Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего  профессионального образования

Ижевский  Государственный Технический Университет

Кафедра «ПиМКК» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Курсовой  проект

по дисциплине «Физические основы получения информации»

на тему: «Измерение электромагнитных полей  городского электротранспорта (троллейбус) и оценка их вредного  влияния  на обслуживающий персонал» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Выполнила: ст.гр.892

Фатыхова  Р.Т.

Руководитель:

доктор  технических наук

Ломаев  Г.В. 
 
 

Ижевск ,2006 

АННОТАЦИЯ

 

     Курсовой  проект на тему «Измерение электромагнитных полей городского электротранспорта (троллейбус) и оценка их вредного  влияния на обслуживающий персонал» содержит 47 страниц, 13 рисунков, 14 таблиц. Список использованной литературы включает 12 наименований отечественных авторов. 

     Выпускная работа  включает в себя введение и 5 глав:

Глава 1 - Электромагнитное поле, его виды и классификация. В данной главе представлены общие сведения, включая основные понятия;

Глава 2 - Воздействие электромагнитных полей на организм человека.  В главе рассмотрено влияние электромагнитных полей на основные функциональные системы организма человека.

Глава 3 - Основы системы санитарно-гигиенического нормирования электромагнитных полей в России. В этой главе представлена

система стандартов по электромагнитной безопасности.

Глава 4 – Описание объекта исследования. В этой  главе описана техническая характеристика троллейбуса.

Глава 5 - Методика проведения измерений и оценка результатов. В данном разделе представлены технические характеристики используемых приборов, а также методика и условия проведения измерений.

Заключение – Общие выводы по выбранной теме.

Приложения - Содержится справочная информация, представленная в виде таблиц. 
 
 

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

 

     Все многообразие живого на нашей планете  возникло, эволюционировало и ныне существует благодаря непрерывному взаимодействию с различными факторами  внешней среды, приспосабливаясь к их влиянию и изменениям, используя их в процессах жизнедеятельности. И большинство этих факторов имеют именно электромагнитную природу. На протяжении всей эпохи эволюции живых организмов электромагнитные излучения существуют в среде их обитания – биосфере. Учёные последовательно обнаруживали всё новые природные электромагнитные излучения в различных диапазонах электромагнитного спектра.

     Электромагнитные  поля и излучения буквально пронизывают  всю биосферу Земли, поэтому можно  полагать, что все диапазоны  естественного электромагнитного спектра сыграли какую-то роль в эволюции организмов, и что это как-то отразилось на процессах их жизнедеятельности.

Однако, с развитием цивилизации, существующие естественные поля дополнились различными полями и излучениями антропогенного происхождения, и они играют важную роль для всего живого на Земле. Человек при помощи радиотехнических и радиоэлектронных приборов создал невидимую электромагнитную паутину, в которой мы все находимся. Особенно сильно она разрослась в последние годы. Мощные линии электропередач высокого и сверхвысокого напряжения, не менее мощные и многочисленные радио – и - телепередающие станции, космические ретрансляторы - все они влияют на общую картину воздействия электромагнитных полей. И чем больше мы окружаем себя ими, тем важнее становится для нас узнать о том, как действуют на все живое созданные природой и нами самими электромагнитные поля. Транспорт на электрической тяге – электропоезда (в том числе поезда метрополитена), троллейбусы, трамваи и т. п. – является относительно мощным источником магнитного поля в диапазоне частот от 0 до 1000 Гц [12]. В связи с этим  целью данной работы является измерение электромагнитных полей городского электротранспорта (троллейбус) и оценка их вредного  влияния на обслуживающий персонал.

 Для  достижения  поставленной цели решались следующие задачи:

1. Изучение  видов электромагнитных полей  (ЭМП);

2. Изучение воздействия ЭМП на организм человека.

3. Измерение интенсивности напряженности электрических и магнитных полей в троллейбусе, с помощью приборов РИМП и РИЭП MS-48M.

4. Сопоставление  полученных результатов измерений  с нормами ГОСТа и СанПиНА.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ПОЛЯ

 

     На  практике при характеристике электромагнитной обстановки используют термины "электрическое поле", "магнитное поле", "электромагнитное поле". Коротко поясним, что это означает и какая связь существует между ними.

Электрическое поле создается зарядами. Например, во всем известных школьных опытах по электризации эбонита, присутствует как раз электрическое поле (рис.1).

 
 
 
 
 
 
 

Рис.1. Картина силовых линий электрического поля для двух покоящихся заряженных частиц.    

     Магнитное поле создается при движении электрических  зарядов по проводнику (рис.2). 
 
 
 
 
 

Рис.2. Картина силовых линий магнитного поля для одиночного проводника

     Для характеристики величины электрического поля используется понятие напряженность  электрического поля, обозначение Е, единица измерения В/м (Вольт-на-метр). Величина магнитного поля характеризуется напряженностью магнитного поля Н, единица А/м (Ампер-на-метр). При измерении сверхнизких и крайне низких частот часто также используется понятие магнитная индукция В, единица Тл (Тесла), одна миллионная часть Тл соответствует 1,25 А/м.

      По  определению, электромагнитное поле - это особая форма материи, посредством которой осуществляется воздействие между электрическими заряженными частицами. Физические причины существования электромагнитного поля связаны с тем, что изменяющееся во времени электрическое поле Е порождает магнитное поле Н, а изменяющееся Н - вихревое электрическое поле: обе компоненты Е и Н, непрерывно изменяясь, возбуждают друг друга. ЭМП неподвижных или равномерно движущихся заряженных частиц неразрывно связано с этими частицами. При ускоренном движении заряженных частиц, ЭМП "отрывается" от них и существует независимо в форме электромагнитных волн, не исчезая с устранением источника (например, радиоволны не исчезают и при отсутствии тока в излучившей их антенне).

      Электромагнитные  волны характеризуются длиной волны (рис.3) и частотой колебания , которые связаны соотношением:

   (1),

         (2),

            (3),

где - скорость распространения электромагнитных волн.

 - частота колебаний, Гц

  - период колебаний, с.  
 

 
 
 
 
 
 

Рис.3. Электромагнитная волна. 

     Важная  особенность ЭМП - это деление  его на так называемую "ближнюю" и "дальнюю" зоны.

      В "ближней" зоне, или зоне индукции, на расстоянии от источника ЭМП можно считать квазистатическим. Здесь оно быстро убывает с расстоянием, обратно пропорционально квадрату или кубу расстояния. В "ближней" зоне излучения электромагнитная волна еще не сформирована. Для характеристики ЭМП измерения переменного электрического поля Е и переменного магнитного поля Н производятся раздельно. Поле в зоне индукции служит для формирования бегущих составляющей полей (электромагнитной волны), ответственных за излучение.

      "Дальняя" зона - это зона сформировавшейся электромагнитной волны, начинается с расстояния . В "дальней" зоне интенсивность поля убывает обратно пропорционально расстоянию до источника .

  В "дальней" зоне излучения есть связь между и :

      (4)

  где - волновое сопротивление вакуума, Ом.

      Поэтому измеряется, как правило, только Е. В  России на частотах выше 300 МГц обычно измеряется плотность потока электромагнитной энергии (ППЭ), или вектор Пойтинга. Обозначается как S, единица измерения Вт/м² . ППЭ характеризует количество энергии, переносимой электромагнитной волной в единицу времени через единицу поверхности, перпендикулярной направлению распространения волны.

        Спектр электромагнитных излучений  (ЭМИ) очень широк и охватывает  диапазон от крайне низкочастотного до гипервысокого (табл. 1).[10]

 

2.ВЛИЯНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ  НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА

 

      В СССР широкие исследования электромагнитных полей были начаты в 60-е годы. Был накоплен большой клинический материал о неблагоприятном действии магнитных и электромагнитных полей, было предложено ввести новое нозологическое заболевание “Радиоволновая болезнь” или “Хроническое поражение микроволнами”. В дальнейшем, работами ученых в России было установлено, что, во-первых, нервная система человека, особенно высшая нервная деятельность, чувствительна к ЭМП, и, во-вторых, что ЭМП обладает т.н. информационным действием при воздействии на человека в интенсивностях ниже пороговой величины теплового эффекта. Результаты этих работ были использованы при разработке нормативных документов в России. В результате нормативы в России были установлены очень жесткими и отличались от американских и европейских в несколько тысяч раз (например, в России ПДУ для профессионалов 0,01 мВт/см² ; в США – 10 мВт/см² ).[2,3]

2.1. Биологическое действие электромагнитных полей

 

     Экспериментальные данные как отечественных, так и  зарубежных исследователей свидетельствуют  о высокой биологической активности ЭМП во всех частотных диапазонах. При относительно высоких уровнях облучающего ЭМП современная теория признает тепловой механизм воздействия. При относительно низком уровне ЭМП (к примеру, для радиочастот выше 300 МГц это менее 1 мВт/см²) принято говорить о нетепловом или информационном характере воздействия на организм. Механизмы действия ЭМП в этом случае еще мало изучены.

      Многочисленные  исследования в области биологического действия ЭМП позволят определить наиболее чувствительные системы организма человека: нервная, иммунная, эндокринная и половая. Эти системы организма являются критическими. Реакции этих систем должны обязательно учитываться при оценке риска воздействия ЭМП на население.

      Биологический эффект ЭМП в условиях длительного многолетнего воздействия накапливается, в результате возможно развитие отдаленных последствий, включая дегенеративные процессы центральной нервной системы, рак крови (лейкозы), опухоли мозга, гормональные заболевания.

      Особо опасны ЭМП могут быть для детей, беременных (эмбрион), людей с заболеваниями центральной нервной, гормональной, сердечно-сосудистой системы, аллергиков, людей с ослабленным иммунитетом.[1]