| Величина | Единица измерения | |
| Наименование | Обозначение | |
| Напряженность электрического поля | Вольт на метр | В/м |
| Электрическая индукция | Кулон на квадратный метр | Кл/м2 |
| Напряженность магнитного поля | Ампер на метр | А/м |
| Магнитная индукция | Тесла | Тл |
| Плотность тока | Ампер на квадратный метр | А/м2 |
| Сила тока | Ампер | А |
| Электрический заряд | Кулон | Кл |
| Электрическое напряжение | Вольт | В |
| Плотность потока энергии электромагнитного поля | Ватт на квадратный метр | Вт/м2 |
Естественные электромагнитные поля
В спектре естественных электромагнитных полей условно можно выделить несколько составляющих – это
— постоянное магнитное поле Земли (геомагнитное поле, ГМП)
— переменные электрические и магнитные поля в диапазоне частот от 3-10 Гц до 1012 Гц.
Особое внимание при изучении влияния естественных ЭМП на живую природу уделяется геомагнитному полю, как одному из важнейших факторов окружающей среды.
ГЕОМАГНИТНОЕ ПОЛЕ
ГМП — магнитное поле, генерируемое внутриземными источниками.
Земля обладает магнитным полем дипольного типа, как будто бы в ее центре расположен гигантский полосовой магнит. Дипольный магнитный момент Земли на 1995 год составлял 7,812·1025 Гс·см³ (или 7,812·1022 А·м²), уменьшаясь в среднем за последние десятилетия на 0,004·1025 Гс·см³ или на 0,05% в год.
Магнитный дипольный момент Земли — основная векторная величина, характеризующая магнитные свойства вещества. Представляет собой вращающий момент, действующий на планету Земля в магнитном поле. Измеряется в А⋅м 2 или Дж/Тл (СИ)
Сейчас напряжённость магнитного поля Земли составляет около 30 000 нТл на экваторе (где вектор поля направлен по горизонтали) и 60 000 нТл на полюсах (где вектор направлен вертикально).
Палеомагнитные реконструкции позволили установить, что в истории Земли уже многократно происходили инверсии магнитного поля, т.е. полюса геомагнитного диполя менялись местами. За последние 5 млн. лет это происходило уже около 20 раз (примерно каждые 250 000). Но последняя такая инверсия случилась примерно 780 тыс. лет назад. Объяснения столь длительного периода стабильности пока нет. Однако то, что в настоящее время главное магнитное поле Земли довольно интенсивно уменьшается, неоспоримый факт.
Если уменьшение дипольной компоненты поля со скоростью 0,05% в год продолжится, то эта основная составляющая поля исчезнет уже в четвёртом тысячелетии. А магнитное поле Земли станет многополярным. Такая конфигурация поля всегда предшествует переполюсовке а Земля в этот период лишается своего прочного магнитного щита, который экранирует Землю от энергичных заряженных частиц, приходящих из космоса и от Солнца. Эти частицы, постепенно оседая, активно разрушают стратосферный озон. В результате уменьшения концентрации озона увеличивается вредная УФ -радиация. Сейчас уменьшение содержания озона фиксируется на всех широтах, несмотря на активные меры, принятые в рамках Монреальского протокола о защите озонового слоя Земли. Наиболее ввысокие потери озона происходят в Южном полушарии над Антарктикой. В весенний период здесь развивается самая большая озоновая дыра. Моделирование показывает, что при нулевом геомагнитном поле концентрация озона в атмосфере уменьшится на 50%. Такое сокращение содержания озона и появление многочисленных озоновых дыр приведут к катастрофическим последствиям для биосферы.
Рис. 2 Геомагнитное поле земли: а) — дипольное магнитное поле, б) — магнитное поле Земли, трансформированное потоком солнечного ветра.
Считается, что магнитное поле Земли генерируется токами в жидком металлическом ядре. В тоже время проблема происхождения и сохранения поля по сей день не считается решённой. Среди имеющихся гипотез наиболее правдоподобны две:
—поле вызвано вращающимся железным ядром Земли,
—гигантским электрическим током, опоясывающим Землю на большом расстоянии от центра Земли.
Свой вклад в формирование естественного электромагнитного фона Земли вносят:
1. Мировая и локальная грозовая активности. ЭМП, происхождение которых обусловлено грозовой активностью, наблюдаются и на более высоких частотах (0,1-15 кГц).
2. Электромагнитные излучения всего радиочастотного диапазона, инфракрасное и ультрафиолетовое излучения, видимый свет, ионизирующее излучение, входящие в спектр солнечного и галактического излучений, достигающих Земли.
В совокупности естественные ЭМП Земли представляют собой целый спектр электромагнитных «шумов», в условиях воздействия которых существует сама Земля и все живое на ней.
Основную часть геомагнитного поля Земли составляет – магнитосфера (внешнее поле) и некоторую ее часть магнетизм собственно самой Земли и ее недр.
Величина постоянного ГМП может изменяться на поверхности Земли от 26 мкТл (в районе Рио-де-Жанейро) до 68 мкТл (вблизи географических полюсов), достигая максимумов в районах магнитных аномалий (Курская аномалия, до 190 мкТл).
Единицы измерения ЭМП
Нормируемая характеристика ЭМП
Наименование единицы измерения в СИ
Другие распространенные единицы
Постоянное магнитное поле
Напряженность поля Магнитная индукция (измеряемая характеристика)
Ампер на метр Тесла
8 кА/м соответствует 10 мТ
Электрическое поле промышленной частоты 50 Гц
Электромагнитное поле 60 кГц — 300 МГц
Напряженность магнитного поля
Напряженность электрического поля
Электромагнитное поле 300 МГц — 300 ГГц
Плотность потока энергии
Ватт на квадратный метр
Плотность потока энергии
Ватт на квадратный метр
Плотность потока энергии
Ватт на квадратный метр
на длине волны 297 нм
Поверхностная плотность мощности (энергетическая освещенность)
Ватт на квадратный метр
Поверхностная плотность энергии (энергетическая экспозиция)
Джоуль на квадратный метр
| > Приборы для санитарно-гигиенического контроля ЭМП |
| Содержание Методические рекомендации по проведению лабораторного контроля за источниками электромагнитных полей неионизирующей части. |
Откройте актуальную версию документа прямо сейчас или получите полный доступ к системе ГАРАНТ на 3 дня бесплатно!
Если вы являетесь пользователем интернет-версии системы ГАРАНТ, вы можете открыть этот документ прямо сейчас или запросить по Горячей линии в системе.
© ООО "НПП "ГАРАНТ-СЕРВИС", 2019. Система ГАРАНТ выпускается с 1990 года. Компания "Гарант" и ее партнеры являются участниками Российской ассоциации правовой информации ГАРАНТ.
| Название: Измерение напряженности электромагнитного поля и помех Раздел: Рефераты по коммуникации и связи Тип: реферат Добавлен 07:20:12 23 января 2009 Похожие работы Просмотров: 2938 Комментариев: 14 Оценило: 3 человек Средний балл: 5 Оценка: неизвестно Скачать |
— плотность потока энергии (вектор Умова-Пойнтинга) (Вт/м 2 );
— напряженность электрического поля (В/м);
— напряженность магнитного поля (А/м).
, (1)
.
, (4),
, (5)
— действующая высота антенны. |
При калибровке ко входу УВЧ подают известное напряжение от генератора-калибратора и, регулируя усиление УВЧ, устанавливают стрелку вольтметра на определенное значение. Предварительно на аттенюаторе ПЧ устанавливают заданное значение ослабления 
. В результате усиление всего измерителя приводится к заданному и известному значению К.
При измерениях переключатель переводят в положение «1» и, регулируя ослабление 
и , устанавливают стрелку вольтметра в любое удобное для отсчета положение. Шкала вольтметра проградуирована в значениях входного напряжения УВЧ и его показания определяются выражением
из которого можно определить значение E:
. (6)
Пределы изменения напряженности поля такими приборами составляют от долей мкВ/м до сотен мВ/м, а плотности потока мощности – от сотых долей мкВт/см 2 до десятков мВт/см 2 .
Погрешность измерения определяется погрешностью используемой измерительной антенны, неточностью ее ориентирования, рассогласованиями, погрешностью аттенюатора и вольтметра. Суммарная погрешность достигает значения ±30 %.
Измерение помех в каналах связи
Наибольшее влияние на качество связи оказывают внешние помехи. Для техники связи характерно, что в телефонных и вещательных каналах измеряют не общее напряжение помех, а псофометрическое напряжение. При измерении такого напряжения учитываются избирательные свойства слуха человека.
Измерение псофометрического напряжения помех
Псофометрическое напряжение – напряжение помех, которое существует на сопротивлении нагрузки 600 Ом, согласованном с выходным сопротивлением питающей его цепи и измеренное с учетом неодинакового воздействия напряжения различных частот Uf на качество телефонной или вещательной передачи.
Неодинаковость воздействия учитывается с помощью весовых коэффициентов Аf напряжения Uψ относительно весового коэффициента для частоты сравнения Аf сравн . В соответствии с этим псофометрическое напряжение помех будет определяться
. (7)
Весовые коэффициенты устанавливаются в результате многолетних наблюдений и рекомендуются на определенный период для всех стран мира. Эти коэффициенты определяются по псофометрическим характеристикам для соответствующего канала. Для телефонного канала выбрана частота сравнения 800 Гц, а для вещательного канала – 1кГц.
Псофометрическое напряжение помех измеряется с помощью измерительного прибора, называемого псофометром. Его структурная схема представлена на рисунке 2.
Псофометр представляет собой электронный вольтметр с избирательностью, определяемой псофометрическими характеристиками. Для этого служат полосовые фильтры: ПФ1 с телефонной и ПФ2 с вещательной псофометрическими характеристиками.
Для измерения полного напряжения помех служит эквивалентное звено (ЭЗ), затухание которого равно затуханию псофометрических фильтров на частотах сравнения.
Погрешность измерения – единицы процента.
Для всех каналов и систем связи установлены допустимые нормы псофометрического напряжения помех, соответствие которым и проверяется в результате их измерений.
 |
Измерение внешних радиопомех
Измерение естественных радиопомех
Всю шкалу используемых частот можно условно разбить на три области:
1) от 1 Гц до 3 МГц, где преобладают атмосферные помехи от грозовых разрядов.
2) от 3 МГц до 1 ГГц, где преобладают космические шумы.
3) больше 10 ГГц, где преобладают атмосферные помехи от тепловых шумов.
При измерении естественных радиопомех надо учитывать также пассивные помехи, которые проявляются в виде отражений от земной и водной поверхности, облаков и т.д.
Измерение станционных помех
Основной источник станционных помех — побочные излучения передающих устройств, которые возникают в результате нелинейных искажений в радиопередающих устройствах.
Абсолютное значение мощности побочных излучений определяется путем измерения напряженности поля или плотности потока мощности, создаваемым этим побочным излучением в дальней от передатчика зоне, или путем измерения напряжения или мощности побочных излучений в фидерной линии. Соответственно измерения называются измерениями по полю или измерениями по тракту.
Результаты этих измерений позволяют рассчитать мощности побочных излучений.
В соответствующих нормативных документах установлены допустимые уровни радиопомех, приведены методики выполнения измерений и рекомендуемая измерительная аппаратура.
Измерение индустриальных радиопомех
Индустриальные помехи подразделяются на длительные (не менее 1 с) и непродолжительные (менее 1 с).
Возникающие в помехообразующих элементах, и они могут распространяться как в открытом пространстве, так и по проводам.
Методики выполнения измерений зависят от источника помех и приведены в соответствующих нормативных документах.
Структурные схемы измерителей радиопомех аналогичны рассмотренным выше схемам измерительных приемников и измерителей напряженности поля, но они имеют свои особенности, обусловленные характером помех.
Так как помехи имеют в основном случайный и импульсный характер, то, чтобы оценить их мешающее воздействие, они должны усредняться.
Усреднение выполняется с помощью квазипикового детектора.
Кроме квазипикового детектора в таких измерителях используются детекторы среднего, действующего и пикового значений.
Это позволяет получить дополнительные сведения о характере помех.
1Метрология и электроизмерения в телекоммуникационных системах: Учебник для вузов /А.С. Сигов, Ю.Д. Белик. и др./ Под ред. В.И. Нефедова. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Высш. шк., 2005.
2Бакланов И.Г. Технологии измерений в современных телекоммуникациях. – М.: ЭКО-ТРЕНДЗ, 2007.
3Метрология, стандартизация и измерения в технике связи: Учеб. пособие для вузов /Под ред. Б.П. Хромого. – М.: Радио и связь, 2006.
