Магнітне поле, джерела магнітного поля - вплив імпульсного магнітного поля різної напруги

Магнітне поле

Магнітне поле - це особливий вид матерії, за допомогою якої в свою чергу відбувається зв'язок і взаємодія між рухомими електричними зарядами. Скрізь, де існує рухомий електричний заряд або струм, виникає магнітне поле [14]. Постійним називається магнітне поле, в якому в свою чергу значення вектора магнітної індукції в кожній точці не змінюється з часом. Постійне магнітне поле існує навколо нерухомого магніту або нерухомого провідника з регулярним струмом.

Змінне магнітне поле виходить не тільки при русі магніту або провідника з регулярним струмом щодо спостерігача. також магнітне поле змінюється в просторі, що оточує нерухомий провідник із змінним струмом. Так, при замиканні електричного кола струм за певний проміжок часу зростає від нуля до свого максимального значення, досягнувши якого в свою чергу, він перестає змінюватися. При цьому разом з струмом змінюється і його магнітне поле. Навпаки, при розмиканні ланцюга струм і його магнітне поле зменшуються до нуля. При цьому вектор В змінюється не тільки по модулю, по і але напрямку [23].

Комбіноване магнітне поле є суперпозицією колінеарних регулярного (їм може бути геомагнітне поле

50 МКТ) і змінного магнітних полів. Магнітне поле діє на електричні струми, заряди, що рухаються і регулярні магніти, на схемах умовно зображується магнітними силовими лініями (лініями індукції). Це уявні лінії, дотичні до яких в свою чергу в кожній точці збігаються з напрямом вектора магнітної індукції в цих точках поля. Лінії магнітної індукції замкнені. Замкнутість ліній магнітної індукції означає, що в природі відсутні вільні магнітні заряди. Особливістю МП є те, що воно є не потенційним вихровим полем [21].

Вектор В магнітної індукції служить силовий характеристикою магнітного поля. Індукція магнітного поля в вакуумі називається напруженістю Н магнітного поля. Вона залежить від сили струму і також зменшується зі збільшенням відстані між джерелами останнього. Потік вектора В через перпендикулярну йому поверхню називають магнітним потоком Ф, який в свою чергу є скалярною величиною.

Джерела магнітного поля

Змінюється в часі електричне поле Е породжує магнітне поле Н, а змінюється магнітне поле - вихровий електричне поле. Це є фізичною причиною існування електромагнітного поля. Безперервно змінюючись, обидві компоненти підтримують існування електромагнітного поля. Поле нерухомою або рівномірно рухається частинки нерозривно пов'язане з носієм (зарядженої часткою). Однак при прискореному русі заряджених частинок, ЕМП «відривається» від них і існує в навколишньому середовищі незалежно, у вигляді електромагнітних хвиль (рис.), Зникаючи з усуненням джерела (наприклад, радіохвилі не зникають при зникненні струму в випромінюючи їх антени) [22 ].

Малюнок 2 - електромагнітна хвиля [22].

Електромагнітні хвилі характеризуються довжиною хвилі # 63; [М] або частотою коливання f [Гц]:

# 63; = З * Т = с / f. або з = # 63; * f (1)

де з = 3-108 м / с - швидкість поширення електромагнітних хвиль, що дорівнює швидкості світла; / - частота коливань, Гц; Т = 1 / f - період коливань [24]. Спектр електромагнітних випромінювань (ЕМВ) вкрай широкий і охоплює діапазон від дуже низькочастотного радіохвильового до іонізуючих випромінювань [8].

Важлива особливість ЕМП - це поділ його на так же звану «ближню» і «далеку» зони за ступенем віддаленості від джерела / носія.

«Ближня» зона (іноді звана зоною індукції) тягнеться до відстані від джерела, рівного 0-3L, де L- довжина породжуваної полем електромагнітної хвилі. При цьому напруженість поля швидко зменшується з відстанню, пропорційно квадрату або кубу відстані до джерела. У цій зоні породжувана електромагнітна хвиля ще не сформована. саме для характеристики ЕМП вимірювання змінного електричного поля Е і змінного магнітного поля Н проводяться роздільно. Поле в зоні індукції служить саме для формування біжать складової полів (електромагнітної хвилі), відповідальних за випромінювання.

«Дальня» зона - це зона сформувалася електромагнітної хвилі, починається з відстані r> 3L. Тут інтенсивність поля убуває назад пропорційно відстані до джерела. У цій зоні справедливо експериментально деякий співвідношення між напруженням магнітного і електричного полів:

де 377 - константа, хвильовий опір вакууму, Ом. Тому вимірюється, найчастіше, тільки напруженість електричного поля Е.

В українській практиці санітарно-гігієнічного нагляду на частотах вище 300 МГц в «далекої» зоні випромінювання найчастіше вимірюється щільність потоку електромагнітної енергії (ППЕ), або вектор Пойнтінга. За кордоном ППЕ найчастіше вимірюється саме для частот вище 1 ГГц [22]. ППЕ визначається з формули:

де # 63; щільність потоку потужності випромінювання електромагнітної енергії, Вт / м2;

Wпогл - кількістю енергії, що поглинається об'єктом (людиною) при знаходженні його в поле, Вт;

БЕФ - ефективна поглинаюча поверхню (тіла людини), м2.

ППЕ характеризує кількість енергії, яку переносять електромагнітної хвилею в одиницю часу через одиницю поверхні, перпендикулярної напрямку поширення хвилі.

Інтенсивність електромагнітного поля в будь-якій точці простору залежить від потужності генератора і відстані від нього. На характер розподілу поля в приміщенні впливає наявність металевих предметів і конструкцій, які в свою чергу є провідниками, а також діелектриків, що знаходяться в ЕМП [24].