Допустимый уровень напряженности электростатического поля определяется ГОСТ 12.1.045-84 «Электростатические поля. Рабочее место и требования контроля для приемлемых уровней» и правила укрепления здоровья для приемлемой интенсивности электростатического поля (GN 1757-77).
МАГНИТНОЕ ПОЛЕ ЗЕМЛИ
Магнитное поле Земли. Большинство планет Солнечной системы имеют большие магнитные поля. В редукции магнитных дипов Зевс и Сатурн классифицируются первыми, за ними следуют Земля, Гермес и Марс на уровне 20 000, 500, 1, 3/50003/10000 по отношению к магнитному моменту Земли. В 1970 году биполярный магнитный момент Земли составлял 7,98-10 25 гс/см3 (или 8,3-10 22 а.е.м 2 ), уменьшившись за десятилетие на 0,04-10 25 гс/см3. Средняя напряженность поверхностного поля составляет около 0,5 E (5-10 -5 TL). Форма главного магнитного поля Земли представляет собой форму эквивалентного магнитного диполя на расстоянии менее трех лучей. Его центр смещен относительно центра Земли на 18°В и 147,8°. Ось этого диполя имеет наклон 11,5° по отношению к оси вращения Земли. Геомагнитный полюс находится на таком же расстоянии, как и соответствующий географический полюс. В то же время геомагнитный южный полюс находится в северном полушарии. В настоящее время он находится вблизи географического северного полюса в северной части Гренландии. Его координаты: J = 78,6 + 0,04°T B, L = 70,1 + 0,07°T D, где T — десятилетия с 1970 года. На северном магнитном полюсе J = 75° ю.ш., L = 120,4° в.д. (Южный полюс). Фактическая линия магнитного поля Земли в среднем близка к этой дипольной линии, в отличие от локальных аномалий, связанных с присутствием намагниченных пород в коре. В результате космических вариаций геомагнитный полюс смещается относительно географического полюса в течение примерно 1200 лет. На больших расстояниях магнитное поле Земли асимметрично. Под воздействием потоков плазмы (солнечного ветра) от Солнца магнитное поле Земли деформируется и получает «слив» от Солнца на сотни тысяч километров за орбитой Луны.
Специальная отрасль геофизики, изучающая происхождение и природу магнитного поля Земли, называется геомагнетизмом. Геомагнетизм изучает вопросы происхождения и эволюции некоторых основных компонентов магнитного поля Земли, природу переменных компонентов (около 1% от основного поля) и структуру магнитосферы — верхнего намагниченного слоя Земли. плазмы, которая взаимодействует с солнечным ветром и защищает Землю от проникающей светящейся радиации. Важной задачей является изучение регулярности изменений геомагнитного поля, так как они в основном вызваны внешними эффектами, связанными с солнечной активностью.
Происхождение магнитного поля.
Наблюдаемые свойства магнитного поля Земли согласуются с мнением, что оно возникает по механизму гидромагнитного динамо. В этом процессе начальное магнитное поле усиливается за счет движения (обычно выпуклого или турбулентного) проводящего материала в жидком ядре планеты или в плазме звезды. При температурах в несколько тысяч К проводимость материала достаточно высока, чтобы движение проводимости, возникающее даже в слабо намагниченной среде, могло возбуждать переменные токи и, в соответствии с законами электромагнитной индукции, могло генерировать новые магнитные поля. При распаде этих магнитных полей выделяется либо тепловая энергия (согласно закону Джоуля), либо новые магнитные поля. В зависимости от характера движения эти поля могут ослаблять или усиливать исходные поля. Определенные асимметрии движения достаточны для усиления полей. Таким образом, необходимым условием для гидромагнитного динамо является само существование движения внутри проводящей среды, а достаточным условием — наличие определенной асимметрии (спирали) внутреннего потока среды. Как только эти условия выполнены, процесс усиления продолжается до тех пор, пока возрастающие потери тепла Джоуля при увеличении силы тока не сравняются с притоком энергии от гидродинамического движения.
Эффект динамо — это самовозбуждение и поддержание устойчивого магнитного поля за счет движения проводящей жидкости или газовой плазмы. Механизм похож на механизм самовозбуждающегося динамо, создающего электрический ток и магнитное поле. Явления динамо связаны с магнитным полем Земли от Солнца и происхождением планет и их локальных магнитных полей, таких как магнитные поля солнечных пятен и активных областей.
Составляющие геомагнитного поля.
Магнитное поле Земли (геомагнитное поле) можно разделить на три основные части.
(1) Основное магнитное поле Земли концентрируется в интервалах 10-20 лет, 60-100 лет, 600-1200 лет и 8000 лет, и медленно меняется со временем (космические изменения) в циклах 10-10, 000 лет. Последнее связано с изменением магнитного момента диполя в 1,5-2 раза.
2. глобальные аномалии — отклонения от эквивалентного диполя до 20% мощности индивидуального поля с характерным размером до 10000 км. Эти неравномерные поля свидетельствуют о космологических изменениях на протяжении многих лет и столетий, что приводит к изменениям во времени. Примеры аномалий: Бразилия, Канада, Сибирь, Курск. На протяжении веков глобальные аномалии менялись, распадались и появлялись вновь. В более низких широтах долгота смещается на запад со скоростью 0,2° в год.
(3) Магнитные поля в локальных участках внешней коры протяженностью от нескольких километров до нескольких сотен километров. Они вызваны намагниченностью верхних пород вблизи поверхности земной коры. Одна из самых мощных — Курская магнитная аномалия.
4. переменные магнитные поля Земли (также называемые внешними магнитными полями) определяются источниками в виде токовых систем вне поверхности Земли и в ее атмосфере. Основным источником этих магнитных полей и их вариаций является поток частиц намагниченной плазмы, который приходит от Солнца вместе с солнечным ветром и формирует структуру и форму магнитосферы Земли.
Магнитная индукция также зависит от среды, в которой генерируется магнитное поле. Его размер характеризуется проницаемостью. Среда с высокой проницаемостью создает магнитное поле с высокой индукцией.
Основные характеристики магнитного поля
Магнитное поле (далее: b) — это материал, вокруг которого находится и движется ток (электрическая нагрузка).
МП следующие.
- Тока заряженных частиц.
- Электрического поля, которое изменяется во временном промежутке.
- Магнитных моментов.
Текущие кадры используются для исследования МП.
Каркас тока — это непрерывный гладкий контур, оснащенный электричеством.
Свойства МП:.
- МП имеет материальную основу;
- электрический ток — это индикатор для МП, и без него МП не может существовать;
- МП круговые, то есть его силовые линии (линии магнитной индукции) непрерывные;
- чем дальше источник поля, тем слабее и меньше становится МП.
МП можно представить графически в виде линий или линий индукции.
История открытия МП
Изучение РС началось в 13 веке, когда Питер Перегрин из Франции наблюдал РС на уровне магнита с помощью стальной иглы. Питер обнаружил, что линии MF пересекаются и образуют две точки, которые он назвал полюсами.
В 1819 году ученый Остельд увидел, что игла компаса движется рядом с трубопроводом электропередачи. Поэтому он пришел к выводу, что между МП и электрическим полем существует связь.
Только через пять лет Эмбер смог объяснить взаимосвязь между магнитами и кондуитами (силами, действующими друг на друга). Так родился закон Амбера.
Еще через семь лет Фарандей провел эксперименты и открыл явление электромагнитной индукции. Другими словами, он обнаружил, что изменения в МП влияют на трубопровод.
А 33 года спустя Максвелл объединил все свои предыдущие знания и объяснил их математически.
Магнитная индукция
Магнитная индукция (МИ) — это определение мощности МП. Это векторная величина.
Одной из основных функций МП является векторный потенциал.
Тип индукции магнитного поля измеряется через вектор магнитной индукции (b).
FMAX — максимальное усилие, оказываемое МП на проводник, а ток в кабеле L — длина.
Вектор Mi имеет единицу измерения — Tesla (Тесла).
Направление вектора Mi — от южного полюса к северному полюсу магнитной стрелки на МП.
Линия Mi — это несуществующая линия, где вектор Mi является касательной к любой точке.
Свойства магнитной линии:.
Чем больше магнитных линий, тем сильнее МП.
（При рассмотрении МП в свободном пространстве (без окружения) используется не понятие векторов Mi, а векторы (H) с интенсивностью, равной разности между вектором Mi и вектором намагниченности (M).
В случае нескольких полей вектор MS определяется началом обгона. МА основного поля, состоящего из многих источников, можно найти через сумму всех полей, составляющих МИ.
Как и в случае с электрическими полями, принцип буквы также применим к индукции магнитных полей. Она заключается в том, что индукция магнитного поля Магнитное поле генерируется в данной точке различными токами и складывается для получения результирующих векторов магнитной индукции.
Что такое магнитное поле
Магнитное поле проявляется как воздействие силы на силовые нагрузки в теле с помощью движения и магнитного момента.
Источники магнитных полей:.
- Проводники, по которым проходит электрический ток;
- Постоянные магниты;
- Изменяющееся электрическое поле.
Источники магнитных полей.
Основной источник магнитных полей одинаков для всех источников: электрические следовые голумы, такие как электроны, ионы или протоны, которые обладают магнитным моментом или движутся.
Важно: электрическое и магнитное поля создают друг друга и изменяются со временем. Эта взаимосвязь определяется уравнениями Максвелла.
Характеристики магнитного поля
Свойства магнитного поля следующие
- Магнитный поток, скалярная величина, определяющая, сколько силовых линий магнитного поля проходит через заданное сечение. Обозначается буквой F. Рассчитывается по формуле:
где B — вектор магнитной индукции, S — сечение, а A — угол наклона вектора к вертикали, установленной на уровне сечения. Единицей измерения является Вебер (VB)
- Вектор магнитной индукции (В) показывает силу, действующую на зарядоносители. Он направлен в сторону северного полюса, куда указывает обычная магнитная стрелка. Количественно магнитную индукцию измеряют в теслах (Тл);
- Напряженность МП (Н). Определяется магнитной проницаемостью различных сред. В вакууме проницаемость принимается за единицу. Направление вектора напряженности совпадает с направлением магнитной индукции. Единица измерения – А/м.
Как представить магнитное поле
Легко увидеть признаки магнитного поля на примере постоянного магнита. Имеется два полюса, и в зависимости от направления два магнита притягиваются или отталкиваются. Магнитное поле характеризует процессы, происходящие во время этого процесса.
- МП математически описывается, как векторное поле. Оно может быть построено посредством многих векторов магнитной индукции В, каждый из которых направлен в сторону северного полюса стрелки компаса и имеет длину, зависящую от магнитной силы;
- Альтернативный способ представления заключается в использовании силовых линий. Эти линии никогда не пересекаются, нигде не начинаются и не останавливаются, образуя замкнутые петли. Линии МП объединяются в области с более частым расположением, где магнитное поле является самым сильным.
Важно: Плотность линий поля указывает на силу магнитного поля.
Вы не можете видеть МП, но вы можете нарисовать линии интенсивности в реальном мире, поместив железные стружки на МП. Каждая частица ведет себя как маленький магнит на северном и южном полюсах. В результате получается узор, похожий на линию электропередачи. Никто не может почувствовать результат МФ.
Линии магнитного поля
Линии магнитного поля непрерывного тока МП представляют собой изогнутые круговые линии вокруг проводника. Здесь правило правой руки используется для нахождения направления линии поля МП. Если проводник держать в правой руке, то большой палец указывает на ток, а остальные четыре пальца — в направлении линий поля МП.
Источники магнитных полей.
Магнитные поля промышленной частоты (b) возникают вокруг всех электроустановок и трубопроводов промышленной частоты. Чем больше сила тока, тем больше напряженность магнитного поля.
Магнитные поля могут быть прямыми, импульсными, гиперсекционными (частота до 50 Гц) и переменными. Действие МП может быть непрерывным или прерывистым.
Эффект НФ зависит от максимальной интенсивности в рабочей зоне магнитного устройства или зоне влияния искусственного магнита. Доза, получаемая человеком, зависит от расположения рабочего места по отношению к МП и метода работы. Постоянный МП не вызывает субъективных результатов. Под действием переменной MF наблюдается характерное визуальное ощущение, называемое SO-фосфином, которое исчезает по истечении срока воздействия.
При длительной работе с воздействием МП выше предельно допустимых уровней развиваются нарушения в функционировании нервной, сердечно-сосудистой и дыхательной систем, изменения в пищеварительной системе и синтезе крови. Из-за преимущественно местного воздействия растительные расстройства и пищевые расстройства обычно возникают в тех областях тела, на которые непосредственно воздействует МП (чаще всего это руки). Они могут вызывать кожный зуд, бледность или галактозу, отек кожи, утолщение и в некоторых случаях гиперкератизацию (кератинизацию).
Объем МП на рабочем месте не должен превышать 8 ка/м. Напряжение МП на электрических линиях напряжением до 750 кВ обычно не превышает 20-25 А/м и не опасно для человека.
Источники электромагнитного излучения
Широкий диапазон частот (радиочастотные, радиочастотные, инфракрасные, видимые, ультрафиолетовые, X-таб, измерительные и контрольные приборы, исследовательские установки, медицинское оборудование, высокочастотные устройства, источники электромагнитного излучения в персональных компьютерах (ПК), видеоизображение электронно-лучевых труб, используемых как в промышленности, научных исследованиях, так и в повседневной жизни. Терминалы.
Микроволновые печи, телевизоры, мобильные телефоны и беспроводные телефоны также являются источниками повышенного риска от электромагнитного излучения.
Таблица 2.Электромагнитный спектр.
Низкочастотные излучения
Источниками низкой частоты являются производственные, транспортные и распределительные системы (электростанции, трансформаторные подстанции, линии транспорта энергии и энергоносителей), электрические сети в бытовых и офисных зданиях, двигательный транспорт и инфраструктура.
Длительное воздействие низкочастотного излучения может привести к головной боли, изменению кровяного давления, усталости, выпадению волос, ломкости ногтей, потере веса и постоянной потере работоспособности.
Для защиты от низкочастотного излучения следует экранировать либо источники излучения (рис. 2), либо зоны, в которых могут находиться люди.
Рисунок 2. Экранирование: a — катушка; b — конденсатор
注意！ Если ваш профессор узнает, что ваша работа была плагиатом, вас могут ожидать большие неприятности (вплоть до исключения).自分で書くことができない場合は、ここで注文してください。
Магнитное поле Земли
Магнитное поле Земли было точно измерено и описано в течение длительного времени, но оно еще не получило полного объяснения. В очень упрощенном виде его можно представить как простой плоский магнит между географическими северным и южным полюсами. Это вызывает некоторые из наблюдаемых эффектов. Но это не объясняет ни крайне необычных вариаций интенсивности и даже направления линий магнитного поля на поверхности Земли, ни того, почему миллионы лет назад магнитные полюса поменялись местами, ни того, почему они постоянно, хотя и медленно, перемещаются. Поэтому все несколько сложнее.
Модель магнитного поля Земли
Опишем упрощенную версию более подробно. Представим в центре Земли длинный плоский магнит, который является источником магнитного поля. Что еще необходимо учесть? Магнитные вещества на поверхности сферы должны быть расположены таким образом, чтобы их полюс, указывающий на север, был повернут в направлении, которое мы называем северным (на самом деле это южный полюс воображаемого магнита), а другой полюс был повернут на юг (северный полюс магнита).
Понимание сложных физических процессов сопряжено с определенными трудностями. И земной магнетизм, и магнетизм маленьких кусочков железа легче всего объяснить, если предположить, что магнитные силовые линии (часто называемые линиями магнитного потока) возникают на северном конце магнита и входят в него на южном конце. Это очень произвольное представление, применяемое только для удобства, подобно тому, как линии широты и долготы используются для нанесения линий на карту. Однако это помогает нам понять источник магнитного поля Земли.
Динамические линии простого плоского магнита, идущие от одного полюса к другому и охватывающие весь магнит, образуют нечто похожее на цилиндр. Динамические линии в одном направлении, кажется, отталкиваются. Они всегда начинаются на одном полюсе одного типа и заканчиваются на другом и никогда не пересекаются.
