第7章电磁污染与防治

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1、第7章电磁污染与防治7.1概述一、电磁电磁环境和电磁辐射污染电磁环境指某个存在电磁辐射的空间范围。电磁辐射以电磁波的形式在空间环境中传播，不能静止的存在于某个空间。人类生活的环境中充满了电磁辐射。二、电磁辐射污染源1.电磁辐射污染源的种类天然的电磁辐射源，又称为宇宙射线。人工电磁场源。天然的电磁辐射来源人工的电磁辐射来源三、电磁辐射的危害电磁辐射对人体的健康、生态环境以及装置设备都能产生影响和危害。对人健康的危害的因素与辐射源、周围环境及受体差异有关，主要是频率、电磁场强度、波形、与辐射源的距离、照射时间与累计频次影响人体健康。按对人

2、体危害程度由大到小顺序排列，依次为微波、超短波、短波、中波、长波，即波长越短，危害越大。微波对生物作用的主要效应受检人员症状百分比与场强关系统计7.2电磁辐射基础7.2.1电场与磁场1.电场（E）电荷存在于一切物体之中，通常正负电荷的作用正好相互抵消，所以觉察不到。凡是有电荷的地方，四周就存在电场，即任何电荷都在自己周围空间激发电场，而电荷与电荷之间通过电场发生相互作用，电荷与电场时不可分割的整体。静止电荷周围的电场称为静电场，运动电荷周围的电场称为动电场，起电的过程就是电场建立的过程。2.磁场（H）在电流通过的导体周围所产生的具有磁力的

3、场称为磁场。若通过导体的是直流电，相应产生的磁场是恒定的；若通过的电流是交流电，则产生的磁场是变化的。磁场频率随着电场频率的变化而变化，两者大小呈正比关系。7.2.2电磁场与电磁辐射交变的电场周围会产生电场，交变的磁场周围也会产生新的磁场，它们相互作用，方向相互垂直，并与自己的运动方向垂直。这种交替产生的具有电场和磁场作用的物质空间，称为电磁场。电磁场以一定速度在空间传播，在其传播过程中不断向周围空间辐射能量，此能量称为电磁辐射，也称为电磁波。一.电磁波的周期、频率、波长和波速电磁振荡产生电磁波，各种电磁波的频率与波长不同，在空气中均以光

4、速传播c=2.993×108m/s。周期是指电磁波发生一次完全振动所需要的时间，单位是s，周期与频率互为倒数。频率是电磁波每一秒振动的次数，单位是Hz。微波的频率很高，常用KHz，MHz等表示。波长是电磁波在一个周期内所经过的距离，单位有Å（埃），μm（微米）或m（米）。1m=106μm=1010Å电磁波的传播速度与所处介质的电和磁的特性有关，其影响参数有介质的介电常数ε和磁导率μ。相对介电常数是同一平板电容器在含有某种介质εr时的电容量与真空电容量之比。真空介电常数ε0=8.85×10-12F/m，通常以真空值代替空气值。磁导率是描述介

5、质对磁场的影响，相对磁导率μr是介质磁导率与真空磁导率之比。真空磁导率μ0=1.257×10-6H/m电磁波在介质中传播的速度vC0真空中的光速2.993×108m/s定义空气中εr和μr的值均为1电磁波的波长与频率的关系为二.场区分类及其特点1．近区场以场源为零点或中心，在1/6波长范围之内的区域称为近区场。由于近区场的作用方式为电磁感应，故又称为感应场，感应场内的电磁能量随着与场源距离的增大而较快衰减。近区场具有如下特性：(1)在近区场内，电场强度E与磁场强度H的大小无确定的比例关系。电场强度值较大时磁场强度比较小；槽路线圈等部位附近

6、，磁场强度值很大而电场强度值则很小。高电压小电流的场源(如天线、馈线等)电场强度比磁场强度大得多，低电压大电流的场源(如电流线圈)磁场强度则大于电场强度。(2)近区场电磁场强度比远区场的要大得多，且近区场电磁场强度比远区场电磁场强度的衰减速度快。(3)近区场电磁感应现象与场源密切相关，近区场不能脱离场源而独立存在。2．远区场在1／6波长范围之外的区域称为远区场，由于该区域内的电磁波以辐射状态出现，故又称为辐射场。远区场按自己的规律运动变化；远区场电磁辐射强度随距离衰减比近区场缓慢。具有如下特性：(1)远区场的电场强度与磁场强度有固定的关系

7、，即μ0真空中的磁导率，H/mε0真空中的介电常数，F/m（2）电场E与磁场H相互垂直，并且都与传播方向垂直。（3）电磁波在真空中的传播速度为三.电磁场的能量电场中所具有的能量可用电场中各点的能量密度来表示，即we电场能量密度，J/m3ε介电常数，F/mE电场强度，V/m磁场中所具有的能量可用磁场中各点的能量密度来表示，即wm磁场能量密度，J/m3μ磁导率，H/mH磁场强度，A/m电磁场的能量密度w等于各点电场能量和磁场能量之和，即四.电磁波的传播特性1.电场分量和磁场分量若作简谐振动的电磁波沿着z方向传播，作x分量的电场Ex的表达式为E

8、m电磁波的振幅，V/my分量的磁场Hy的表达式为——介质的本征阻抗2.电磁波的传播方向电场强度E和磁场强度H互相垂直的关系可以用右手螺旋法则来描述，即右手四指由电场强度方向转向磁场强度方向时，