Измерение параметров электромагнитных полей в быту

Автор: | 16 ноября 2021

Сейчас в продаже имеются различные бытовые измерители электромагнитных полей — ВЕ-метры (Electromagnetic Radiation Tester, EMF Meter). Значит ли это, что мы имеем возможность самостоятельно оценить уровень воздействия электромагнитных полей? Что, собственно, можно измерить и насколько будут достоверны полученные данные?.

Wintact WT3121

Эти приборы измеряют напряженность электрического поля в В/м (вольт на метр), а также магнитную индукцию (плотность магнитного потока) в мкТл (микротесла).

Вокруг проводника, по которому протекает ток, создаются магнитное поле с напряженностью H и электрическое поле с напряженностью E. Линии магнитного поля образуют концентрические окружности вокруг проводника и лежат в плоскости, перпендикулярной оси проводника. Линии электрического поля перпендикулярны линям магнитного поля и лежат в плоскости, проходящей через ось проводника.

Magnetic field

Как известно, электромагнитные волны представляют собой совокупность электрического и магнитного полей, изменяющихся во времени. В электромагнитной волне электрическое и магнитное поля не разделены пространственно.

Изменение векторов E и H при распространении электромагнитной волны

Магнитное поле

В пространстве, окружающем движущиеся электрические заряды, возникает магнитное поле. Магнитная индукция B— векторная величина, показывающая, с какой силой магнитное поле действует на движущийся заряд.

Магнитная индукция B в вакууме связана с напряженностью магнитного поля H (порожденного соответствующим током) следующим соотношением:

Связь магнитной индукции в вакууме с напряженностью магнитного поля

Магнитная проницаемость (мю) воздуха практически совпадает с магнитной проницаемостью вакуума (μ/μ0=1.00000037), поэтому для воздуха магнитная индукция B практически тождественна напряженности магнитного поля H.

Напряженность H магнитного поля измеряется в амперах на метр (А/м), причем 1 ампер/метр задается как напряженность магнитного поля соленоида бесконечной длины с единичной плотностью витков, при протекании по данному соленоиду тока в 1 ампер. Один ампер на метр можно определить и иначе: это напряженность магнитного поля в центре круглого витка с током в 1 ампер при диаметре витка в 1 метр.

Таким образом, несмотря на то, что прибор показывает значение магнитной индукции, мы может судить и о величине напряженности магнитного поля.

Электрическое поле

Каждое электрически заряженное тело создает вокруг себя электрическое поле.

Электрическое поле точечного зарядаЭлектрическое поле характеризуется векторной величиной, называемой напряженностью поля, которая численно равна механической силе, действующей на единичный положительный заряд, помещенный в данную точку поля, и имеет направление этой силы.

Индикатор электрического поля

Простейший индикатор электромагнитного поля может собрать даже юный радиолюбитель.

Санитарные нормативы электромагнитных полей

СанПиН 1.2.3685-21 «Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания» устанавливает допустимые величины электромагнитных полей. В таблице 5.74 приведены предельно допустимые уровни электромагнитных полей, в том числе, в жилых помещениях.

Таблица 5.74

Наименование фактора Наименование параметра Нормируемые уровни
Рабочие места Жилые, общественные помещения
Постоянное магнитное поле (ПМП) Напряженность магнитного поля (H), кА/м 8,0
Магнитная индукция (B), мТл 10,0
Гипогеомагнитное поле Коэффициент ослабления геомагнитного поля, Ко,
условные единицы
2,0
Электростатическое поле (ЭСП) Напряженность ЭСП (E), кВ/м 20,0 15,0
Электромагнитное поле (ЭМП) промышленной частоты Напряженность электрического поля (E), кВ/м 5,0 0,5
Напряженность магнитного поля (H), А/м 80,0 8,0
Магнитная индукция (B), мкТл 100,0 10,0
ЭМП диапазона частот от 0,01 до 0,03 МГц Напряженность электрического поля (E), В/м 500,0
Напряженность магнитного поля (H), А/м 50,0
ЭМП диапазона частот от 0,03 до 3 МГц Напряженность электрического поля (E), В/м 42,0 25,0
(максимально допустимая) (500,0)
Напряженность магнитного поля (H), А/м 4,0
(максимально допустимая) (50,0)
ЭМП диапазона частот от 3 до 30 МГц Напряженность электрического поля (E), В/м 25,0 15,0
(максимально допустимая) (300)
ЭМП диапазона частот от 30 до 50 МГц Напряженность электрического поля (E), В/м 8 10
(максимально допустимая) (80,0)
Напряженность магнитного поля (H), А/м 0,25
(максимально допустимая) (3,0)
ЭМП диапазона частот от 50 до 300 МГц Напряженность электрического поля (E), В/м 8,5 3,0
(максимально допустимая) (80,0)
ЭМП диапазона частот от 300 МГц до 300 ГГц Плотность потока энергии (ППЭ), мкВт/см2 18,0 10,0
(максимально допустимый уровень) (1000,0)

Нормативы также установлены Решением Комиссии Таможенного союза от 28.05.2010 № 299 «О применении санитарных мер в Евразийском экономическом союзе». На территории населенных мест предельно допустимая напряженность переменного электрического поля с частотой 50 Гц на высоте 2 м составляет 1000 В/м, а в жилых помещениях предельно допустимая напряженность переменного электрического поля с частотой 50 Гц на высоте от 0,5 до 2 м от пола составляет 500 В/м.

В жилых помещениях допустимая напряженность магнитного поля частотой 50 Гц (действующие значения) не должна превышать 5 мкТл. Напряженность электрического поля не должна превышать 25 В/м в диапазоне частот 30 — 300 кГц. Такие же нормативы установлены в СанПиН 2.1.8./2.2.4.1383-03.

Полевые измерения

Общие требования к измерителям напряженности электрического и магнитного полей установлены в ГОСТе Р 51070-97. Методы оценки электромагнитных полей бытовых приборов установлены в ГОСТ Р 54148-2010 (ЕН 50366:2003) «Воздействие на человека электромагнитных полей от бытовых и аналогичных электрических приборов. Методы оценки и измерений». Измерение магнитной индукции большинства приборов измеряется на расстоянии 30 см от их поверхности

Следует учитывать, что результаты измерений, произведенные с помощью рассматриваемых бытовых приборов, достаточно условны, т.е. достоверность их будет всегда под вопросом. Вероятно поэтому, многие подобные приборы называют не измеритель, а «тестер» или «индикатор».

Так, например, подобные приборы не оценивают электромагнитные поля в диапазонах частот. Мы не узнаем частоту электромагнитного излучения.

Если провести измерения возле работающего бытового фена, то мы получим некоторые результаты.

Измерения электромагнитных полей возле работающего фена

Напряженность электрического поля вблизи работающего фена составила 337 В/м, а магнитная индукция — 38,09 мкТл. Это «кошмарные» значения! Но это значения в непосредственной близости от источника полей. Уже на расстоянии примерно полуметра, прибор показывает нули.

И так. Ясно, что работающий бытовой электроприбор является источником электромагнитных полей, но их интенсивность  убывает с увеличением расстояния и примерно пропорциональна 1/r.

Надо также учитывать, что датчик поля реагирует на поляризацию (направление вектора поля). Если прибор повернуть на 90 градусов — показания изменятся.

Один из наиболее «злых» источников электромагнитных полей — источник бесперебойного питания: 226 В/м и 27 мкТл соответственно. Плоский монитор показал всего 4 В/м перед экраном. Перед передней панелью системного блока — ноль, а вот сзади возле блока питания — 1.2 мкТл. Работающие звуковые колонки компьютера показали 9В/м и 0.08 мкТл.

Это все показания в непосредственной близости от источника, с удалением датчика на рекомендованные 30 см показания резко падают вплоть до нуля. Справедливости ради надо сказать, что ноль на приборе не означает, что поля нет совсем. Правильнее считать, что напряженность поля настолько мала, что не регистрируется прибором, т.е. меньше 1 В/м.

В итоге, если верить показаниям этих не сертифицированных и не калиброванных приборов, то положение достаточно хорошее.

Проверка работы ионизаторов воздуха

Суть работы ионизатора воздуха (люстры Чижевского) сводится к созданию на кончиках иголок отрицательных зарядов. Следовательно возле этих иголок должно возникать статическое электрическое поле.

Методы измерения описаны в ГОСТ Р 8.846-2013, однако нам они не пригодятся.

Поделитесь с друзьями

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *