Elektromagnetiniai laukai persmelkia visą aplinkinę erdvę.

Yra natūralių ir žmogaus sukurtų elektromagnetinių laukų šaltinių.

Natūralus elektromagnetinio lauko šaltiniai:

• atmosferos elektra;
• radijo spinduliuotė iš saulės ir galaktikų ( kosminė mikrobangų foninė spinduliuotė, tolygiai pasiskirstę visoje Visatoje);
• Žemės elektriniai ir magnetiniai laukai.

Šaltiniai žmogaus sukurtas elektromagnetiniai laukai – tai įvairi perdavimo įranga, jungikliai, aukšto dažnio izoliaciniai filtrai, antenų sistemos, pramoniniai įrenginiai, kuriuose įrengti aukšto dažnio (HF), itin aukšto dažnio (UHF) ir itin aukšto dažnio (mikrobangų) generatoriai.

Elektromagnetinių laukų šaltiniai gamyboje

Gamybos EML šaltiniai apima dvi dideles šaltinių grupes:

Tai gali turėti pavojingą poveikį darbuotojams:

• EMF radijo dažniai (60 kHz – 300 GHz),
• pramoninio dažnio (50 Hz) elektriniai ir magnetiniai laukai;
• elektrostatiniai laukai.

Radijo dažnių bangų šaltiniai pirmiausia yra radijo ir televizijos transliavimo stotys. Radijo dažnių klasifikacija pateikta lentelėje. 1. Radijo bangų poveikis labai priklauso nuo jų sklidimo ypatybių. Tam įtakos turi Žemės paviršiaus reljefo ir dangos pobūdis, dideli objektai ir pastatai, esantys take ir kt. Miškai ir nelygus reljefas sugeria ir išsklaido radijo bangas.

1 lentelė. Radijo dažnių diapazonas

Elektrostatiniai laukai susidaro elektrinėse ir elektros procesuose. Priklausomai nuo formavimosi šaltinių, jie gali egzistuoti forma elektrostatinis laukas(stacionarių įkrovų laukai). Pramonėje elektrostatiniai laukai plačiai naudojami elektrodujų valymui, rūdų ir medžiagų elektrostatiniam atskyrimui, dažų ir polimerinių medžiagų elektrostatiniam panaudojimui. Statinė elektra susidaro gaminant, bandant, transportuojant ir sandėliuojant puslaidininkiniai įtaisai ir integriniai grandynai, radijo ir televizijos imtuvų šlifavimo ir poliravimo korpusai, kompiuterių centrų patalpose, dauginimo įrangos srityse, taip pat daugelyje kitų procesų, kuriuose naudojamos dielektrinės medžiagos. Elektrostatiniai krūviai ir jų sukuriami elektrostatiniai laukai gali atsirasti vamzdynais judant dielektriniams skysčiams ir kai kurioms birioms medžiagoms, pilant dielektrinius skysčius arba valcuojant plėvelę ar popierių.

Magnetiniai laukai yra kuriami elektromagnetais, solenoidais, kondensatoriaus tipo instaliacijomis, liejiniais ir kermetiniais magnetais bei kitais prietaisais.

Elektrinių laukų šaltiniai

Bet koks elektromagnetinis reiškinys, vertinama kaip visuma, pasižymi dviem pusėmis – elektrine ir magnetine, tarp kurių yra glaudus ryšys. Elektromagnetinis laukas taip pat visada turi dvi tarpusavyje susijusias puses – elektrinį lauką ir magnetinį lauką.

Pramoninio dažnio elektrinių laukų šaltinis yra esamų elektros instaliacijų (elektros linijų, induktorių, šiluminių mazgų kondensatorių, tiekimo linijų, generatorių, transformatorių, elektromagnetų, solenoidų, pusbangių arba kondensatorinių impulsų blokų, lietinių ir kermetinių magnetų ir kt.) dalys, nešančios srovę. Ilgalaikis poveikis elektrinis laukas ant žmogaus kūno gali sutrikti nervų ir širdies bei kraujagyslių sistemų funkcinė būklė, pasireiškianti padidėjusiu nuovargiu, pablogėjusia darbo operacijų kokybe, skausmu širdyje, kraujospūdžio ir pulso pokyčiais.

Pramoninio dažnio elektriniam laukui pagal GOST 12.1.002-84 didžiausias leistinas elektrinio lauko stiprumo lygis, kurio negalima išlikti nenaudojant specialių apsaugos priemonių visą darbo dieną, yra 5 kV. /m. Diapazone nuo 5 kV/m iki 20 kV/m imtinai leistina buvimo trukmė T (h) nustatoma pagal formulę T = 50/E - 2, kur E yra veikiančio lauko stiprumas kontroliuojamoje zonoje. , kV/m. Kai lauko stiprumas didesnis nei 20 kV/m iki 25 kV/m, personalo buvimo lauke laikas neturi viršyti 10 minučių. Didžiausia leistina elektrinio lauko stiprio vertė yra 25 kV/m.

Jei reikia nustatyti didžiausią leistiną elektrinio lauko stiprumą tam tikram buvimo joje laikui, intensyvumo lygis kV/m apskaičiuojamas pagal formulę E - 50/(T + 2), kur T yra buvimo laikas. elektriniame lauke, val.

Pagrindinės kolektyvinės apsaugos nuo pramoninių dažnių srovių elektrinio lauko poveikio rūšys yra ekranavimo įtaisai – neatskiriama elektros instaliacijos dalis, skirta apsaugoti personalą atviruose skirstomuosiuose įrenginiuose ir ant oro linijų (1 pav.).

Apsauginis įtaisas būtinas apžiūrint įrangą ir atliekant eksploatacinius perjungimus, stebint darbų eigą. Struktūriškai ekranavimo įtaisai yra suprojektuoti kaip stogeliai, stogeliai arba pertvaros iš metalinių lynų. strypai, tinkleliai. Ekranavimo įrenginiai turi būti padengti antikorozine danga ir būti įžeminti.

Ryžiai. 1. Atvaizduojamas stogelis virš praėjimo į pastatą

Apsaugai nuo pramoninių dažnių srovių elektrinio lauko įtakos taip pat naudojami ekranuojantys kostiumai, kurie gaminami iš specialaus audinio su metalizuotais siūlais.

Elektrostatinių laukų šaltiniai

Įmonės plačiai naudoja ir gamina dielektrinių savybių turinčias medžiagas, kurios prisideda prie krūvių susidarymo statinė elektra.

Statinė elektra susidaro dėl dviejų dielektrikų trinties (kontakto arba atsiskyrimo) vienas prieš kitą arba dielektrikams nuo metalų. Tokiu atveju ant besitrinančių medžiagų gali kauptis elektros krūviai, kurie lengvai nuteka į žemę, jei kūnas yra elektros laidininkas ir jis įžemintas. Elektros krūviai ant dielektrikų išlaikomi ilgą laiką, todėl jie ir vadinami statinė elektra.

Elektros krūvių atsiradimo ir kaupimosi medžiagose procesas vadinamas elektrifikavimas.

Statinės elektrifikacijos reiškinys pastebimas šiais pagrindiniais atvejais:

• skysčių tekėjimo ir purslų metu;
• dujų ar garų sraute;
• susilietus ir vėliau pašalinus dvi kietas medžiagas
• skirtingi kūnai (kontaktinė elektrifikacija).

Statinės elektros iškrova atsiranda, kai elektrostatinio lauko stipris virš dielektriko ar laidininko paviršiaus dėl ant jų susikaupusių krūvių pasiekia kritinę (skilimo) reikšmę. Orui gedimo įtampa yra 30 kV/cm.

Žmonės, dirbantys vietose, kuriose veikia elektrostatiniai laukai, patiria įvairius sutrikimus: dirglumą, galvos skausmas, miego sutrikimas, apetito praradimas ir kt.

Leistini elektrostatinio lauko stiprumo lygiai nustatyti GOST 12.1.045-84 „Elektrostatiniai laukai. Leistini lygiai darbo vietose ir stebėjimo reikalavimai“ bei Leidžiamo elektrostatinio lauko stiprumo sanitarinės ir higienos normos (GN 1757-77).

Šie norminiai teisės aktai taikomi elektrostatiniams laukams, atsirandantiems eksploatuojant aukštos įtampos nuolatinės srovės elektros įrenginius ir elektrifikuojant dielektrines medžiagas, ir nustato leistinus elektrostatinio lauko stiprio lygius personalo darbo vietose, taip pat bendrieji reikalavimai kontrolei ir apsaugos priemonėms.

Leistini elektrostatinio lauko stiprumo lygiai nustatomi priklausomai nuo darbo vietose praleisto laiko. Didžiausias leistinas elektrostatinio lauko stiprumo lygis yra 60 kV/m 1 val.

Kai elektrostatinio lauko stiprumas mažesnis nei 20 kV/m, laikas, praleistas elektrostatiniuose laukuose, nereguliuojamas.

Įtampos diapazone nuo 20 iki 60 kV/m leistinas personalo buvimo elektrostatiniame lauke laikas be apsauginių priemonių priklauso nuo konkretaus darbo vietos įtempimo lygio.

Apsaugos nuo statinės elektros priemonėmis siekiama užkirsti kelią statinės elektros krūviams atsirasti ir kauptis, sudaryti sąlygas krūviams sklaidytis ir pašalinti jų žalingo poveikio pavojų. Pagrindinės apsaugos priemonės:

• neleisti kauptis krūviams ant elektrai laidžių įrangos dalių, o tai pasiekiama įžeminant įrangą ir komunikacijas, ant kurių gali atsirasti krūvių (įtaisai, rezervuarai, vamzdynai, konvejeriai, drenažo įrenginiai, viadukai ir kt.);
• mažėti elektrinė varža perdirbtos medžiagos;
• statinės elektros neutralizatorių, kurie sukuria teigiamus ir neigiamus jonus šalia elektrifikuotų paviršių, naudojimas. Jonai, turintys priešingą paviršiaus krūviui krūvį, pritraukiami prie jo ir neutralizuoja krūvį. Pagal veikimo principą neutralizatoriai skirstomi į šiuos tipus: korona iškrova(indukcija ir aukšta įtampa), radioizotopas, kurio veikimas pagrįstas oro jonizavimu plutonio-239 alfa spinduliuote ir prometio-147 beta spinduliuote, aerodinaminis, kurios yra išsiplėtimo kamera, kurioje naudojant jonizuojančiąją spinduliuotę arba vainikinę išlydį generuojami jonai, kurie oro srautu tiekiami į vietą, kur susidaro statinės elektros krūviai;
• mažinant statinės elektros krūvių intensyvumą. Jis pasiekiamas tinkamai parinkus medžiagų judėjimo greitį, neįtraukiant medžiagų purslų, smulkinimo ir purškimo, pašalinant elektrostatinį krūvį, parenkant trinties paviršius, išvalant degias dujas ir skysčius nuo priemaišų;
• ant žmonių besikaupiančių statinės elektros krūvių pašalinimas. Tai pasiekiama aprūpinant darbuotojus laidžiais batais ir antistatiniais chalatais, įrengiant elektrai laidžias grindis arba įžemintas zonas, platformas ir darbo platformas. durų rankenų, laiptų turėklų, instrumentų rankenų, mašinų ir aparatų įžeminimas.

Magnetinio lauko šaltiniai

Pramoninio dažnio magnetiniai laukai (MF) susidaro aplink bet kokius elektros įrenginius ir pramoninio dažnio laidininkus. Kuo didesnė srovė, tuo didesnis magnetinio lauko intensyvumas.

Magnetiniai laukai gali būti pastovūs, impulsiniai, infra-žemo dažnio (su dažniu iki 50 Hz), kintami. MP veiksmas gali būti nenutrūkstamas arba su pertrūkiais.

Magnetinio lauko poveikio laipsnis priklauso nuo jo maksimalaus intensyvumo magnetinio prietaiso darbo erdvėje arba dirbtinio magneto poveikio zonoje. Žmogaus gaunama dozė priklauso nuo darbo vietos vietos MP ir darbo režimo atžvilgiu. Pastovus MP nesukelia jokio subjektyvaus poveikio. Veikiant kintamiems MF, stebimi būdingi regėjimo pojūčiai, vadinamieji fosfenai, kurie išnyksta, kai poveikis nutrūksta.

Nuolat dirbant MF viršijančiomis didžiausią leistiną normą, atsiranda nervų, širdies ir kraujagyslių bei kvėpavimo sistemų, virškinamojo trakto disfunkcijos, pakinta kraujo sudėtis. Esant daugiausia vietiniam poveikiui, gali atsirasti vegetatyvinių ir trofinių sutrikimų, dažniausiai toje kūno vietoje, kuri yra tiesiogiai paveikta MP (dažniausiai rankos). Jie pasireiškia niežuliu, blyškumu ar melsvu. oda, odos patinimas ir sustorėjimas, kai kuriais atvejais išsivysto hiperkeratozė (keratinizacija).

MF įtampa darbo vietoje neturi viršyti 8 kA/m. Elektros perdavimo linijos, kurios įtampa iki 750 kV, MF įtampa paprastai neviršija 20-25 A/m, o tai nekelia pavojaus žmogui.

Elektromagnetinės spinduliuotės šaltiniai

Šaltiniai elektromagnetinė spinduliuotė plačiame dažnių diapazone (mikro ir žemo dažnio, radijo dažnio, infraraudonųjų, matomų, ultravioletinių, rentgeno spindulių - 2 lentelė) yra galingos radijo stotys, antenos, mikrobangų generatoriai, indukciniai ir dielektriniai šildymo įrenginiai, radarai, lazeriai, matavimo ir valdymo prietaisai, tyrimų įrenginiai, medicininiai aukšto dažnio instrumentai ir prietaisai, asmeniniai elektroniniai kompiuteriai (asmeniniai kompiuteriai), vaizdo rodymo terminalai ant katodinių spindulių vamzdžių, naudojami tiek pramonėje, moksliniai tyrimai, ir kasdieniame gyvenime.

Padidinto pavojaus elektromagnetinės spinduliuotės požiūriu šaltiniai taip pat yra mikrobangų krosnelės, televizoriai, mobilieji ir radijo telefonai.

2 lentelė. Elektromagnetinės spinduliuotės spektras

Žemo dažnio emisija

Žemo dažnio spinduliuotės šaltiniai yra gamybos sistemos. elektros energijos perdavimas ir skirstymas (elektrinės, transformatorių pastotės, elektros perdavimo sistemos ir linijos), gyvenamųjų ir administracinių pastatų elektros tinklai, elektros pavaromis varomas transportas ir jo infrastruktūra.

Ilgą laiką veikiant žemo dažnio spinduliuotei, gali pasireikšti galvos skausmai, kraujospūdžio pokyčiai, nuovargis, plaukų slinkimas, trapūs nagai, svorio kritimas ir nuolatinis darbingumo sumažėjimas.

Norint apsisaugoti nuo žemo dažnio spinduliuotės, ekranuojami arba spinduliuotės šaltiniai (2 pav.), arba vietos, kuriose gali būti žmogus.

Ryžiai. 2. Ekranavimas: a - induktorius; b - kondensatorius

RF šaltiniai

Radijo dažnio EML šaltiniai yra:

• 60 kHz - 3 MHz diapazone - neekranuoti metalo indukcinio apdirbimo (siurbimo, atkaitinimo, lydymo, litavimo, suvirinimo ir kt.) ir kitų medžiagų įrangos elementai, taip pat radijo ryšiams ir transliavimui naudojami įrenginiai ir prietaisai;
• 3 MHz - 300 MHz diapazone - neekranuoti radijo ryšio, radijo, televizijos, medicinos įrangos ir prietaisų elementai, taip pat dielektrikų šildymo įranga;
• 300 MHz - 300 GHz diapazone - neekranuoti įrangos ir prietaisų elementai, naudojami radare, radijo astronomijoje, radijo spektroskopijoje, fizioterapijoje ir kt. Ilgalaikis radijo bangų poveikis įvairioms žmogaus kūno sistemoms sukelia skirtingas pasekmes.

Būdingiausi žmogaus centrinės nervų sistemos ir širdies ir kraujagyslių sistemos nukrypimai veikiant visų diapazonų radijo bangoms yra. Subjektyvūs nusiskundimai – dažnas galvos skausmas, mieguistumas ar nemiga, nuovargis, silpnumas, padidėjęs prakaitavimas, atminties praradimas, sumišimas, galvos svaigimas, akių patamsėjimas, nepagrįstas nerimo, baimės jausmas ir kt.

Elektromagnetinio lauko įtaka vidutinės bangos diapazone su ilgalaikiu poveikiu pasireiškia sužadinimo procesais ir teigiamų refleksų sutrikimu. Pastebimi kraujo pokyčiai, įskaitant leukocitozę. Kepenų funkcijos sutrikimas, distrofiniai pokyčiai smegenyse, vidaus organai ir reprodukcinė sistema.

Trumpųjų bangų diapazono elektromagnetinis laukas provokuoja pokyčius antinksčių žievėje, širdies ir kraujagyslių sistemoje bei smegenų žievės bioelektriniuose procesuose.

VHF EMF sukelia funkcinius nervų, širdies ir kraujagyslių, endokrininių ir kitų organizmo sistemų pokyčius.

Mikrobangų spinduliuotės poveikio žmogui pavojaus laipsnis priklauso nuo elektromagnetinės spinduliuotės šaltinio galios, skleidėjų veikimo režimo, skleidžiančio įrenginio konstrukcijos ypatybių, EML parametrų, energijos srauto tankio, lauko stiprumo, poveikio trukmės. , apšvitinamo paviršiaus dydis, individualios žmogaus savybės, darbo vietų vieta ir efektyvumo apsaugos priemonės.

Yra šiluminis ir biologinis mikrobangų spinduliuotės poveikis.

Šiluminis poveikis yra EML mikrobangų spinduliuotės energijos sugerties pasekmė. Kuo didesnis lauko stiprumas ir ilgesnis ekspozicijos laikas, tuo stipresnis šiluminis efektas. Kai energijos srauto tankis W yra 10 W/m2, organizmas negali susidoroti su šilumos pašalinimu, pakyla kūno temperatūra ir prasideda negrįžtami procesai.

Biologinis (specifinis) poveikis pasireiškia baltymų struktūrų biologinio aktyvumo susilpnėjimu, širdies ir kraujagyslių sistemos bei medžiagų apykaitos sutrikimu. Šis efektas atsiranda, kai EML intensyvumas yra mažesnis už šiluminę ribą, kuri yra 10 W/m2.

EML mikrobangų spinduliuotės poveikis ypač kenkia audiniams su neišsivysčiusia kraujagyslių sistema arba nepakankama kraujotaka (akims, smegenims, inkstams, skrandžiui, tulžies pūslei ir šlapimo pūslei). Patekimas į akis gali sukelti lęšiuko drumstumą (kataraktą) ir ragenos nudegimus.

Siekiant užtikrinti saugumą dirbant su elektromagnetinių bangų šaltiniais, darbo vietose ir vietose, kur gali būti personalas, sistemingai stebimi faktiniai standartizuoti parametrai. Valdymas atliekamas matuojant elektrinio ir magnetinio lauko stiprumą, taip pat matuojant energijos srauto tankį.

Personalo apsauga nuo radijo bangų poveikio taikoma visų rūšių darbams, jei darbo sąlygos neatitinka standartų reikalavimų. Ši apsauga atliekama šiais būdais:

• suderintos apkrovos ir galios amortizatoriai, mažinantys elektromagnetinių bangų energijos srauto lauko stiprumą ir tankį;
• darbo vietos ir radiacijos šaltinio ekranavimas;
• racionalus įrangos išdėstymas darbo kambaryje;
• racionalių įrangos ir personalo darbo režimų parinkimas.

Veiksmingiausias suderintų apkrovų ir galios amortizatorių (antenų atitikmenų) panaudojimas yra atskirų agregatų ir įrangos kompleksų gamyba, konfigūravimas ir testavimas.

Veiksminga apsaugos nuo elektromagnetinės spinduliuotės priemonė yra spinduliuotės šaltinių ir darbo vietos ekranavimas elektromagnetinę energiją sugeriančiais arba atspindinčiais ekranais. Ekrano dizaino pasirinkimas priklauso nuo technologinio proceso pobūdžio, šaltinio galios ir bangų diapazono.

Atspindintys ekranai yra pagaminti iš medžiagų, turinčių didelį elektros laidumą, pavyzdžiui, metalų (kietų sienelių pavidalu) arba medvilninių audinių su metaliniu pagrindu. Tvirtametaliniai ekranai yra efektyviausi ir jau 0,01 mm storio elektromagnetinį lauką slopina maždaug 50 dB (100 000 kartų).

Sugeriančių ekranų gamybai naudojamos prasto elektros laidumo medžiagos. Sugeriantys ekranai gaminami iš specialios sudėties presuotų gumos lakštų su kūginiais vientisais arba tuščiaviduriais smaigaliais, taip pat iš porėtos gumos plokščių, užpildytų karbonilo geležimi, su presuotu metaliniu tinkleliu. Šios medžiagos yra klijuojamos prie spinduliuojančios įrangos rėmo arba paviršiaus.

Svarbi prevencinė apsaugos nuo elektromagnetinės spinduliuotės priemonė yra įrangos išdėstymo ir patalpų, kuriose yra elektromagnetinės spinduliuotės šaltinių, sukūrimo reikalavimų laikymasis.

Apsaugoti darbuotojus nuo per didelio poveikio galima HF, UHF ir mikrobangų generatorius, taip pat radijo siųstuvus specialiai tam skirtose patalpose.

Spinduliuotės šaltinių ir darbo vietų ekranai blokuojami atjungiamaisiais įtaisais, o tai leidžia neleisti skleidžiančios įrangos veikimo, kai ekranas atidarytas.

Leistini darbuotojų poveikio lygiai ir radijo dažnių elektromagnetinių laukų stebėjimo reikalavimai darbo vietose nustatyti GOST 12.1.006-84.

Elektrostatinis laukas kaip ir elektrinis laukas, tai speciali materijos forma, supanti kūnus, turinčius elektros krūvį. Tačiau skirtingai nei pastarasis, elektrostatinis laukas susidaro tik aplink stacionarius įkrautus kūnus, tai yra, kai nėra sąlygų sukurti elektros srovę.

Elektrostatinis laukas pasižymi savybėmis, išskiriančiomis jį iš kitų tipų laukų, susidarančių elektros grandinėse.

Pagrindinis skirtumas yra tas, kad jo jėgos linijos niekada nesikerta ir neliečia viena kitos. Jei elektrostatinį lauką sukuria teigiamas krūvis, tai jo jėgos linijos prasideda nuo krūvio ir baigiasi kažkur begalybėje. Jei turime reikalą su neigiamu krūviu, tai jo elektrostatinio lauko jėgos linijos, atvirkščiai, prasideda kažkur begalybėje ir baigiasi pačiame krūvyje. Tai yra, jie yra nukreipti iš teigiamo krūvio arba į neigiamą.

Beje, kuo didesnis krūvis, tuo stipresnis jo sukuriamas laukas ir didesnis jo lauko linijų tankis. Tiesa, lauko linijos veikiau yra grafinis (įsivaizduojamas) jo vaizdas, priimtas fizikoje ir elektronikoje. Tiesą sakant, nė vienas laukas nesukuria aiškių, nubrėžtų linijų.

Pagrindinė charakteristika, pagal kurią elektros ir fizines savybes elektrostatinis laukas yra jo intensyvumas. Tai rodo jėgą, kuria laukas veikia elektros krūvius.

Kai kurių įkrautų kūnų poveikis kitiems įkrautiems kūnams vyksta be tiesioginio jų kontakto, per elektrinį lauką.

Elektrinis laukas yra materialus. Ji egzistuoja nepriklausomai nuo mūsų ir mūsų žinių apie tai.

Elektrinis laukas sukuriamas elektros krūvių ir aptinkamas elektros krūviais, veikiant juos tam tikrai jėgai.

Elektrinis laukas vakuume sklinda 300 000 km/s galiniu greičiu.

Kadangi viena iš pagrindinių elektrinio lauko savybių yra jo poveikis įkrautoms dalelėms su tam tikra jėga, norint įvesti kiekybines lauko charakteristikas, erdvės taške, esančiame po žeme, reikia pastatyti nedidelį kūną su krūviu q (bandomasis krūvis). studijuoti. Jėga veiks šį kūną iš lauko

Jei bandomojo krūvio dydį pakeisite, pavyzdžiui, du kartus, jį veikianti jėga taip pat pasikeis du kartus.

Kai bandomojo krūvio vertė pasikeičia n koeficientu, krūvį veikianti jėga taip pat pasikeičia n koeficientu.

Jėgos, veikiančios įdėtą bandomąjį krūvį, santykis šį tašką laukas, atsižvelgiant į šio krūvio dydį, yra pastovi reikšmė ir nepriklauso nei nuo šios jėgos, nei nuo krūvio dydžio, nei nuo to, ar tiriamame lauko taške apskritai yra koks nors krūvis. Šis santykis žymimas raide ir laikomas elektrinio lauko charakteristika. Atitinkamai fizinis kiekis paskambino elektrinio lauko stiprumas .

Įtampa parodo, kokią jėgą elektrinis laukas veikia vienetiniam krūviui, esančiam tam tikrame lauko taške.

Norėdami rasti įtempimo vienetą, į apibrėžiančią įtempimo lygtį turite pakeisti jėgos vienetus - 1 N ir įkrovą - 1 C. Gauname: [ E ] = 1 N / 1 Cl = 1 N / Cl.

Aiškumo dėlei elektriniai laukai brėžiniuose pavaizduoti naudojant lauko linijas.

Elektrinis laukas gali atlikti darbą, perkeldamas krūvį iš vieno taško į kitą. Vadinasi, įdėtas mokestis duotas taškas laukus, turi potencialios energijos rezervą.

Lauko energetines charakteristikas galima įvesti panašiai kaip įvedant jėgos charakteristiką.

Keičiantis bandomojo krūvio dydžiui, keičiasi ne tik jį veikianti jėga, bet ir šio krūvio potenciali energija. Bandomojo krūvio, esančio tam tikrame lauko taške, energijos santykis su šio krūvio reikšme yra pastovi reikšmė ir nepriklauso nei nuo energijos, nei nuo krūvio.

Norint gauti potencialo vienetą, į apibrėžiančią potencialo lygtį reikia pakeisti energijos vienetus - 1 J ir įkrovą - 1 C. Gauname: [φ] = 1 J / 1 C = 1 V.

Šis įrenginys turi savo pavadinimą: 1 voltas.

Taškinio krūvio lauko potencialas yra tiesiogiai proporcingas lauką sukuriančio krūvio dydžiui ir atvirkščiai proporcingas atstumui nuo krūvio iki tam tikro lauko taško:

Elektriniai laukai brėžiniuose taip pat gali būti pavaizduoti naudojant vienodo potencialo paviršius, vadinamus ekvipotencialūs paviršiai .

Kai elektros krūvis juda iš vieno potencialo taško į kito potencialo tašką, darbas atliekamas.

Fizinis dydis, lygus darbo, atlikto perkeliant krūvį iš vieno lauko taško į kitą, santykiui su šio krūvio dydžiu vadinamas elektros įtampa :

Įtampa parodo, kiek darbo atlieka elektrinis laukas perkeliant 1 C krūvį iš vieno lauko taško į kitą.

Įtampos, kaip ir potencialo, vienetas yra 1 V.

Įtampa tarp dviejų lauko taškų, esančių d atstumu vienas nuo kito, yra susijusi su lauko stipriu:

Vienodame elektriniame lauke krūvio perkėlimo iš vieno lauko taško į kitą darbas nepriklauso nuo trajektorijos formos ir yra nulemtas tik krūvio dydžio ir potencialų skirtumo tarp lauko taškų.

Visi gamtoje esantys kūnai geba įsielektrinti, t.y. įgyti elektros krūvis. Elektrinio krūvio buvimas pasireiškia tuo, kad įkrautas kūnas sąveikauja su kitais įkrautais kūnais. Yra dviejų tipų elektros krūviai, paprastai vadinami teigiamais ir neigiamais. Kaip krūviai atstumia, kitaip nei krūviai traukia.

Elektros krūvis yra neatskiriama kai kurių elementariųjų dalelių savybė. Visų įkrautų elementariųjų dalelių krūvis yra vienodas absoliučia verte ir lygus 1,6 × 10 –19 C. Elementaraus neigiamo elektros krūvio nešiklis yra, pavyzdžiui, elektronas. Protonas turi teigiamą krūvį, neutronas neturi elektros krūvio. Visų medžiagų atomai ir molekulės yra sudarytos iš protonų, neutronų ir elektronų. Paprastai protonų ir elektronų yra vienodai ir yra pasiskirstę tokio paties tankio medžiagoje, todėl kūnai yra neutralūs. Elektrifikacijos procesas susideda iš to paties ženklo dalelių pertekliaus susidarymo kūne arba jų perskirstymo (sukuriant perteklinį to paties ženklo krūvį vienoje kūno dalyje; tuo tarpu kūnas kaip visuma išlieka neutralus).

Sąveika tarp elektros krūvių ramybės būsenoje vyksta per specialią materijos formą, vadinamą elektrinis laukas . Bet koks krūvis keičia jį supančios erdvės savybes – sukuria joje elektrostatinį lauką. Šis laukas pasireiškia kaip jėga, veikianti bet kurį elektros krūvį, esantį bet kuriame taške. Patirtis rodo, kad jėgos, veikiančios taškinį krūvį, santykis q, esantis tam tikrame elektrostatinio lauko taške, šio krūvio dydis yra vienodas visiems krūviams. Šis ryšys vadinamas įtampa elektrinis laukas ir jo galios charakteristika:

Patyręs būdas Nustatyta, kad elektrostatiniam laukui superpozicijos principas : kelių krūvių sukuriamas elektrostatinis laukas yra lygus vektoriaus suma elektrostatiniai laukai, kuriuos sukuria kiekvienas krūvis atskirai:

Elektrostatiniame lauke esantys krūviai turi potencialią energiją. Patirtis rodo, kad potencialios energijos santykis W teigiamas taškinis krūvis q, esantis tam tikrame lauko taške, yra pastovi šio krūvio dydžio reikšmė. Šis santykis yra elektrostatinio lauko energijos charakteristika ir vadinamas potencialą :

φ = W/q. (2.6.7)

Elektrostatinio lauko potencialas skaitine prasme yra lygus darbui, kurį lauko jėgos atlieka su vienetiniu teigiamu krūviu, kai jis tolsta nuo tam tikro taško iki begalybės. Matavimo vienetas yra voltai (V). Dvi elektrostatinio lauko charakteristikos – intensyvumas ir potencialas – yra tarpusavyje susijusios ryšiu [plg. su išraiška (2.6.4)]

Minuso ženklas rodo, kad elektrinio lauko stiprumo vektorius nukreiptas į mažėjantį potencialą. Atkreipkite dėmesį, kad jei tam tikroje erdvės srityje visų taškų potencialai turi tokį patį potencialą, tada

Elektrostatinį lauką taip pat galima pavaizduoti grafiškai, naudojant jėgos linijas ir ekvipotencialų paviršių.

Maitinimo linija elektrinis laukas yra įsivaizduojama linija, kurios liestinė kiekviename taške sutampa su intensyvumo vektoriaus kryptimi. Elektros linijos elektrostatiniai laukai pasirodo esantys atviras : jie gali prasidėti arba baigtis tik įkrovus arba nueiti iki begalybės.

Už grafinis vaizdas naudojami elektrostatinio lauko potencialų skirstiniai ekvipotencialūs paviršiai – paviršiai visuose taškuose, kurių potencialas yra vienodas.

Nesunku parodyti, kad elektrostatinio lauko linija visada kerta ekvipotencialų paviršių stačiu kampu. 10 paveiksle pavaizduotos taškinių elektros krūvių lauko linijos ir ekvipotencialūs paviršiai.

10 pav. – Taškinių krūvių jėgos linijos ir ekvipotencialūs paviršiai

Magnetinis laukas

Patirtis rodo, kad kaip elektrostatinis laukas atsiranda erdvėje, supančioje elektros krūvius, jėgos laukas vadinamas magnetinis . Magnetinio lauko buvimas aptinkamas pagal jėgos poveikį srovės laidininkams ir į jį įvestiems nuolatiniams magnetams. Pavadinimas „magnetinis laukas“ siejamas su tuo, kad magnetinė adata yra orientuota veikiant laukui, generuoja srovė(H. Oersted, 1820).

Jame elektrinis laukas veikia tiek nejudančius, tiek judančius elektros krūvius. Svarbiausia magnetinio lauko savybė yra ta, kad jis veikia tik šiame lauke judančius elektros krūvius.

Patirtis rodo, kad magnetinis laukas su srove orientuojasi į magnetinę adatą ir rėmą, juos tam tikru būdu pasukdamas. Magnetinio lauko kryptis tam tikrame taške laikoma kryptimi, išilgai kurios plonos magnetinės adatos ašis laisvai įtaisyta kryptimi iš pietų į šiaurę arba teigiama normalioji į plokščią kontūrą su srove.

Kiekybinės charakteristikos magnetinis laukas yra magnetinės indukcijos vektorius . Magnetinė indukcija tam tikrame taške yra skaitine prasme lygi didžiausiam sukimo momentui, veikiančiam plokščią rėmą su srove su magnetiniu momentu p m = 1 A × m 2:

B=M max/ p m. (2.6.9)

Eksperimentiškai nustatyta, kad tai taip pat tinka magnetiniam laukui superpozicijos principas : kelių judančių krūvių (srovių) generuojamas magnetinis laukas lygus kiekvieno krūvio (srovės) atskirai generuojamų magnetinių laukų vektorinei sumai.

Nuolatinis elektrostatinis laukas (ESF) yra stacionarių elektros krūvių laukas, sąveikaujantis tarp jų

Statinė srovė yra reiškinių, susijusių su laisvo elektros krūvio atsiradimu ir palaikymu dielektrinių ir puslaidininkinių medžiagų, medžiagų, gaminių ar izoliuotų laidininkų paviršiuje ir tūryje, visuma.

Statinės elektros krūviai atsiranda deformuojant, gniuždant medžiagas, santykiniam dviejų besiliečiančių kūnų judėjimui, skystų ir birių medžiagų sluoksniams, intensyviai maišantis, kristalizuojantis, taip pat dėl ​​ind.

ESP būdingas įtempimas (B). Įtampa. ESP yra jėgos, veikiančios lauke taškinį elektros krūvį, santykis su šio krūvio dydžiu. Įtempimo matavimo vienetas. ESP yra voltai vienam metrui (V/m mm).

ESP susidaro elektrinėse ir elektros procesų metu, priklausomai nuo susidarymo šaltinio, gali egzistuoti savo elektrostatinio lauko (stacionarių krūvių laukas) arba stacionaraus elektrinio lauko (nuolatinės srovės elektrinio lauko) pavidalu.

Kur naudojami ESP?

ESP plačiai naudojami elektrodujų valymui, elektrostatiniam medžiagų atskyrimui, elektrostatiniam dažų ir polimerų taikymui bei kituose gamybos procesuose.

Radioelektronikos pramonėje statinė srovė susidaro transportuojant, šlifuojant, poliruojant radijo ir televizijos imtuvus, kompiuterių centrų patalpose, taip pat atliekant kitus procesus, kuriuose naudojamos dielektrinės medžiagos, kurios yra šalutinis produktas ir yra nepageidaujami. gamybos faktorius.

ESP, atsirandantis apdorojant cheminį pluoštą, pasižymi didelėmis dielektrinėmis savybėmis. Įtampos lygis. ESP ant verpimo ir audimo įrangos siekia 20-60 kV/m

IN chemijos pramonė Gaminant plastikines medžiagas ir iš jų pagamintus gaminius (padangų kordą, linoleumą ir kt.) susidaro 240-250 kV/m stiprio elektrostatiniai krūviai ir laukai.

Kaip ESP veikia žmogaus organizmą?

Biologinis veiksmas. ESP ant žmogaus kūno nustato didžiausią jautrumą elektrostatiniams nervų, širdies ir kraujagyslių, neurohumoraliniams ir kitų kūno sistemų laukams.

Elektrinio lauko srityje dirbantys darbuotojai patiria įvairių nusiskundimų dėl dirglumo, galvos skausmo, miego sutrikimo, apetito praradimo ir kt.

Sergantiems žmonėms. ESP būdingas savotiškų „fobijų“ atsiradimas dėl baimės laukti iškrovos. Polinkį į „fobijas“ daugiausia lydi padidėjęs emocinis susijaudinimas

Kaip atliekamas higieninis elektrostatinių laukų reguliavimas?

Elektrostatinio lauko stiprumas yra standartizuotas pagal standartą. GOST 121045-84 "Elektrostatiniai laukai. Leistini lygiai darbo vietoje ir stebėjimo reikalavimai"

Aukščiau pateiktas standartas taikomas. ESP, atsirandantis veikiant aukštos įtampos nuolatinės srovės elektros įrangai ir elektrifikuojant dielektrines medžiagas. Šis standartas nustato papildomus leistinus elektrostatinio lauko stiprumo lygius darbo vietose, taip pat bendruosius stebėjimo ir apsaugos įrangos reikalavimus.

Priimtini įtampos lygiai. ESP nustatomos atsižvelgiant į darbo vietose praleistą laiką

Didžiausias leistinas įtempimo lygis. ESP (E, ra") priimama pagal standartą 60 kV/m vienai valandai

Jei elektrostatinio lauko stipris yra iki 20 kV/m, buvimo laikas yra c. ESP nėra reguliuojamas

Įtampos diapazone nuo 20 iki 60 kV/m leistinas darbuotojų buvimo laikas yra. ESP be apsaugos priemonių (/, metai) nustatoma pagal formulę:

Kur. E^ – tikroji įtempimo vertė. ESP, kV/m

Norėdami nustatyti įtampą. ESP naudojo elektrostatinį lauko stiprumo matuoklį

Kokios apsaugos priemonės yra nuo ESP poveikio?

Tais atvejais, kai yra tikrasis įtampos lygis, darbuotojams privaloma naudoti apsaugines priemones. ESP darbo vietose viršija 60 kV/m

Apsaugoti nuo poveikio. Naudojami ESP: darbo vietos lauko šaltinių ekranavimas, statinio smūgio neutralizatoriai, darbo laiko ribojimas ir kt.

Renkantis apsaugos nuo statinės elektros priemones, reikia atsižvelgti į technologinių procesų ypatumus, apdirbamų medžiagų fizikines-chemines savybes, gamybinių patalpų mikroklimatą ir kt. Minėti veiksniai lemia diferencijuotą požiūrį į plėtrą apsaugos priemonių.

Elektrostatinių krūvių susidarymo mažinimas arba jų pašalinimas iš elektrifikuotų medžiagų pasiekiamas:

1) technologinių įrenginių metalinių ir elektrai laidžių elementų įžeminimas;

2) dielektrikų paviršiaus ploto ir tūrinio laidumo padidėjimas;

3) statinės elektros neutralizatorių įrengimas

Apsauginis įžeminimas atliekamas nepriklausomai nuo kitų apsaugos būdų. Įžeminami ne tik proceso įrangos elementai, bet... Ir izoliuotos elektrai laidžios proceso įrangos sekcijos.

Užteks veiksmingomis priemonėmis apsauga yra padidinti oro drėgmę iki 65-75%, jei tai įmanoma technologinio proceso sąlygomis

Tarp asmeninių apsaugos priemonių naudojami antistatiniai batai, antistatiniai chalatai, kombinezonai, įžemintos apyrankės rankoms apsaugoti ir kitos priemonės, galinčios suteikti elektrostatinį įžeminimą žmogaus organizmui.