Elektromagnetisk felt

Det elektromagnetiske feltet skapes på grunn av akselererte ladninger. Den består av det elektriske feltet og magnetfeltet , som begge er koblet via Maxwells ligninger . Et elektromagnetisk felt er også kjent som en elektromagnetisk bølge som forplantes i vakuum med lysets hastighet .

James Clerk Maxwell

introduksjon

Elektriske eller magnetiske felt kan eksistere individuelt eller være koblet til hverandre. I sistnevnte tilfelle snakker man om elektromagnetiske felt eller elektromagnetiske bølger . De skylder opprettelsen til akselererte eller forsinkede elektriske ladninger utenfor eller inne i ledere. I sistnevnte tilfelle snakker man om antenner som avgir elektromagnetiske bølger. Typiske eksempler er radiobølger, radarbølger eller solstråling. På grunn av de akselererte elektriske ladningene blir det også referert til som elektrodynamikk . Med unntak av den synlige delen av spekteret av elektromagnetiske bølger, som er kjent for å bli kalt lys, så vidt vi vet i dag (2021), har mennesker ingen dedikerte sanseorganer for å oppfatte elektro- eller magnetfelt eller elektromagnetiske bølger. I fravær av personlig oppfatning blir felt derfor for det meste representert eller illustrert av abstrakte matematiske modeller i form av skalar og vektorposisjonsfunksjoner til flere uavhengige variabler. Elektromagnetiske bølger er representert i modellene som sinusformede bølger og er beskrevet med en frekvens. Den bølgelengde kan beregnes ved hjelp av formelen

{\ displaystyle \ lambda = {\ frac {c} {f}} \,}

kan bestemmes, hvor er den fasehastigheten og den hyppighet av bølgen. Følgende bilde gir en oversikt over hele det elektromagnetiske spekteret . ${\ displaystyle c}$ ${\ displaystyle f}$

Lavfrekvente felt

I det elektromagnetiske spekteret er de lavfrekvente elektriske og magnetiske feltene lokalisert i frekvensområdet mellom omtrent 1 Hertz og <100 kilohertz . I motsetning til høyfrekvente elektromagnetiske felt, med lavfrekvente felt er det betydelig færre endringer i retning av det elektriske feltet og magnetfeltet. I hverdagen forekommer lavfrekvente elektriske og magnetiske felt i følgende områder:

Strømforsyning (f.eks. Høyspentledninger ), frekvens 50 Hz
Husholdningsapparater og elektriske installasjoner i huset
elektrifiserte transportsystemer som jernbane , frekvens 16,7 Hz

Høyfrekvente felt

Bruken av moderne radioteknologi skaper høyfrekvente elektromagnetiske felt i det menneskelige miljøet. I det elektromagnetiske spekteret ligger de høyfrekvente elektromagnetiske feltene i frekvensområdet mellom omtrent 100 kilohertz og 300 gigahertz . I motsetning til lavfrekvente felt, i høyfrekvente felt, endrer både det elektriske feltet og magnetfeltet retning mellom titusenvis og flere milliarder ganger i sekundet. Som et resultat er det en veldig tett kobling av magnetiske og elektriske komponenter.

Høyfrekvente elektromagnetiske felt brukes til å overføre bilder, lyd og data på følgende moderne kommunikasjonsmiddel :

Radio og TV
Trådløse telefoner ( DECT )
Mobil
Baby overvåkning
Trådløst LAN (WLAN) og Bluetooth for nettverksdatamaskiner med hverandre og med eksterne enheter
Politiet og brannvesenet bruker sitt eget TETRA -radionett for kommunikasjon over lengre avstander.

Elektromagnetiske felt på arbeidsplassen

Eksponering av ansatte for elektromagnetiske felt på kontorarbeidsplasser gjennom elektriske enheter (datamaskiner, skjermer) som er tilgjengelig der, er ubetydelig på grunn av lave feltstyrker. For andre feltkilder, f.eks. B. på systemer for induktiv herding og smelting eller på sveiseutstyr, er mye høyere frekvenser og feltstyrker mulig, som krever en nærmere titt.

Resultatene av beregning eller måling av elektromagnetiske felt på arbeidsplassen danner grunnlaget for å vurdere mulige farer for ansatte på arbeidsplassen og for å bestemme beskyttelsestiltak. Arbeidsplasser til ansatte med passive eller aktive implantater må alltid vurderes separat i risikovurderingen.

Forskningsrapporten Elektromagnetiske felt på arbeidsplassen gir ytterligere informasjon om den fysiske og fysiologiske bakgrunnen for eksponering for elektromagnetiske felt.

En teknisk vurdering av eksisterende arbeidsmengder kan utføres ved hjelp av spørreskjemaet "EMF-vurdering" basert på retningslinjene fra EU-kommisjonen. En anbefaling for den videre prosedyren og mulige beskyttelsestiltak kan gis med direktiv 2013/35 / EU.

historie

I 1888 var den tyske fysikeren Heinrich Hertz i stand til eksperimentelt å demonstrere den elektromagnetiske bølgen teoretisk forutsagt av James Clerk Maxwell i sin artikkel A dynamic theory of the electromagnetic field . I februar 1892 skrev Sir William Crookes under tittelen Noen muligheter for elektrisitet : "Det er muligheten for telegrafi uten ledninger." Engelskmannen Preece demonstrerte dette i London i 1896 ved hjelp av en marconiansk sender og mottaker.

Andre mennesker som var involvert i forskning på det elektromagnetiske vekslingsfeltet og den elektromagnetiske bølgen:

1890: Édouard Branly , fysiker og kjemiker - Paris
1890: Sir Oliver Lodge , professor - England
1894: Professor Augusto Righi , Universitetet i Bologna - Foredrag om elektromagnetiske bølger
1894: Guglielmo Marconi (1874–1937), Universitetet i Bologna - deltaker i foredraget
1895: Alexandr Popow - 250 m trådløs overføring mellom sender og mottaker
1896: Guglielmo Marconi (født 1874) - Britisk patent (nr. 12039) innen trådløs telegrafi
1882: William Henry Preece, Faraday
1897: William Henry Preece, Faraday, Adolf Slaby - 5,5 km radioforbindelse
13. mai 1897: fødsel av trådløs telegrafi
1901: Guglielmo Marconi (født 1874) - bygger bro over Atlanterhavet via radio

litteratur

James Clerk Maxwell: A Dynamical Theory of the Electromagnetic Field , Philosophical Transactions of the Royal Society of London, bind 155, 1865, s. 459-512.
- Opptrykk: Thomas F. Torrance (red.): Maxwell: A Dynamical Theory of the Electromagnetic Field , Wipf and Stock, Eugene (Oregon) 1996
- Omtrykt i: WD Niven: The Scientific Papers of James Clerk Maxwell , Volume Vol. 1. Dover, New York 1952.
Kevin Johnson: Det elektromagnetiske feltet . I: James Clerk Maxwell - The Great Unknown . Mai 2002. Hentet 7. september 2009.

Individuelle bevis

↑ ^a^b Adolf J. Schwab: Konseptuell verden av feltteori . 8. utgave. Springer Vieweg, Berlin 2019, ISBN 978-3-662-58391-3 , s. 1 ff ., doi : 10.1007 / 978-3-662-58392-0_1 .
↑ James Clerk Maxwell : En dynamisk teori om det elektromagnetiske feltet . royalsocietypublishing, London 27. oktober 1864, doi : 10.1098 / rstl.1865.0008 .
↑ Hans Reidenbach: Veiledning til elektromagnetiske felt . Red.: Association for Radiation Protection eV s. 8 ( fs-ev.org [PDF]).
↑ ^a^b Institute for Occupational Safety and Health of the German Social Accident Insurance (IFA): Elektromagnetic Fields - Topics and Projects. Hentet 12. februar 2019 .
↑ Federal Ministry of Labour and Social Affairs (BMAS): Forskningsrapport om elektromagnetiske felt på arbeidsplassen. Hentet 12. februar 2019 .
↑ EU-kommisjonen: EMF-vurdering. emfeld GmbH, åpnet 3. juli 2019 .

[Schwab-1] Adolf J. Schwab: Konseptuell verden av feltteori . 8. utgave. Springer Vieweg, Berlin 2019, ISBN 978-3-662-58391-3 , s. 1 ff ., doi : 10.1007 / 978-3-662-58392-0_1 .

[2] James Clerk Maxwell : En dynamisk teori om det elektromagnetiske feltet . royalsocietypublishing, London 27. oktober 1864, doi : 10.1098 / rstl.1865.0008 .

[3] Hans Reidenbach: Veiledning til elektromagnetiske felt . Red.: Association for Radiation Protection eV s. 8 ( fs-ev.org [PDF]).

[:0-4] Institute for Occupational Safety and Health of the German Social Accident Insurance (IFA): Elektromagnetic Fields - Topics and Projects. Hentet 12. februar 2019 .

[5] Federal Ministry of Labour and Social Affairs (BMAS): Forskningsrapport om elektromagnetiske felt på arbeidsplassen. Hentet 12. februar 2019 .

[6] EU-kommisjonen: EMF-vurdering. emfeld GmbH, åpnet 3. juli 2019 .

Languages