Результаты исследования учащимися в проекте Простые электронные устройства
Содержание
Авторы и участники проекта
Участники группы Экологи
Тема исследования группы
Электромагнитное загрязнение
Проблемный вопрос (вопрос для исследования)
Какое влияние оказывает электромагнитное излучение на здоровье человека и окружающую среду?
Цели исследования
1.Познакомиться с компонентами простых электронных устройств 2.Выявить воздействие электромагнитного излучения
Результаты проведённого исследования
Электромагнитное загрязнение - воздействие искусственно созданных электрических, магнитных и электромагнитных полей. Его создают не только высоковольтные линий электропередач, но и бытовые электрические приборы.
Наш естественный мир состоит из земли, воздуха, воды и слабых электрических и магнитных полей. Во время грозы с молниями появляются сильные магнитные поля. При работе фена, которым мы привыкли сушить волосы, создается электрическое поле напряженностью до 350 кГц. Но природа подчиняется своим законам, а все остальное техногенное электромагнитное загрязнение излучает круглосуточно.
Квартира без электричества и бытовой техники, жизнь без телефона – невообразимо представить такое в современном городе. Напряжение искусственно создаваемых электромагнитных полей так велико, что превосходит в несколько раз естественное излучение планеты. Закон устанавливает пределы для промышленности. Но никто не может точно сказать, какие последствия будет иметь широкое распространение электрификация для нас и наших детей.
При электромагнитном загрязнении различают влияние различных полей, которые мы представили на ментальной карте.
Как видно из ментальной карты при электромагнитном загрязнении различают влияние низкочастотных магнитных полей, низкочастотных электрических полей и радиочастотных полей. Низкочастотные магнитные поля возникают при работе не только микроволновых печей, телевизоров и высоковольтных линий, но и блоков предохранителей. Примером источника низкочастотного электрического могут служить пылесосы, лампы для чтения или водяные матрасы. В области высоких частот лидируют мобильные и беспроводные радиотелефоны, теле-и радиостанции и, опять таки, микроволновки.
Природные источники электромагнитного поля
Природные источники ЭМП делятся на две группы:
1. Поле Земли, состоящее из постоянного электрического поля и основного (постоянного) магнитного поля;
2. Радиоволны, генерируемые космическими источниками (Солнце, галактика и т. д.).
Электрическое поле Земли создается избыточным отрицательным зарядом на ее поверхности. Его напряженность на открытой местности обычно находится в диапазоне от 100 до 500 В/м. Грозовые облака могут увеличивать напряженность этого поля до десятков-сотен кВ/м.
Магнитное (геомагнитное) поле Земли состоит из основного (постоянного) поля (около 99%) и переменного (около 1%). Существование постоянного магнитного поля Земли объясняется процессами, происходящими в жидком металлическом ядре Земли.
Оно ориентировано относительно магнитных полюсов планеты. В средних широтах напряженность магнитного поля примерно 40 А/м. Основное геомагнитное поле испытывает лишь медленные вековые изменения.
Переменное геомагнитное поле, порождаемое токами в магнитосфере и ионосфере, более неустойчиво и может колебаться в диапазоне частот от 10-5до 102Гц.
Наиболее сильные изменения в переменном геомагнитном поле происходят при возникновении «магнитных бурь». Магнитные бури образуются при вспышках на Солнце, когда так называемый солнечный ветер, представляющий собой плазму с очень сильным магнитным полем, достигает магнитосферы Земли.
Вторая группа природных ЭМП характеризуется наличием широкого диапазона частот. В силу относительно низкого уровня излучения от космических источников и случайного, нерегулярного характера воздействия на атмосферу Земли, их суммарный эффект воздействия на биообъекты незначителен.
Человеческое тело также излучает электромагнитные поля с частотой выше 300 ГГц.
Техногенные источники электромагнитного поля
Техногенные источники ЭМП по их предназначению можно разделить на источники технологического характера, используемые в различных сферах экономики и побочно создающие негативный фактор воздействия ЭМП на население, и источники военного характера, специально генерирующие ЭМП как для вывода из строя электронных объектов инфраструктуры, так и для нанесения поражения населению.
Технологические источники ЭМП подразделяются на группы по критерию частоты излучения: 1 группа - источники, генерирующие излучения в диапазоне от 0 Гц до 3 кГц;
2 группа - источники, генерирующие излучения в диапазоне от 3 кГц до 300 ГГц.
Технологические источники ЭМП 1 группы
1. Высоковольтные линии электропередач (ЛЭП). Источниками излучения электромагнитной энергии являются провода ЛЭП (промышленная частота 50 Гц). Напряженность ЭМП, создаваемого ЛЭП, зависит от величины напряжения ЛЭП, нагрузки, высоты подвески проводов, расстояния между ними. Напряженность ЭМП непосредственно под проводами и в определенной зоне вдоль трассы ЛЭП может значительно превышать ПДУ электромагнитной безопасности населения, особенно по магнитной составляющей ЭМП ЛЭП.
2. Бытовая и офисная электро- и электронная техника, электросети жилых и административных зданий. К таким источникам относятся утюги, холодильники, электрические стиральные машины, дрели, пылесосы, миксеры, ксероксы, факсы, а также системы электропроводки помещений.
Такие источники в зависимости от конструкции, технологии изготовления и характера эксплуатации могут создавать ЭМП, по своим критериям превышающие ПДУ электромагнитной безопасности населения.
Негативное влияние электрических сетей в жилых и административных зданиях обусловлено тем, что человек постоянно находится в помещении вблизи электропроводки, в том числе и проложенной не экранирование Кроме этого, наличие железосодержащих конструкций и коммуникаций в большинстве жилых зданий создает эффект «экранированной комнаты», что усиливает электромагнитный эффект при расположении в них большого количества различных источников излучения, в том числе и сетей электропроводки.
3. Электротранспорт является мощным источником электромагнитного поля в диапазоне частот от 0 до 1000 Гц. Например, среднее значение магнитной составляющей ЭМП электропоездов может достигать до 200 мкТл (ПДУ = 0,2 мкТл).
Технологические источники ЭМП 2 группы
1. Функциональные источники ЭМП для получения и передачи информации.
Фундаментальные передатчики. На территории России размещается значительное количество передающих теле- и радиоцентров НЧ, СЧ и ВЧ-диапазонов различной принадлежности (пример СДВ-радиостанции), ЭМП которых в определенных зонах могут оказывать неблагоприятное воздействие на население. Наиболее высокий уровень облучения людей наблюдается в районах размещения радиопередающих центров старой постройки с высотой антенны не более 180 м. Телевизионные передающие центры могут создавать достаточно сильные ЭМП на расстоянии от десяти метров до нескольких километров от места своего расположения.
Системы сотовой связи. В работе этих систем применяется принцип деления определенной территории на зоны (так называемые «соты») радиусом 0,5 - 2 км, в центре которых располагаются базовые станции (БС), обслуживающие мобильные (на автомобилях) и ручные радиотелефоны. Антенны БС могут создавать опасные уровни напряженности в радиусе 50 м. Уровни ЭМП автомобильных антенн также могут быть повышенными.
Мобильные радиотелефоны как элемент системы сотовой связи представляют определенную опасность для пользователей, так как создают при работе сильные ЭМП и тепловой поток, воздействующие на голову человека. Этот вид излучения превышает установленный ПДУ.
Системы спутниковой связи состоят из приемопередающих станций на Земле и спутников, находящихся на орбите. Антенны систем спутниковой связи могут создавать ЭМП, по своим показателям значительно превышающие ПДУ электромагнитной безопасности на большом удалении.
Вводимая в настоящее время в эксплуатацию система глобальной спутниковой персональной связи ведет к дальнейшему увеличению числа наземных систем этого вида источников ЭМП.
Радиолокационные станции (РЛС). РЛС оснащены, как правило, антеннами зеркального типа, имеющими узконаправленную диаграмму излучения в виде луча. Работа РЛС носит пространственно-временной характер, создавая ЭМП высокой напряженности, превышающей на определенном расстоянии от РЛС ПДУ электромагнитной безопасности населения. РЛС, используемые для управления воздушным движением в аэропортах, имеющие остронаправленные антенны кругового обзора, работают круглосуточно и создают ЭМП значительной интенсивности, что неблагоприятно сказывается на населении, проживающем в районах, прилегающих к аэропортам.
2. СВЧ-печи. Излучение данным источником электромагнитной энергии в окружающее пространство обусловливается, главным образом, технологическими неисправностями и нарушениями в эксплуатации (неплотно закрыты дверцы и т.п.), что может привести к значительному превышению ПДУ электромагнитной безопасности пользователя.
3. Видеодисплейные терминалы и персональные ЭВМ. ВДТ на основе электронно-лучевых трубок являются источниками ЭМИ весьма широкого диапазона частот. Порождаемое ВДТ рентгеновское, ультрафиолетовое, видимое, инфракрасное, низкочастотное, средних частот и высокочастотное излучение создает ЭМИ достаточно высокой интенсивности, оказывающее негативные последствия для пользователя.
Основными источниками ЭМП ВДТ являются: экран монитора, питающие провода и системный блок (50 Гц) системами строчной и кадровой развертки. Наиболее сильные уровни излучения наблюдаются от верхней и боковых стенок монитора, причем зона превышения генерирующих стандартов (ПДУ) может достигать 2,5 м. В первую очередь ЭМП, распространяющееся от монитора, влияет на голову, грудь и руки, находящиеся на оптимальном (60-70 см) расстоянии перед экраном пользователя. Видеодисплейные терминалы создают вокруг себя ЭМП как низкой, так и высокой частоты, что способствует появлению электростатического поля и ведет к деионизации воздуха вокруг монитора, негативно сказывающееся на здоровье человека. Ситуация усугубляется тем, что ЭВМ широко используются не только как средство труда, но и для учебы и досуга, в том числе детьми и подростками.
В целом все источники ЭМИ как природного, так и техногенного характера комплексно создают электромагнитный фон региона (района, города и т. д.).
Интенсивность электромагнитного фона зависит от следующих причин: состояния ионосферы; характера излучения Солнца и галактики; количества, характера и местонахождения техногенных источников ЭМП в городе, районе и т. д.; графика работы радио-и телецентров; характера работы объектов энергоснабжения; близости к электроэнергетическим источникам.
Электромагнитный фон в городских условиях имеет, как правило, временной максимум примерно от 10 до 22 часов, причем в суточном динамическом распределении наибольший динамический диапазон изменения электромагнитного фона приходится на зимнее время, а наименьший - на лето.
