Shmelev V.E., Sbitnev S.A.
"ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİNİN TEORİK TEMELLERİ"
"ELEKTROMANYETİK ALAN TEORİSİ"
Bölüm 1. Elektromanyetik alan teorisinin temel kavramları
§ 1.1. Elektromanyetik alanın tanımı ve fiziksel büyüklükleri.
Elektromanyetik alan teorisinin matematiksel aparatı
Elektromanyetik alan(EMF), yüklü parçacıklara kuvvet uygulayan ve her noktada iki tarafını (elektrik ve manyetik alanlar) karakterize eden iki çift vektör niceliği tarafından belirlenen bir madde türüdür.
Elektrik alanı EMF'nin, elektrik yüklü bir parçacık üzerindeki, parçacığın yüküyle orantılı ve hızından bağımsız bir kuvvetle etkisi ile karakterize edilen bir bileşenidir.
Manyetik alan EMF'nin, parçacığın yükü ve hızıyla orantılı bir kuvvetle hareketli bir parçacık üzerindeki etkisi ile karakterize edilen bir bileşenidir.
Elektrik mühendisliğinin teorik temelleri sırasında incelenen EMF'leri hesaplamanın temel özellikleri ve yöntemleri, elektrikli, elektronik ve biyomedikal cihazlarda bulunan EMF'lerin niteliksel ve niceliksel araştırmasını içerir. Bu amaçla integral ve diferansiyel formdaki elektrodinamik denklemler en uygunudur.
Elektromanyetik alan teorisinin (TEMF) matematiksel aparatı, skaler alan teorisi, vektör ve tensör analizinin yanı sıra diferansiyel ve integral hesabına dayanmaktadır.
Güvenlik soruları
1. Elektromanyetik alan nedir?
2. Elektrik ve manyetik alanlar nelerdir?
3. Elektromanyetik alan teorisinin matematiksel düzeni neye dayanmaktadır?
§ 1.2. EMF'yi karakterize eden fiziksel büyüklükler
Elektrik alan kuvveti vektörü bu noktada Q bir noktaya yerleştirilmiş elektrik yüklü sabit bir parçacığa etki eden kuvvet vektörüdür Q, eğer bu parçacık bir birim pozitif yüke sahipse.
Bu tanıma göre bir noktasal yüke etki eden elektrik kuvveti Qşuna eşittir:
Nerede e V/m cinsinden ölçülür.
Manyetik alan karakterize edilir manyetik indüksiyon vektörü. Bazı gözlem noktalarında manyetik indüksiyon Q modülü, bir noktada bulunan yüklü bir parçacığa etki eden manyetik kuvvete eşit olan bir vektör miktarıdır Q birim yüke sahip olan ve birim hızla hareket eden ve kuvvet, hız, manyetik indüksiyon vektörleri ve parçacığın yükü bu koşulu karşılar
.
Akım taşıyan kavisli bir iletkene etki eden manyetik kuvvet aşağıdaki formülle belirlenebilir:
.
Düzgün bir alanda bulunan düz bir iletkene aşağıdaki manyetik kuvvet etki eder:
.
En yeni formüllerin hepsinde B - Tesla (T) cinsinden ölçülen manyetik indüksiyon.
1 T, manyetik indüksiyon çizgileri akım ile iletkene dik olarak yönlendirilirse ve iletkenin uzunluğu ise, 1 N'ye eşit bir manyetik kuvvetin 1A akıma sahip düz bir iletkene etki ettiği manyetik bir indüksiyondur. 1 m.
Elektromanyetik alan teorisinde, elektrik alan kuvveti ve manyetik indüksiyona ek olarak aşağıdaki vektör büyüklükleri de dikkate alınır:
1) elektriksel indüksiyon D (elektriksel yer değiştirme), C/m2 cinsinden ölçülür,
EMF vektörleri uzay ve zamanın fonksiyonlarıdır:
Nerede Q- gözlem noktası, T- zamanın içindeki an.
Gözlem noktası ise Q boşluktaysa, karşılık gelen vektör büyüklük çiftleri arasında aşağıdaki ilişkiler geçerlidir:
vakumun mutlak dielektrik sabiti (temel elektrik sabiti), =8,85419*10 -12;
Vakumun mutlak manyetik geçirgenliği (temel manyetik sabit); = 4π*10 -7 .
Güvenlik soruları
1. Elektrik alan kuvveti nedir?
2. Manyetik indüksiyona ne denir?
3. Hareket eden yüklü bir parçacığa etki eden manyetik kuvvet nedir?
4. Akım taşıyan bir iletkene etki eden manyetik kuvvet nedir?
5. Elektrik alanı hangi vektör büyüklükleriyle karakterize edilir?
6. Manyetik alan hangi vektör büyüklüklerini karakterize eder?
§ 1.3. Elektromanyetik alan kaynakları
EMF kaynakları elektrik yükleri, elektrik dipolleri, hareketli elektrik yükleri, elektrik akımları, manyetik dipollerdir.
Fizik dersinde elektrik yükü ve elektrik akımı kavramları verilmektedir. Elektrik akımları üç çeşittir:
1. İletim akımları.
2. Yer değiştirme akımları.
3. Akımları aktarın.
İletim akımı- elektriksel olarak iletken bir gövdenin hareketli yüklerinin belirli bir yüzeyden geçiş hızı.
Önyargı akımı- belirli bir yüzey boyunca elektrik yer değiştirme vektörü akışının değişim hızı.
.
Akımı aktar aşağıdaki ifadeyle karakterize edilir
Nerede v - cisimlerin yüzeyden transfer hızı S; N - birimin yüzeye dik vektörü; v - yüzeyden normal yönde uçan cisimlerin doğrusal yük yoğunluğu; ρ - elektrik yükünün hacim yoğunluğu; ρ
- akım yoğunluğunu aktarın. Elektrik dipol Q bir çift nokta yükü denir + Q Ve - , uzakta bulunan ben
birbirinden (Şekil 1).
Bir nokta elektrik dipolü, elektrik dipol momentinin vektörü ile karakterize edilir: Manyetik dipol elektrik akımı olan düz devre denir BEN.
Nerede S Bir manyetik dipol, manyetik dipol momentinin vektörü ile karakterize edilir. S - akım taşıyan bir devre üzerine gerilmiş düz bir yüzeyin alanının vektörü. Vektör S bu düz yüzeye dik olarak yönlendirilir ve vektörün ucundan bakıldığında
, daha sonra kontur boyunca akımın yönü ile çakışan yönde hareket saat yönünün tersine gerçekleşecektir. Bu, dipol manyetik moment vektörünün yönünün, sağ vida kuralına göre akımın yönüyle ilişkili olduğu anlamına gelir.
Maddenin atomları ve molekülleri elektrik ve manyetik dipollerdir, bu nedenle EMF'deki malzeme türünün her noktası, elektrik ve manyetik dipol momentinin hacimsel yoğunluğu ile karakterize edilebilir: P
- maddenin elektriksel polarizasyonu: M
- maddenin mıknatıslanması: Maddenin elektriksel polarizasyonu
gerçek bir cismin bir noktasındaki elektrik dipol momentinin hacimsel yoğunluğuna eşit bir vektör miktarıdır. Bir maddenin mıknatıslanması
malzeme gövdesinin bir noktasındaki manyetik dipol momentinin hacimsel yoğunluğuna eşit bir vektör miktarıdır. Elektriksel önyargı
herhangi bir gözlem noktası için, boşlukta mı yoksa maddede mi olduğuna bakılmaksızın aşağıdaki ilişkiden belirlenen bir vektör miktarıdır:
(vakum veya madde için),
(yalnızca vakum için). Manyetik alan gücü
,
- herhangi bir gözlem noktası için, boşlukta mı yoksa maddede mi olduğuna bakılmaksızın aşağıdaki ilişkiden belirlenen bir vektör miktarı:
manyetik alan kuvvetinin A/m cinsinden ölçüldüğü yer.
- Polarizasyon ve mıknatıslanmaya ek olarak hacimsel olarak dağıtılmış başka EMF kaynakları da vardır: ; ,
hacimsel yük yoğunluğu
- hacimsel yük yoğunluğunun C/m3 cinsinden ölçüldüğü; elektrik akımı yoğunluk vektörü
normal bileşeni şuna eşit olan S Daha genel olarak açık bir yüzeyden akan akım
, bu yüzeyden geçen akım yoğunluğu vektör akısına eşittir:
Güvenlik soruları
1. Elektromanyetik alanın kaynakları nelerdir?
2. İletim akımı nedir?
3. Önyargı akımı nedir?
4. Transfer akımı nedir?
5. Elektrik dipolü ve elektrik dipol momenti nedir?
6. Manyetik dipol ve manyetik dipol momenti nedir?
7. Bir maddenin elektriksel polarizasyonuna ve mıknatıslanmasına ne denir?
8. Elektriksel yer değiştirmeye ne denir?
9. Manyetik alan kuvvetine ne denir?
10. Elektrik yükünün hacimsel yoğunluğu ve akım yoğunluğu nedir?
MATLAB Uygulama Örneği
Görev.
Verilen: Elektrik akımı olan devre BEN uzayda, köşelerinin Kartezyen koordinatları verilen bir üçgenin çevresini temsil eder: X 1 , X 2 , X 3 , sen 1 , sen 2 , sen 3 , z 1 , z 2 , z 3. Burada alt simgeler köşelerin sayılarıdır. Köşeler elektrik akımının akış yönüne göre numaralandırılmıştır.
Gerekli Döngünün dipol manyetik moment vektörünü hesaplayan bir MATLAB fonksiyonu oluşturun. Bir m dosyasını derlerken, uzaysal koordinatların metre cinsinden, akımın ise amper cinsinden ölçüldüğü varsayılabilir. Giriş ve çıkış parametrelerinin keyfi organizasyonuna izin verilir.
Çözüm
% m_dip_moment - uzayda akım olan üçgen devrenin manyetik dipol momentinin hesaplanması
% pm = m_dip_moment(tok,nodes)
% GİRİŞ PARAMETRELERİ
% tok - devredeki akım;
% düğümleri, her satırı karşılık gelen tepe noktasının koordinatlarını içeren ." biçiminde bir kare matristir.
% ÇIKIŞ PARAMETRE
% pm, manyetik dipol moment vektörünün Kartezyen bileşenlerinin bir satır matrisidir.
function pm = m_dip_moment(tok,nodes);
pm=tok*)]) det()]) det()])]/2;
% Son ifadede üçgenin alan vektörü akım ile çarpılmaktadır.
>> düğümler=10*rand(3)
9.5013 4.8598 4.5647
2.3114 8.913 0.18504
6.0684 7.621 8.2141
>> pm=m_dip_moment(1,düğümler)
13.442 20.637 -2.9692
Bu durumda işe yaradı Maddenin atomları ve molekülleri elektrik ve manyetik dipollerdir, bu nedenle EMF'deki malzeme türünün her noktası, elektrik ve manyetik dipol momentinin hacimsel yoğunluğu ile karakterize edilebilir: M = (13.442* 1 X + 20.637*1 sen - 2.9692*1 z) Devredeki akım 1 A ise A*m 2.
§ 1.4. Elektromanyetik alan teorisinde uzaysal diferansiyel operatörler
Gradyan skaler alan Φ( Q) = Φ( x, y, z) aşağıdaki formülle tanımlanan bir vektör alanıdır:
,
Nerede V 1 - noktayı içeren alan Q; S 1 - alanı sınırlayan kapalı yüzey V 1 , Q 1 - yüzeye ait nokta S 1; δ - noktadan en büyük mesafe Q yüzeydeki noktalara S 1 (maks| Soru Soru 1 |).
Iraksama vektör alanı F (Q)=F (x, y, z), aşağıdaki formülle tanımlanan skaler alan olarak adlandırılır:
Rotor(girdap) vektör alanı F (Q)=F (x, y, z) aşağıdaki formülle tanımlanan bir vektör alanıdır:
çürüme F
= 
Nabla operatörü Kartezyen koordinatlarda aşağıdaki formülle tanımlanan bir vektör diferansiyel operatörüdür:
Nabla operatörü aracılığıyla grad, div ve rot'u temsil edelim:
Bu operatörleri Kartezyen koordinatlarda yazalım:
; 
;
Kartezyen koordinatlardaki Laplace operatörü aşağıdaki formülle tanımlanır:
İkinci dereceden diferansiyel operatörler:
İntegral teoremleri
Gradyan teoremi 
;
Diverjans teoremi 
Rotor teoremi 
EMF teorisinde integral teoremlerinden bir tanesi daha kullanılır:
.
Güvenlik soruları
1. Skaler alan gradyanı ne denir?
2. Bir vektör alanının ıraksamasına ne denir?
3. Bir vektör alanının rotasyoneline ne denir?
4. Nabla operatörü nedir ve birinci dereceden diferansiyel operatörler nasıl ifade edilir?
5. Skaler ve vektör alanları için hangi integral teoremleri doğrudur?
MATLAB Uygulama Örneği
Görev.
Verilen: Bir tetrahedronun hacminde skaler ve vektör alanları doğrusal bir yasaya göre değişir. Tetrahedron köşelerinin koordinatları şu formun bir matrisi ile belirtilir: [ X 1 , sen 1 , z 1 ; X 2 , sen 2 , z 2 ; X 3 , sen 3 , z 3 ; X 4 , sen 4 , z 4]. Köşelerdeki skaler alanın değerleri matris tarafından belirtilir [Ф 1; F2; F3; F4]. Köşelerdeki vektör alanının Kartezyen bileşenleri matris [ F 1 X, F 1sen, F 1z; F 2X, F 2sen, F 2z; F 3X, F 3sen, F 3z; F 4X, F 4sen, F 4z].
Tanımlamak tetrahedronun hacminde, skaler alanın gradyanı ve ayrıca vektör alanının ıraksaması ve rotasyoneli. Bunun için bir MATLAB fonksiyonu yazınız.
Çözüm. Aşağıda m fonksiyonunun metni bulunmaktadır.
% grad_div_rot - Bir tetrahedronun hacmindeki gradyanı, ıraksama ve rotoru hesaplar
% =grad_div_rot(düğümler,skaler,vektör)
% GİRİŞ PARAMETRELERİ
% düğümler - tetrahedron köşelerinin koordinat matrisi:
% satırlar köşelere, sütunlara - koordinatlara karşılık gelir;
% skaler - köşelerdeki skaler alan değerlerinin sütunlu matrisi;
% vektör - köşelerdeki vektör alanı bileşenlerinin matrisi:
% ÇIKIŞ PARAMETRELERİ
% grad - skaler alanın gradyanının Kartezyen bileşenlerinin satır matrisi;
% div - tetrahedronun hacmindeki vektör alanının sapma değeri;
% çürüme, vektör alanı rotorunun Kartezyen bileşenlerinin bir satır matrisidir.
% Hesaplamalarda tetrahedronun hacminde olduğu varsayılmıştır.
% vektör ve skaler alanlar uzayda doğrusal bir yasaya göre değişir.
fonksiyon =grad_div_rot(düğümler,skaler,vektör);
a=inv(); % Doğrusal enterpolasyon katsayısı matrisi
grad=(a(2:end,:)*skaler)."; % Skaler alanın gradyan bileşenleri
div=*vektör(:); % Vektör alanı sapması
rot=sum(cross(a(2:end,:),vector."),2).";
Geliştirilen m-fonksiyonunun çalıştırılmasına bir örnek:
>> düğümler=10*rand(4,3)
3.5287 2.0277 1.9881
8.1317 1.9872 0.15274
0.098613 6.0379 7.4679
1.3889 2.7219 4.451
>> skaler=rand(4,1)
>> vektör=rand(4,3)
0.52515 0.01964 0.50281
0.20265 0.68128 0.70947
0.67214 0.37948 0.42889
0.83812 0.8318 0.30462
>> =grad_div_rot(düğümler,skaler,vektör)
0.16983 -0.03922 -0.17125
0.91808 0.20057 0.78844
Uzamsal koordinatların metre cinsinden ölçüldüğünü ve vektör ve skaler alanların boyutsuz olduğunu varsayarsak, bu örnekte şunu elde ederiz:
derece Ф = (-0,16983* 1 X - 0.03922*1 sen - 0.17125*1 z) m-1;
div F = -1,0112 m-1;
çürüme F = (-0.91808*1 X + 0.20057*1 sen + 0.78844*1 z) m-1 .
§ 1.5. Elektromanyetik alan teorisinin temel yasaları
İntegral formdaki EMF denklemleri
Toplam mevcut yasa:
veya 
Manyetik alan kuvveti vektörünün kontur boyunca dolaşımı , uzakta bulunan yüzeyden akan toplam elektrik akımına eşit S, kontur üzerinde gerilmiş , uzakta bulunan Akımın yönü, devreyi bypass etme yönü ile sağ yönlü bir sistem oluşturuyorsa.
Elektromanyetik indüksiyon yasası:
,
Nerede e c, harici elektrik alanının yoğunluğudur.
EMF elektromanyetik indüksiyon e ve devrede , uzakta bulunan yüzeyden geçen manyetik akının değişim hızına eşit S, kontur üzerinde gerilmiş , uzakta bulunan ve manyetik akı formlarının değişim hızının yönü, yön ile birlikte e ve solak vida sistemi.
Gauss teoremi integral formda:
Kapalı bir yüzeyden elektrik yer değiştirme vektörü akışı S yüzeyle sınırlı hacimdeki serbest elektrik yüklerinin toplamına eşittir S.
Manyetik indüksiyon hatlarının sürekliliği yasası:
Herhangi bir kapalı yüzeyden geçen manyetik akı sıfırdır.
Denklemlerin integral formda doğrudan uygulanması, en basit elektromanyetik alanların hesaplanmasına olanak tanır. Daha karmaşık şekillerin elektromanyetik alanlarını hesaplamak için diferansiyel formdaki denklemler kullanılır. Bu denklemlere Maxwell denklemleri denir.
Sabit ortamlar için Maxwell denklemleri
Bu denklemler doğrudan integral formdaki karşılık gelen denklemlerden ve uzaysal diferansiyel operatörlerin matematiksel tanımlarından kaynaklanır.
Diferansiyel formdaki toplam mevcut yasa:
,
Toplam elektrik akımı yoğunluğu,
Harici elektrik akımının yoğunluğu,
İletim akımı yoğunluğu,
Önyargı akım yoğunluğu: ,
Akım yoğunluğunu aktarın: .
Bu, elektrik akımının, manyetik alan kuvvetinin vektör alanının bir girdap kaynağı olduğu anlamına gelir.
Diferansiyel formda elektromanyetik indüksiyon yasası:
Bu, alternatif manyetik alanın, elektrik alanı kuvvet vektörünün uzaysal dağılımı için bir girdap kaynağı olduğu anlamına gelir.
Manyetik indüksiyon hatlarının süreklilik denklemi:
Bu, manyetik indüksiyon vektörünün alanının herhangi bir kaynağa sahip olmadığı anlamına gelir; Doğada manyetik yükler (manyetik monopoller) yoktur.
Diferansiyel formda Gauss teoremi:
Bu, elektrik yer değiştirmesinin vektör alanının kaynaklarının elektrik yükleri olduğu anlamına gelir.
EMF analizi sorununun çözümünün benzersizliğini sağlamak için Maxwell denklemlerini vektörler arasındaki malzeme bağlantı denklemleriyle desteklemek gerekir. e Ve D ve ayrıca B Ve H .
Alan vektörleri ile ortamın elektriksel özellikleri arasındaki ilişkiler
biliniyor ki
| (1) |
Tüm dielektrikler bir elektrik alanın etkisi altında polarize olur. Tüm mıknatıslar bir manyetik alanın etkisi altında mıknatıslanır. Bir maddenin statik dielektrik özellikleri, polarizasyon vektörünün fonksiyonel bağımlılığı ile tamamen açıklanabilir. Maddenin atomları ve molekülleri elektrik ve manyetik dipollerdir, bu nedenle EMF'deki malzeme türünün her noktası, elektrik ve manyetik dipol momentinin hacimsel yoğunluğu ile karakterize edilebilir: elektrik alan kuvveti vektöründen e (Maddenin atomları ve molekülleri elektrik ve manyetik dipollerdir, bu nedenle EMF'deki malzeme türünün her noktası, elektrik ve manyetik dipol momentinin hacimsel yoğunluğu ile karakterize edilebilir: =Maddenin atomları ve molekülleri elektrik ve manyetik dipollerdir, bu nedenle EMF'deki malzeme türünün her noktası, elektrik ve manyetik dipol momentinin hacimsel yoğunluğu ile karakterize edilebilir: (e )). Bir maddenin statik manyetik özellikleri, mıknatıslanma vektörünün işlevsel bağımlılığı ile tamamen açıklanabilir. - maddenin elektriksel polarizasyonu: manyetik alan kuvveti vektöründen H (- maddenin elektriksel polarizasyonu: =- maddenin elektriksel polarizasyonu: (H )). Genel durumda, bu tür bağımlılıklar doğası gereği belirsizdir (histeretik). Bu, bir noktadaki polarizasyon veya mıknatıslanma vektörünün Q yalnızca vektörün değeriyle belirlenmez e veya H Bu noktada, aynı zamanda vektördeki değişimin arka planı da e veya H Bu noktada. Bu bağımlılıkları deneysel olarak incelemek ve modellemek son derece zordur. Bu nedenle pratikte sıklıkla vektörlerin olduğu varsayılır. Maddenin atomları ve molekülleri elektrik ve manyetik dipollerdir, bu nedenle EMF'deki malzeme türünün her noktası, elektrik ve manyetik dipol momentinin hacimsel yoğunluğu ile karakterize edilebilir: Ve e ve ayrıca - maddenin elektriksel polarizasyonu: Ve H eşdoğrusaldır ve bir maddenin elektriksel özellikleri skaler histerezis fonksiyonları (| Maddenin atomları ve molekülleri elektrik ve manyetik dipollerdir, bu nedenle EMF'deki malzeme türünün her noktası, elektrik ve manyetik dipol momentinin hacimsel yoğunluğu ile karakterize edilebilir: |=|Maddenin atomları ve molekülleri elektrik ve manyetik dipollerdir, bu nedenle EMF'deki malzeme türünün her noktası, elektrik ve manyetik dipol momentinin hacimsel yoğunluğu ile karakterize edilebilir: |(|e |), |- maddenin elektriksel polarizasyonu: |=|- maddenin elektriksel polarizasyonu: |(|H |). Yukarıdaki fonksiyonların histerezis özellikleri ihmal edilebilirse, elektriksel özellikler kesin fonksiyonlarla tanımlanır. Maddenin atomları ve molekülleri elektrik ve manyetik dipollerdir, bu nedenle EMF'deki malzeme türünün her noktası, elektrik ve manyetik dipol momentinin hacimsel yoğunluğu ile karakterize edilebilir:=Maddenin atomları ve molekülleri elektrik ve manyetik dipollerdir, bu nedenle EMF'deki malzeme türünün her noktası, elektrik ve manyetik dipol momentinin hacimsel yoğunluğu ile karakterize edilebilir:(e), - maddenin elektriksel polarizasyonu:=- maddenin elektriksel polarizasyonu:(H).
Çoğu durumda, bu işlevler yaklaşık olarak doğrusal olarak kabul edilebilir;
Daha sonra (1) ilişkisini dikkate alarak aşağıdakileri yazabiliriz:
| , | (4) |
Buna göre maddenin bağıl dielektrik ve manyetik geçirgenliği:
Bir maddenin mutlak dielektrik sabiti:
Bir maddenin mutlak manyetik geçirgenliği:
İlişkiler (2), (3), (4), maddenin dielektrik ve manyetik özelliklerini karakterize eder. Bir maddenin elektriksel olarak iletken özellikleri Ohm kanunu ile diferansiyel formda tanımlanabilir.
S/m cinsinden ölçülen maddenin spesifik elektrik iletkenliği nerede?
Daha genel bir durumda, iletim akım yoğunluğu ile elektrik alan şiddeti vektörü arasındaki ilişki doğrusal olmayan bir vektör-histerezis karakterine sahiptir.
Elektromanyetik alan enerjisi
Elektrik alanının hacimsel enerji yoğunluğu eşittir
,
Nerede K e, J/m3 cinsinden ölçülür.
Manyetik alanın hacimsel enerji yoğunluğu eşittir
,
Nerede K m, J/m3 cinsinden ölçülür.
Elektromanyetik alanın hacimsel enerji yoğunluğu eşittir
Maddenin doğrusal elektriksel ve manyetik özellikleri durumunda, EMF'nin hacimsel enerji yoğunluğu şuna eşittir:
Bu ifade belirli enerji ve EMF vektörlerinin anlık değerleri için geçerlidir.
İletim akımlarından kaynaklanan ısı kayıplarının özgül gücü
Üçüncü taraf kaynakların güç yoğunluğu
Güvenlik soruları
1. Toplam akım yasası integral formda nasıl formüle edilir?
2. Elektromanyetik indüksiyon yasası integral formda nasıl formüle edilir?
3. Gauss teoremi ve manyetik akı sürekliliği yasası integral formda nasıl formüle edilir?
4. Mevcut yasanın tamamı diferansiyel biçimde nasıl formüle edilir?
5. Elektromanyetik indüksiyon yasası diferansiyel biçimde nasıl formüle edilir?
6. Gauss teoremi ve manyetik indüksiyon hatlarının sürekliliği yasası integral formda nasıl formüle edilir?
7. Bir maddenin elektriksel özelliklerini hangi ilişkiler tanımlar?
8. Elektromanyetik alanın enerjisi, onu belirleyen vektör büyüklükleriyle nasıl ifade edilir?
9. Isı kayıplarının özgül gücü ve üçüncü taraf kaynakların özgül gücü nasıl belirlenir?
MATLAB Uygulama Örnekleri
Sorun 1.
Verilen: Dört yüzlünün hacmi içinde, maddenin manyetik indüksiyonu ve mıknatıslanması doğrusal bir yasaya göre değişir. Tetrahedronun köşelerinin koordinatları verilmiştir, manyetik indüksiyon vektörlerinin değerleri ve köşe noktalarında maddenin mıknatıslanması da verilmiştir.
HesaplamakÖnceki paragrafta problem çözülürken derlenen m-fonksiyonunu kullanarak tetrahedronun hacmindeki elektrik akımı yoğunluğu. Uzamsal koordinatların milimetre cinsinden, manyetik indüksiyonun tesla cinsinden, manyetik alan kuvvetinin ve mıknatıslanmanın kA/m cinsinden ölçüldüğünü varsayarak, MATLAB komut penceresinde hesaplamayı gerçekleştirin.
Çözüm.
Başlangıç verilerini m-fonksiyonu grad_div_rot ile uyumlu bir formatta ayarlayalım:
>> düğümler=5*rand(4,3)
0.94827 2.7084 4.3001
0.96716 0.75436 4.2683
3.4111 3.4895 2.9678
1.5138 1.8919 2.4828
>> B=rand(4.3)*2.6-1.3
1.0394 0.41659 0.088605
0.83624 -0.41088 0.59049
0.37677 -0.54671 -0.49585
0.82673 -0.4129 0.88009
>> mu0=4e-4*pi Vakumun % mutlak manyetik geçirgenliği, µH/mm
>> M=rand(4,3)*1800-900
122.53 -99.216 822.32
233.26 350.22 40.663
364.93 218.36 684.26
83.828 530.68 -588.68
>> =grad_div_rot(düğümler,birler(4,1),B/mu0-M)
0 -3.0358e-017 0
914.2 527.76 -340.67
Bu örnekte, söz konusu hacimdeki toplam akım yoğunluğunun vektörünün şuna eşit olduğu ortaya çıktı: (-914,2* 1 X + 527.76*1 sen - 340.67*1 z) A/mm2 . Akım yoğunluğunun modülünü belirlemek için aşağıdaki operatörü uygularız:
>> cur_d=sqrt(cur_dens*cur_dens.")
Gerçek teknik cihazlarda yüksek mıknatıslı ortamlarda hesaplanan akım yoğunluğu değeri elde edilemez. Bu örnek tamamen eğiticidir. Şimdi tetrahedronun hacmindeki manyetik indüksiyon dağılımının belirtilmesinin doğruluğunu kontrol edelim. Bunu yapmak için aşağıdaki ifadeyi yürütüyoruz:
>> =grad_div_rot(düğümler,birler(4,1),B)
0 -3.0358e-017 0
0.38115 0.37114 -0.55567
Burada div değerini elde ettik B = -0,34415 T/mm diferansiyel formdaki manyetik indüksiyon hatlarının sürekliliği kanununa uygun olamaz. Bundan, tetrahedronun hacmindeki manyetik indüksiyonun dağılımının yanlış belirtildiği sonucu çıkmaktadır.
Sorun 2.
Köşelerinin koordinatları verilen bir tetrahedronun havada olmasına izin verin (ölçü birimleri metredir). Elektrik alan şiddeti vektörünün köşelerindeki değerleri verilsin (ölçü birimleri - kV/m).
Gerekli Dört yüzlünün içindeki hacimsel yük yoğunluğunu hesaplayın.
Çözüm benzer şekilde yapılabilir:
>> düğümler=3*rand(4,3)
2.9392 2.2119 0.59741
0.81434 0.40956 0.89617
0.75699 0.03527 1.9843
2.6272 2.6817 0.85323
>> eps0=8,854e-3% vakumun mutlak dielektrik sabiti, nF/m
>> E=20*rand(4,3)
9.3845 8.4699 4.519
1.2956 10.31 11.596
19.767 6.679 15.207
11.656 8.6581 10.596
>> =grad_div_rot(düğümler,birler(4,1),E*eps0)
0.076467 0.21709 -0.015323
Bu örnekte hacimsel yük yoğunluğu 0,10685 µC/m3'e eşitti.
§ 1.6. EMF vektörleri için sınır koşulları.
Yükün korunumu kanunu. Umov-Poynting teoremi
veya 
Burada belirtilmiştir: H 1 - 1 numaralı ortamdaki ortamlar arasındaki arayüzdeki manyetik alan kuvveti vektörü; H 2 - 2 numaralı ortamda aynı; H 1T- ortam No. 1'deki ortamlar arasındaki arayüzdeki manyetik alan kuvveti vektörünün teğetsel (teğet) bileşeni; H 2T- 2 numaralı ortamda da aynısı; e 1 numaralı ortamdaki ortamlar arasındaki arayüzdeki toplam elektrik alan kuvvetinin 1 vektörü; e 2 - 2 numaralı ortamda aynı; e 1 c - 1 numaralı ortamdaki ortamlar arasındaki arayüzdeki elektrik alan kuvveti vektörünün üçüncü taraf bileşeni; e 2c - 2 numaralı ortamda aynı; e 1T- 1 numaralı ortamdaki ortamlar arasındaki arayüzdeki elektrik alan kuvveti vektörünün teğetsel bileşeni; e 2T- 2 numaralı ortamda da aynısı; e 1s T- ortam No. 1'deki ortamlar arasındaki arayüzdeki elektrik alanı kuvveti vektörünün teğet üçüncü taraf bileşeni; e 2T- 2 numaralı ortamda da aynısı; B 1 - 1 numaralı ortamdaki ortamlar arasındaki arayüzdeki manyetik indüksiyon vektörü; B 2 - 2 numaralı ortamda aynı; B 1N- ortam No. 1'deki ortamlar arasındaki arayüzdeki manyetik indüksiyon vektörünün normal bileşeni; B 2N- 2 numaralı ortamda da aynısı; D 1 - 1 numaralı ortamdaki ortamlar arasındaki arayüzdeki elektrik yer değiştirme vektörü; D 2 - 2 numaralı ortamda aynı; D 1N- 1 numaralı ortamdaki ortamlar arasındaki arayüzdeki elektrik yer değiştirme vektörünün normal bileşeni; D 2N- 2 numaralı ortamda da aynısı; σ, C/m2 cinsinden ölçülen, arayüzdeki elektrik yükünün yüzey yoğunluğudur.
Yükün korunumu kanunu
Üçüncü taraf akım kaynakları yoksa, o zaman
,
ve genel durumda, yani toplam akım yoğunluğu vektörünün hiçbir kaynağı yoktur, yani toplam akım hatları her zaman kapalıdır
Umov-Poynting teoremiBir EMF'deki maddi bir nokta tarafından tüketilen hacimsel güç yoğunluğu şuna eşittir:
Kimliğe uygun olarak (1)
Bu hacim için güç dengesi denklemidir V. Genel durumda (3) eşitliğine göre hacim içindeki kaynakların ürettiği elektromanyetik güç V, ısı kayıplarına, EMF enerjisinin birikmesine ve bu hacmi sınırlayan kapalı bir yüzey yoluyla çevredeki alana radyasyona gider.
(2) integralindeki integrale Poynting vektörü denir:
,
Nerede P W/m2 cinsinden ölçülür.
Bu vektör, bazı gözlem noktalarındaki elektromanyetik güç akısı yoğunluğuna eşittir. Eşitlik (3), Umov-Poynting teoreminin matematiksel bir ifadesidir.
Bölgenin yaydığı elektromanyetik güç Vçevredeki uzaya doğru Poynting vektörünün kapalı bir yüzeyden geçen akışına eşittir S alanı sınırlandırıyor V.
Güvenlik soruları
1. Ortamlar arasındaki arayüzlerdeki elektromanyetik alan vektörleri için sınır koşullarını hangi ifadeler tanımlar?
2. Yükün korunumu yasası diferansiyel biçimde nasıl formüle edilir?
3. Yükün korunumu kanunu integral formda nasıl formüle edilir?
4. Arayüzlerdeki akım yoğunluğunun sınır koşullarını hangi ifadeler tanımlar?
5. Elektromanyetik alandaki maddi bir noktanın tükettiği hacimsel güç yoğunluğu nedir?
6. Belirli bir hacim için elektromanyetik güç dengesi denklemi nasıl yazılır?
7. Poynting vektörü nedir?
8. Umov-Poynting teoremi nasıl formüle edilir?
MATLAB Uygulama Örneği
Görev.
Verilen: Uzayda üçgen bir yüzey vardır. Köşelerin koordinatları verilmiştir. Köşelerdeki elektrik ve manyetik alan kuvvet vektörlerinin değerleri de belirtilir. Elektrik alan kuvvetinin üçüncü taraf bileşeni sıfırdır.
Gerekli Bu üçgen yüzeyden geçen elektromanyetik gücü hesaplayınız. Bu hesaplamayı gerçekleştiren bir MATLAB fonksiyonu yazınız. Hesaplarken, pozitif normal vektörün, ucundan bakıldığında, köşe sayılarının artan sırasına göre hareketin saat yönünün tersine gerçekleşeceği şekilde yönlendirildiğini varsayalım.
Çözüm. Aşağıda m fonksiyonunun metni bulunmaktadır.
% em_power_tri - geçen elektromanyetik gücün hesaplanması
Uzaydaki üçgen yüzeyin yüzdesi
% P=em_power_tri(düğümler,E,H)
% GİRİŞ PARAMETRELERİ
% düğümler " biçiminde bir kare matristir,
Karşılık gelen tepe noktasının koordinatlarının yazıldığı her satırda %.
% E - köşelerdeki elektrik alan kuvveti vektörünün bileşenlerinin matrisi:
% satırlar köşelere, sütunlara - Kartezyen bileşenlere karşılık gelir.
% H - köşelerdeki manyetik alan kuvveti vektörünün bileşenlerinin matrisi.
% ÇIKIŞ PARAMETRE
% P - üçgenden geçen elektromanyetik güç
% Hesaplamalar sırasında üçgenin üzerinde olduğu varsayılmaktadır.
% alan kuvveti vektörleri uzayda doğrusal bir yasaya göre değişir.
fonksiyon P=em_power_tri(düğümler,E,H);
% Üçgenin çift alan vektörünü hesaplayın
S=)]) det()]) det()])];
P=toplam(çapraz(E,(birler(3,3)+göz(3))*H,2))*S."/24;
Geliştirilen m-fonksiyonunun çalıştırılmasına bir örnek:
>> düğümler=2*rand(3,3)
0.90151 0.5462 0.4647
1.4318 0.50954 1.6097
1.7857 1.7312 1.8168
>> E=2*rand(3,3)
0.46379 0.15677 1.6877
0.47863 1.2816 0.3478
0.099509 0.38177 0.34159
>>H=2*rand(3,3)
1.9886 0.62843 1.1831
0.87958 0.73016 0.23949
0.6801 0.78648 0.076258
>> P=em_power_tri(düğümler,E,H)
Uzamsal koordinatların metre cinsinden ölçüldüğünü, elektrik alan kuvvet vektörünün metre başına volt ve manyetik alan kuvvet vektörünün metre başına amper cinsinden olduğunu varsayarsak, bu örnekte üçgenden geçen elektromanyetik güç 0,18221 W'a eşittir. .
Elektromanyetik alan, hareketli yüklerin etrafında ortaya çıkan bir madde türüdür. Örneğin akım taşıyan bir iletkenin etrafında. Elektromanyetik alan iki bileşenden oluşur: elektrik ve manyetik alan. Birbirlerinden bağımsız olarak var olamazlar. Bir şey diğerini doğurur. Elektrik alanı değiştiğinde hemen bir manyetik alan ortaya çıkar.
Elektromanyetik dalga yayılma hızı V=C/EM
Nerede e Ve M sırasıyla dalganın yayıldığı ortamın manyetik ve dielektrik sabitleri.
Boşluktaki bir elektromanyetik dalga ışık hızıyla, yani 300.000 km/s hızla hareket eder. Bir vakumun dielektrik ve manyetik geçirgenliği 1'e eşit kabul edildiğinden.
Elektrik alanı değiştiğinde manyetik alan ortaya çıkar. Buna neden olan elektrik alanı sabit olmadığından (yani zamanla değiştiğinden) manyetik alan da değişken olacaktır.
Değişen bir manyetik alan da bir elektrik alanı üretir ve bu böyle devam eder. Böylece, sonraki alan için (elektrik veya manyetik olması önemli değildir), kaynak orijinal kaynak değil, yani akımlı bir iletken değil, önceki alan olacaktır.
Böylece iletkendeki akım kesildikten sonra bile elektromanyetik alan uzayda varlığını ve yayılmasını sürdürecektir.
Elektromanyetik dalga, kaynağından itibaren uzayda her yöne yayılır. Bir ampulü açtığınızı, ışık ışınlarının her yöne yayıldığını hayal edebilirsiniz.
Bir elektromanyetik dalga yayılırken enerjiyi uzaya aktarır. İletkendeki alana neden olan akım ne kadar güçlü olursa, dalganın aktardığı enerji de o kadar büyük olur. Ayrıca enerji, yayılan dalgaların frekansına bağlıdır; 2,3,4 kat artarsa dalga enerjisi sırasıyla 4,9,16 kat artacaktır. Yani dalga yayılma enerjisi frekansın karesiyle orantılıdır.
Dalga yayılımı için en iyi koşullar, iletkenin uzunluğu dalga boyuna eşit olduğunda yaratılır.
Manyetik ve elektrik kuvvet çizgileri karşılıklı olarak dik olarak uçacaktır. Manyetik kuvvet çizgileri akım taşıyan bir iletkeni çevreler ve her zaman kapalıdır.
Elektriksel kuvvet hatları bir yükten diğerine gider.
Elektromanyetik dalga her zaman enine bir dalgadır. Yani hem manyetik hem de elektriksel kuvvet çizgileri yayılma yönüne dik bir düzlemde yer alır.
Elektromanyetik alan kuvveti, alanın bir kuvvet özelliğidir. Ayrıca gerilim vektörel bir büyüklüktür yani bir başlangıcı ve yönü vardır.
Alan kuvveti kuvvet çizgilerine teğet olarak yönlendirilir.
Elektrik ve manyetik alan kuvvetleri birbirine dik olduğundan dalga yayılma yönünün belirlenebileceği bir kural vardır. Vida, elektrik alan kuvvet vektöründen manyetik alan kuvvet vektörüne en kısa yol boyunca döndüğünde, vidanın ileri hareketi dalga yayılma yönünü gösterecektir.
Elektromanyetik alan
Elektromanyetik alan, hareketli yüklerin etrafında oluşan bir madde türünü ifade eder. Elektrik ve manyetik alanlardan oluşur. Birbirlerinden ayrı ve bağımsız olarak var olamayacakları için varlıkları birbirine bağlıdır. Çünkü bir alan diğerini doğurur.
Şimdi elektromanyetik alan konusuna daha detaylı yaklaşmaya çalışalım. Tanımdan, elektrik alanında bir değişiklik olması durumunda manyetik alanın ortaya çıkması için ön koşulların ortaya çıktığı sonucuna varabiliriz. Ve elektrik alanı zamanla değişme eğiliminde olduğundan ve sabit olarak adlandırılamayacağından, manyetik alan da değişkendir.
Bir alan değiştiğinde başka bir alan oluşturulur. Ve sonraki alan ne olursa olsun, kaynak önceki alan olacaktır, yani orijinal kaynağı değil, akımın bulunduğu iletken olacaktır.
Ve iletkendeki akım kapatılsa bile, elektromanyetik alan hiçbir yerde kaybolmayacak, uzayda var olmaya ve yayılmaya devam edecektir.
Elektromanyetik dalgaların özellikleri
Maxwell'in teorisi. Girdap elektrik alanı
Ünlü bir İngiliz fizikçi olan James Clerk Maxwell, 1857'de elektrik ve manyetik gibi alanların yakından ilişkili olduğuna dair kanıtlar sunduğu bir makale yazdı.
Teorisine göre, alternatif bir manyetik alanın, bu yeni elektrik alanı girdap olduğundan, bir akım kaynağı kullanılarak oluşturulan önceki elektrik alanından farklı yeni bir elektrik alanı yaratma özelliğine sahip olduğu anlaşıldı.
Ve burada girdap elektrik alanının alan çizgilerinin kapalı olduğu bir alan olduğunu görüyoruz. Yani elektrik alanının manyetik alanla aynı kapalı çizgilere sahip olduğunu belirtmek gerekir.
Bundan, alternatif bir manyetik alanın bir girdap elektrik alanı yaratma kapasitesine sahip olduğu ve bir girdap elektrik alanının yükleri hareket ettirme yeteneğine sahip olduğu sonucu çıkar. Sonuç olarak endüktif bir elektrik akımı elde ederiz. Maxwell'in çalışmasından, elektrik ve manyetik gibi alanların birbiriyle yakından ilişkili olduğu sonucu çıkıyor.
Yani manyetik alanın var olması için hareketli bir elektrik yükünün olması gerekir. Elektrik alanı, sabit bir elektrik yükü nedeniyle yaratılır. Alanlar arasında böyle şeffaf bir ilişki mevcuttur. Buradan, farklı referans sistemlerinde farklı türde alanların gözlemlenebileceği sonucunu çıkarabiliriz.
Maxwell'in teorisini takip edersek, alternatif elektrik ve manyetik alanların ayrı ayrı var olamayacağını özetleyebiliriz, çünkü manyetik alan değiştiğinde bir elektrik alanı üretir ve değişen bir elektrik alanı da bir manyetik alan üretir.
Elektromanyetik alanların doğal kaynakları
Modern insanlar için elektromanyetik alanların gözümüzle görünmese de bizi her yerde çevrelediği bir sır değil.
Doğal EMF kaynakları şunları içerir:
Birincisi, bu Dünya'nın sürekli elektrik ve manyetik alanıdır.
İkincisi, bu tür kaynaklar Güneş, yıldızlar vb. kozmik kaynakları dönüştüren radyo dalgalarını içerir.
Üçüncüsü, bu kaynaklar aynı zamanda yıldırım deşarjı vb. gibi atmosferik süreçlerdir.
Elektromanyetik alanların antropojenik (yapay) kaynakları
EMF'ler doğal kaynakların yanı sıra antropojenik kaynaklardan da kaynaklanmaktadır. Bu tür kaynaklar tıbbi kurumlarda kullanılan X ışınlarını içerir. Ayrıca çeşitli radyo istasyonlarını, mobil iletişim istasyonlarını ve ayrıca TV antenlerini kullanarak bilgi iletmek için kullanılırlar. Evet, her prizdeki elektrik de EMF yaratıyor, ancak daha düşük bir frekansta.
EMF'nin insan sağlığına etkisi
Modern toplum şu anda medeniyetin çeşitli ev aletlerinin, bilgisayarların ve mobil iletişimin varlığı gibi faydaları olmadan hayatını hayal edemiyor. Elbette hayatımızı kolaylaştırıyorlar ama etrafımızda elektromanyetik alanlar yaratıyorlar. Doğal olarak siz ve ben EMF'leri göremiyoruz ama onlar bizi her yerde çevreliyorlar. Evimizde, işyerimizde ve hatta ulaşımda bile mevcutlar.
Modern insanın, ne yazık ki insan sağlığı üzerinde büyük etkisi olan sürekli bir elektromanyetik alanda yaşadığını rahatlıkla söyleyebiliriz. Elektromanyetik alanın insan vücudu üzerindeki uzun süreli etkisi ile kronik yorgunluk, sinirlilik, uyku bozukluğu, dikkat ve hafıza gibi hoş olmayan semptomlar ortaya çıkar. EMF'ye bu kadar uzun süreli maruz kalma, baş ağrılarına, kısırlığa, sinir ve kalp sistemlerinin işleyişinde bozukluklara ve ayrıca kanserin ortaya çıkmasına neden olabilir.
Elektromanyetik alan nedir, insan sağlığını nasıl etkiler ve neden ölçülmesi gerektiğini bu makaleden öğreneceksiniz. Sizi mağazamızın ürün yelpazesiyle tanıştırmaya devam ederken, size kullanışlı cihazlar - elektromanyetik alan kuvveti (EMF) göstergeleri - hakkında bilgi vereceğiz. Hem işletmelerde hem de evde kullanılabilirler.
Elektromanyetik alan nedir?
Modern dünya, ev aletleri, cep telefonları, elektrik, tramvay ve troleybüsler, televizyonlar ve bilgisayarlar olmadan düşünülemez. Biz bunlara alışığız ve herhangi bir elektrikli cihazın kendi etrafında elektromanyetik alan oluşturduğunu hiç düşünmüyoruz. Görünmezdir ancak insanlar dahil tüm canlı organizmaları etkiler.
Elektromanyetik alan, hareketli parçacıkların elektrik yükleriyle etkileşime girmesiyle ortaya çıkan maddenin özel bir şeklidir. Elektrik ve manyetik alanlar birbirleriyle ilişkilidir ve birbirlerini oluşturabilirler; bu nedenle kural olarak birlikte tek bir elektromanyetik alan olarak anılırlar.
Elektromanyetik alanların ana kaynakları şunları içerir:
— elektrik hatları;
- transformatör trafo merkezleri;
— elektrik kabloları, telekomünikasyon, televizyon ve internet kabloları;
— cep telefonu kuleleri, radyo ve televizyon kuleleri, amplifikatörler, cep ve uydu telefonları için antenler, Wi-Fi yönlendiricileri;
— bilgisayarlar, televizyonlar, ekranlar;
- elektrikli ev aletleri;
— indüksiyon ve mikrodalga fırınlar;
- elektrikli ulaşım;
— radarlar.
Elektromanyetik alanların insan sağlığı üzerindeki etkisi
Elektromanyetik alanlar herhangi bir biyolojik organizmayı (bitkiler, böcekler, hayvanlar, insanlar) etkiler. EMF'nin insanlar üzerindeki etkilerini inceleyen bilim adamları, elektromanyetik alanlara uzun süreli ve düzenli maruz kalmanın aşağıdakilere yol açabileceği sonucuna varmıştır:
- Yorgunlukta artış, uyku bozuklukları, baş ağrıları, kan basıncında azalma, kalp hızında azalma;
- bağışıklık, sinir, endokrin, üreme, hormonal, kardiyovasküler sistemlerdeki bozukluklar;
— onkolojik hastalıkların gelişimi;
- merkezi sinir sistemi hastalıklarının gelişimi;
- alerjik reaksiyonlar.
EMF koruması
Konutlar, işyerleri, güçlü alan kaynaklarının yakınındaki yerler için tehlikeli bölgede geçirilen süreye bağlı olarak izin verilen maksimum elektromanyetik alan gücü seviyelerini belirleyen sıhhi standartlar vardır. Örneğin bir elektromanyetik iletim hattından (EMT) veya baz istasyonundan gelen radyasyonu yapısal olarak azaltmak mümkün değilse, servis talimatları, çalışan personel için koruyucu ekipman ve sınırlı erişime sahip sıhhi karantina bölgeleri geliştirilir.
Bir kişinin tehlike bölgesinde kalacağı süreyi çeşitli talimatlar düzenler. Polimer elyaf bazlı metalize kumaştan yapılmış koruyucu ağlar, filmler, camlar, giysiler, elektromanyetik radyasyonun yoğunluğunu binlerce kez azaltabilir. GOST'un talebi üzerine EMF radyasyon bölgeleri çitle çevrilmiş ve "Girmeyin, tehlikeli!" ve bir elektromanyetik alan tehlike işareti.
Özel hizmetler, işyerlerinde ve konutlarda EMF yoğunluğunun seviyesini sürekli izlemek için araçlar kullanır. Taşınabilir bir “Impulse” cihazı veya bir set “Impulse” + nitrat test cihazı “SOEKS” satın alarak sağlığınıza kendiniz bakabilirsiniz.
Neden ev tipi elektromanyetik alan kuvveti ölçüm cihazlarına ihtiyacımız var?
Elektromanyetik alan insan sağlığını olumsuz etkilediğinden ziyaret ettiğiniz mekanların (evde, ofiste, bahçede, garajda) tehlike oluşturabileceğini bilmenizde fayda var. Artan elektromanyetik arka planın yalnızca elektrikli cihazlarınız, telefonlarınız, televizyonlarınız ve bilgisayarlarınız tarafından değil, aynı zamanda hatalı kablolar, komşularınızın elektrikli cihazları ve yakınlarda bulunan endüstriyel tesisler tarafından da oluşturulabileceğini anlamalısınız.
Uzmanlar, bir kişinin EMF'ye kısa süreli maruz kalmasının pratikte zararsız olduğunu, ancak yüksek elektromanyetik arka plana sahip bir alanda uzun süre kalmanın tehlikeli olduğunu buldu. Bunlar “Impulse” tipi cihazlar kullanılarak tespit edilebilecek bölgelerdir. Bu sayede en çok vakit geçirdiğiniz yerleri kontrol edebilir; bir çocuk odası ve kendi yatak odanız; ofis Cihaz, düzenleyici belgeler tarafından belirlenen değerleri içerir; böylece siz ve sevdikleriniz için tehlike derecesini anında değerlendirebilirsiniz. Muayeneden sonra bilgisayarı yatağınızdan uzaklaştırmaya, yükseltilmiş antenli cep telefonundan kurtulmaya, eski mikrodalga fırını yenisiyle değiştirmeye, buzdolabı kapısının yalıtımını No ile değiştirmeye karar vermeniz mümkündür. Donma modu.
Elektromanyetik alanlar ve radyasyon bizi her yerde çevreliyor. Bir düğmeyi çevirmeniz yeterli, ışık yanıyor, bilgisayarınızı açıyorsunuz ve internete giriyorsunuz, cep telefonunuzdan bir numara çeviriyorsunuz ve uzak kıtalarla iletişim kurabiliyorsunuz. Aslında bildiğimiz modern dünyayı yaratan elektrikli cihazlardı. Ancak son zamanlarda elektrikli ekipmanların ürettiği elektromanyetik alanların (EMF) zararlı olduğu sorusu giderek daha fazla gündeme geliyor. Bu doğru mu? Hadi anlamaya çalışalım.
Bir tanımla başlayalım. Bir okuldaki fizik dersinden bilindiği gibi, elektromanyetik alanlar, bu tür alanların özel bir anahtar özelliğini temsil eder; elektrik yükü olan cisimler ve parçacıklarla belirli bir şekilde etkileşime girme yeteneğidir. Adından da anlaşılacağı gibi elektromanyetik alanlar, manyetik ve elektrik alanların birleşimidir ve bu durumda birbirleriyle o kadar yakından ilişkilidirler ki tek bir bütün olarak kabul edilirler. Yüklü nesnelerle etkileşimin özellikleri kullanılarak açıklanmaktadır.
Elektromanyetik alanlar ilk kez 1864 yılında Maxwell tarafından teorik olarak matematiksel olarak ifade edildi. Aslında manyetik ve elektrik alanların bölünmezliğini ortaya çıkaran oydu. Teorinin sonuçlarından biri, elektromanyetik alandaki herhangi bir rahatsızlığın (değişimin), boşlukta yayılan elektromanyetik dalgaların ortaya çıkmasına neden olmasıydı. Hesaplamalar, ışığın (tayfın tüm kısımları: kızılötesi, görünür, morötesi) olduğunu göstermiştir. tam olarak bir elektromanyetik dalga. Genel olarak radyasyonu dalga boyuna göre sınıflandırırken X-ışınları, radyo vb. arasında ayrım yaparlar.
Maxwell teorisinin ortaya çıkışından önce, Faraday'ın (1831'de) periyodik olarak değişen bir manyetik alanda hareket eden veya bulunan bir iletken üzerindeki araştırmaları üzerine çalışması geldi. Daha önce, 1819'da H. Oersted, akım taşıyan bir iletkenin yanına bir pusula yerleştirildiğinde iğnesinin doğal olandan saptığını fark etti, bu da manyetik ve elektrik alanları arasında doğrudan bir bağlantı olduğunu gösteriyordu.
Bütün bunlar, herhangi bir elektrikli cihazın bir elektromanyetik dalga üreteci olduğunu gösterir. Bu özellik özellikle bazı belirli cihazlar ve yüksek akım devreleri için belirgindir. Hem birinci hem de ikinci artık hemen hemen her evde mevcut. EMF yalnızca iletken malzemelerde değil aynı zamanda dielektriklerde de (örneğin vakum) yayıldığından, kişi sürekli olarak eylem bölgesindedir.
Daha önce odada sadece "İlyiç'in lambası" varken, soru kimseyi rahatsız etmiyordu. Artık her şey farklı: Elektromanyetik alan, alan gücünü ölçmek için özel aletler kullanılarak ölçülüyor. EMF'nin her iki bileşeni de belirli bir frekans aralığında (cihazın hassasiyetine bağlı olarak) kaydedilir. SanPiN belgesi PDN'yi (izin verilen norm) gösterir. İşletmelerde ve büyük firmalarda periyodik olarak EMF PDN kontrolleri yapılmaktadır. EMF'nin canlı organizmalar üzerindeki etkilerine ilişkin çalışmaların nihai sonuçlarının henüz bulunmadığını belirtmekte fayda var. Bu nedenle, örneğin bilgisayar teknolojisiyle çalışırken, her saat başı 15 dakikalık aralar düzenlenmesi önerilir - her ihtimale karşı... Her şey oldukça basit bir şekilde açıklanıyor: İletkenin etrafında bir EMF var, bu da aynı zamanda bir EMF olduğu anlamına geliyor. EMF mevcut. Güç kablosu prizden çekildiğinde ekipman tamamen güvenlidir.
Açıkçası, çok az kişi elektrikli ekipmanın kullanımını tamamen bırakmaya karar verecek. Bununla birlikte, ev aletlerini topraklanmış bir ağa bağlayarak kendinizi daha da koruyabilirsiniz; bu, potansiyelin mahfaza üzerinde birikmesine değil, topraklama döngüsüne "boşaltılmasına" olanak tanır. Çeşitli uzatma kabloları, özellikle de halkalara sarılmış olanlar, karşılıklı indüksiyon nedeniyle EMF'yi artırır. Ve elbette, birkaç açık cihazı birbirine yakın yerleştirmekten kaçınmalısınız.
