전자기장이란 무엇인가요?
전자기장은 본질적으로 관련되어 있고 상호 의존적인 전기장과 자기장을 통칭하는 통일체이자 일반 용어입니다. 시간에 따라 변하는 전기장은 자기장을 생성하고, 시간에 따라 변하는 자기장은 서로 원인과 작용을 하여 전자기장을 형성합니다. 전자기장은 다양한 속도로 움직이는 전하 입자 또는 강도가 변하는 전류에 의해 발생할 수 있습니다. 원인에 관계없이 전자기장은 항상 빛의 속도로 전파되어 전자기파를 형성합니다. 전자기장은 전자기적 작용의 매개체로서 에너지와 운동량을 가지며 물질적 존재의 한 형태이다. 전자기장의 본질, 특성 및 변화 법칙은 Maxwell의 방정식에 의해 결정됩니다.
전자기장과 전자기파:
전자기장은 가까운 곳에서 먼 곳으로 전파되어 전자기파를 형성합니다.
시간에 따라 변하는 전자기장입니다. 시변 전자기장은 정적 전기장 및 자기장과 크게 다르며 시변으로 인한 일부 효과가 나타납니다. 이러한 효과는 중요한 응용 분야를 가지며 전기 기술의 발전을 촉진합니다.
M. Faraday가 제안한 전자기 유도 법칙은 자기장의 변화가 전기장을 생성한다는 것을 보여줍니다. 이 전기장은 쿨롱의 법칙에서 파생된 전기장과 다릅니다. 전류를 밀어서 닫힌 도체 루프에 흐르게 할 수 있습니다. 즉, 루프 적분은 0이 아닐 수 있고 유도 기전력이 될 수 있습니다. 현대의 많은 전력 장비, 발전기, 변압기 등은 전자기 유도와 밀접한 관련이 있습니다. 이 효과 때문입니다. 와전류 및 표피 효과는 시간에 따라 변하는 장의 대형 도체에서 발생합니다. 전기 기술자의 유도 가열, 표면 담금질, 전자파 차폐 등은 모두 이러한 현상을 직접 적용한 것입니다.
패러데이의 전자기 유도 법칙에 따라 J.C. Maxwell은 변위 전류의 개념을 제안했습니다. 전기 변위는 전기장 내 유전체 매질의 하전 입자에 의해 가해지는 전기장력에서 발생합니다. 이러한 하전 입자는 자유롭게 흐를 수 없지만 원자 규모에서는 작은 변위를 겪습니다. 맥스웰은 이 용어를 진공에서의 전기장으로 확장하고, 시간에 따른 전기 변위의 변화가 자기장도 생성할 것이라고 믿었으므로, 한 영역에서 전기속의 시간 변화율을 변위 전류라고 하며, 시간이 지남에 따라 전기 변위 벡터 D(즉, дD/дt)의 미분은 변위 전류 밀도입니다. 앙페르의 루프 법칙에서는 전도 전류 외에 변위 전류의 역할을 보완함으로써 전자기장의 분포 및 변화 법칙을 설명하는 유명한 맥스웰 방정식인 전자기 방정식의 완전한 세트를 요약합니다.
전자기 복사 맥스웰의 방정식은 자기장의 변화가 전기장을 생성할 뿐만 아니라 전기장의 변화도 자기장을 생성한다는 것을 보여줍니다. 이러한 상호작용 하에서 시변 장은 전자기파인 전자기 복사를 생성합니다. 이러한 종류의 전자기파는 빛의 속도로 장원에서 주변으로 전파되며, 장원으로부터의 거리에 따라 공간 내 모든 곳에서 상응하는 시간 지연이 있습니다. 전자기파의 또 다른 중요한 특징은 전자기파의 필드 벡터가 필드 소스와 관찰 지점 사이의 거리에 반비례하는 구성 요소를 갖는다는 것입니다. 공간에서 전파될 때 이러한 구성요소의 감쇠는 상수 필드의 감쇠보다 훨씬 작습니다. 포인팅의 정리에 따르면 전자기파는 전파 중에 에너지를 전달하며 정보 전달자로 사용될 수 있습니다. 이는 무선 통신, 라디오, 텔레비전, 원격 감지 및 기타 기술의 길을 열어줍니다.
준고정 전자기장 위에서 언급한 정적 자기장과는 다른 시변 자기장에서 나타나는 일부 현상의 중요성은 장비의 주파수 및 크기와 밀접한 관련이 있습니다. 실제 필요에 따라 허용 가능한 근사 범위 내에서 시변 필드 프로세스의 일부를 준정적 전자기장 또는 준정적 필드라고 하는 상수 필드로 처리할 수 있습니다. 이 방법은 분석 작업을 크게 단순화하고 전기 기술에 효과적인 방법이며 사람들에게 널리 채택되었습니다.
교류 전자기장 및 과도 전자기장 시변 전자기장은 주기적인 교류 전자기장과 비주기적으로 변화하는 과도 전자기장으로 더 나눌 수 있습니다. 이들에 대한 연구는 목적과 방법에 있어서 각각의 특징을 갖고 있다. 단일 주파수의 정현파 변화 하에서 교번 전자기장은 계산을 단순화하기 위해 복소수로 표현될 수 있으며 전력 기술 및 연속파 분석에 널리 사용됩니다. 펄스 전자기장이라고도 알려진 과도 전자기장은 광범위한 주파수를 포괄하며, 매체 또는 전송 시스템은 분산 특성을 나타내므로 분석을 위해 주파수 영역 또는 시계열 확장 방법이 필요한 경우가 많습니다.
새로운 연구에 따르면 컴퓨터, 프린터 및 기타 사무 장비에서 발생하는 '전자 스모그'(예: 전자기장, 전자기 복사)로 인해 직원이 더 높은 수준의 오염 물질과 박테리아가 있는 작업 환경에 노출될 수 있는 것으로 나타났습니다.
영국 임페리얼 칼리지 런던(Imperial College London)이 완료한 새로운 연구에서는 직장에서 전자 기기를 장기간 사용하여 두통과 같은 건강 문제가 발생한 직원을 조사했습니다.
상사의 경멸에도 불구하고 새로운 연구에 따르면 이러한 전자기장은 건강에 해를 끼칠 수 있습니다.
사람들은 오랫동안 '전자 스모그'로 인한 건강상의 위험에 대해 우려해 왔습니다. 지난해 영국 옥스퍼드에 위치한 아동암연구센터는 고압 전력선에서 200m 이내에 사는 어린이가 고압 전력선에서 600m 이상 떨어진 곳에 사는 어린이보다 백혈병 발병 위험이 69% 더 높다고 보고했습니다. 윤곽. 가전제품이나 사무기기에서 발생하는 저전압도 같은 효과를 낼 수 있습니다.
Imperial College London의 Keith Jameson은 일반적인 사무실의 전자기장을 매핑했습니다. 그는 "전자기장은 공기에 큰 영향을 미치고 사람의 피부와 폐도 전자기장의 영향을 받게 된다"며 "전자기장은 인체의 독소 양을 증가시켜 오염물질의 위험과 감염의 위험을 높인다"고 말했다.
과학적인 관점에서 전자파는 에너지의 일종입니다. 에너지를 방출할 수 있는 모든 물체는 전자파를 방출하게 됩니다.
전기와 자기는 동전의 양면이라고 할 수 있다. 전기를 바꾸면 자기가 생기고, 자기가 바뀌면 전기가 생긴다. 전자기적 변화는 수면에 미풍이 불어 물결파가 발생하는 것과 같아서 이를 전자기파라 부르며, 초당 변화하는 횟수가 주파수이다. 전자파의 주파수가 낮을 때는 주로 유형의 도체를 통해 전달될 수 있으며, 주파수가 점차 증가하면 전자파는 도체 외부로 넘쳐 에너지가 매질 없이 외부로 전달될 수 있습니다. 예를 들어, 태양과 지구 사이의 거리는 매우 멀지만 야외에 있을 때에도 여전히 태양의 빛과 열을 느낄 수 있습니다. 이는 "전자기 복사는 복사 현상을 통해 에너지를 전달한다"는 원리와 같습니다.
전자기 방사선은 에너지를 전달하는 방법으로 세 가지 유형의 방사선이 있습니다.
전리 방사선
열 효과가 있는 비이온화 방사선
열효과가 없는 비전리방사선
기지국의 전자파는 절대 전리방사선이 아니다
사람이 공중에 살면서도 눈으로 볼 수 없듯이 눈으로 공기도, 사람도 도처에 널려 있는 전자파는 눈으로 볼 수 없습니다. 전자파는 인간이 한 번도 만난 적이 없는 그런 '친구'다. 전자기파는 전자기장의 운동 형태입니다. 고주파 전자기 진동의 경우, 에너지의 일부가 방사선의 형태로 우주에서 퍼져나가는 현상을 전파와 자기파의 총칭으로 '전자기파'라고 합니다. 저주파 전기 진동에서는 자기와 전기의 상호 변화가 상대적으로 느리고 에너지가 방출되지 않고 거의 모든 에너지가 원래 회로로 돌아갑니다. 그러나 고주파 전기 진동에서는 자기전기가 매우 빠르게 변화하므로 모든 에너지가 원래의 진동 회로로 되돌아오는 것은 불가능합니다. 따라서 전기 에너지와 자기 에너지는 전자기파의 형태로 우주로 전파됩니다. 전기장과 자기장의 주기적인 변화로 인해 발생합니다. 전자기파는 횡파입니다. 자기장, 전기장, 전자기파의 진행 방향은 서로 수직입니다. 전자기파의 전파에는 지면을 따라 전파되는 지상파와 공기 중에서 전파되는 공기파가 있습니다. 파장이 긴 지상파는 감쇠가 적습니다. 전자기파의 파장이 길수록 장애물을 우회하여 계속해서 전파되기가 더 쉬워집니다. 중파, 단파 등의 공중파는 지구를 둘러싸고 있는 전리층과 지면 사이의 반복 반사를 통해 전파됩니다(전리층은 지상에서 50~400km 사이에 있음). 진폭은 전파 방향의 수직 방향을 따라 주기적으로 변화하며, 그 강도는 거리의 제곱에 반비례하고, 파동 자체가 에너지를 발생시키며, 어떤 위치에서의 에너지 전력은 진폭의 제곱에 비례합니다. 속도는 빛의 속도(초당 3×1010센티미터)와 같습니다. 광파는 전자기파이며 전파도 광파와 동일한 특성을 갖습니다. 예를 들어 서로 다른 매질을 통과할 때 굴절, 반사, 회절, 산란, 흡수 등을 겪습니다. 공간에서 전파되는 전자기파의 경우 동일한 전기장(자기장) 강도와 최대 크기를 갖는 가장 가까운 두 지점 사이의 거리가 전자기파의 파장입니다. 전자파의 주파수 γ는 전기적 진동 전류의 주파수이며, 라디오 방송에 사용되는 단위는 킬로헤르츠이고, 속도는 c입니다. 변화하는 전기장과 변화하는 자기장은 분리할 수 없는 통일된 장을 구성하는데, 이것이 바로 전자기장이다. 공간에서 변화하는 전자기장이 전파되면 전자기파가 형성된다. 전파. 1864년 영국의 과학자 맥스웰(Maxwell)은 전자기 현상에 대한 이전 연구를 요약하여 완전한 전자기파 이론을 확립했습니다. 그는 전자기파가 존재한다고 결론을 내렸고, 전자기파와 빛의 전파 속도는 동일하다고 추론했습니다. 1887년 독일의 물리학자 헤르츠(Hertz)는 전자기파의 존재를 실험적으로 확인했습니다.
그 후 사람들은 많은 실험을 통해 빛이 전자기파의 일종임을 입증했을 뿐만 아니라 더 많은 형태의 전자기파를 발견했습니다. 그 본질은 똑같지만 파장과 주파수는 매우 다릅니다. 이러한 전자기파를 파장이나 주파수 순으로 배열한 것이 전자기 스펙트럼이다. 각 대역의 주파수를 낮은 것부터 높은 것 순으로 나열하면 상용주파 전자파, 전파, 마이크로파, 적외선, 가시광선, 자외선, X선, r선이다.
사용되는 파장은 10~3000m 사이로 장파, 중파, 중단파, 단파 등으로 구분된다. 팩스(TV)에 사용되는 파장은 3~6미터이고, 레이더에 사용되는 파장은 3미터에서 수 센티미터로 더 짧습니다. 전자기파에는 적외선, 가시광선, 자외선, 엑스선, 감마선 등이 포함됩니다. 모든 종류의 빛과 광선도 파장이 다른 전자기파입니다. 그 중에서 전파의 파장이 가장 길고, 우주선의 파장이 가장 짧습니다.
전파는 3000m~0.3mm.
적외선 0.3mm ~ 0.75미크론.
가시광선 0.7미크론 ~ 0.4미크론.
자외선 0.4 마이크론 ~ 10 나노미터
X선 10 나노미터 ~ 0.1 나노미터
γ선 0.1 나노미터 ~ 0.001 나노미터
우주 광선은 0.001나노미터 미만입니다.
전자기 복사
광범위하게 정의된 전자기 복사는 일반적으로 전자기 스펙트럼을 나타냅니다. 좁은 의미의 전자기 복사는 전기 장비, 일반적으로 적외선 아래 부분에서 생성되는 복사파를 의미합니다.
전자파가 인체에 미치는 피해
전자파가 인체에 해를 끼치는 주요 메커니즘은 열 효과, 비열 효과 및 축적 효과입니다.
온열 효과: 인체의 70% 이상이 물입니다. 물 분자는 전자기파를 방출한 후 서로 마찰하여 신체를 가열하여 다른 기관의 정상적인 활동에 영향을 미칩니다. 몸.
비열적 효과: 인체의 장기와 조직에는 약한 전자기장이 있으며, 외부 전자기파에 의해 교란되면 약한 전자기장이 균형을 이루는 상태가 됩니다. 파괴되고 인체의 정상적인 순환이 손상됩니다.
누적효과 : 인체에 열효과와 비열효과가 작용한 후, 인체가 스스로 회복할 시간이 되기 전에 다시 전자파에 노출되면 손상 정도가 누적되며, 시간이 지남에 따라 그것은 영구적인 질병이나 위험한 삶이 될 것입니다. 장기간 전자파 방사선에 노출된 집단의 경우, 전력이 매우 작고 주파수가 매우 낮더라도 예상치 못한 병리학적 변화를 유발할 수 있으므로 경계해야 합니다!
전자기파에 장기간 노출되면 면역력 저하, 대사 장애, 기억 상실, 조기 노화, 부정맥, 시력 저하, 혈압 이상, 여드름과 거친 피부는 남성과 여성의 생식 능력을 감소시키며, 여성은 월경 장애, 유산, 기형 발생 및 기타 질병에 걸리기 쉽습니다.