми.

Вони також здатні нагрівати метали, взаємодіяти з речовинами та ін. Ці

властивості ЕМП широко використовуються у промисловості, науці, техні- ці, медицині тощо. Зазначені ЕМП природного походження протягом ево- люції спонукали живі організми виробляти механізми захисту від їх негати- вного впливу. Але вчені все ж спостерігають кореляцію між змінами сонячної активності (магнітні бурі) та станом здоров’я людей.

Фонове електричне поле Землі має напруженість у середньому

130 В/м, а магнітне поле – 19,9-47,3 А/м.

Внаслідок науково-технічного розвитку виникли штучні ЕМП, що підсилило фонове випромінювання і перетворило ЕМП на небезпечний екологічний чинник для людей, які безпосередньо працюють з джерелами випромінювання, а також для населення, що мешкає поблизу цих джерел.

У сучасному техногенному світі джерелом штучних ЕМП є лінії еле- ктропередач (ЛЕП), засоби радіозв’язку різного призначення, телевізійні центри, ретранслятори, радіолокаційні станції тощо. При їх роботі у на- вколишньому середовищі створюються ЕМП.

Навколо провідника зі струмом виникає ЕМП, яке прийнято характе- ризувати двома нерозривно пов’язаними складовими: електричною та ма- гнітною.

ЕМП мають певну потужність, енергію і поширюються у вигляді електромагнітних хвиль. Основними параметрами електромагнітних ко- ливань є: довжина хвилі (λ), частота коливань (Гц) і швидкість розповсю- дження, а також напруга електричного і магнітного полів. Довжина хвилі електромагнітних полів вимірюється поділом швидкості її розповсю- дження (300000 км/с) на частоту (Гц). Область поширення ЕМП від дже- рела випромінювання поділяють на три зони: ближню (зона індукції), проміжну (зона інтерференції) і далеку (хвильова зона).

Радіус зони (R) визначається відповідно до довжини хвилі (λ):

радіус ближньої зони R = 1/6λ; радіус проміжної зони R = λ; радіус далекої зони R = 6λ.

У зоні індукції електромагнітна хвиля не сформована, а тому на лю-

дину діє незалежно одна від одної напруга електричного і магнітного по- лів. У зоні інтерференції одночасно діють на людину напруга електрич- ного, магнітного полів, а також густина потоку енергії. У хвильовий зоні на людину діє лише енергетична складова електромагнітного поля – гус- тина потоку енергії.

Таблиця 6

Номенклатура діапазонів частот

Номер	Діапазон частот (виключаючи ниж- ню, включаючи верхню межу)	Діапазон хвиль (виключаючи ни- жню, включаючи верхню межу)	Відповідний метричний роз- поділ діапазонів
	від 30 кГц до 300 кГц	від 10 до 103 м	Кілометрові хвилі (низької частоти, НЧ)
	від 300 кГц до 3000 кГц	від 10 до 102 м	Гектометрові хвилі (серед- ньої частоти, СЧ)
	від 3 МГц до 30 МГц	від 10 до 10 м	Декаметрові хвилі (високої частоти, ВЧ)
	від 30 МГц до 300 МГц	від 10 до 1 м	Метрові хвилі (дуже високої частоти, ДВЧ)
	від 300 МГц до 3000 МГц	від 1 до 0,1 м	Дециметрові хвилі (ультра- високої частоти, УВЧ)
	від 3 ГГц до 30 ГГц	від 10 до 1 см	Сантиметрові хвилі (надви- сокої частоти, НВЧ)
	від 30 ГГц до 300 ГГц	від 1 до 0,1 см	Міліметрові хвилі (надзви- чайно високої частоти, НЗВЧ)

Знання довжини хвиль, що їх формує джерело випромінювання, до- зволяє обирати прилади контролю електромагнітного випромінювання. Для діапазонів частот від 30 кГц до 300 мГц необхідно використовувати

прилади, які вимірюють електричну і магнітну складові ЕМП, а для діа- пазонів частот від 300 мГц до 300 ГГц – прилади, що дозволяють вимі- рювати густину потоку ЕМП.

Номенклатура діапазонів частот подана у табл. 6.

Електромагнітне поле у 5-8 діапазонах частот від 30 МГц до 300 МГц оцінюється напруженістю електричного і силою магнітного полів. Оди- ницею виміру напруженості поля для електричної складової є вольт на метр (В/м), а магнітної складової – ампер на метр (А/м).

Електромагнітне поле у 9-11 діапазонах частот від 300 МГц до 300

ГГц оцінюється поверхневою густиною потоку енергії (ГПЕ), одиницею виміру чого є ват на квадратний метр (Вт/м2), або мікроват на квадрат- ний сантиметр (мкВт/см2).