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1、 第一节 概 述 一、电磁环境和电磁辐射污染 二、电磁辐射污染源 三、电磁辐射污染的危害 一、电磁环境和电磁辐射污染 v电磁环境v定义：某个存在电磁辐射的空间范围。v特点：v电磁辐射是以电磁波的形式在空间环境中传播的，不能静止地存在于空间某处。v人类工作和生活的环境充满电磁辐射。v电磁辐射污染v是指人类使用产生电磁辐射的器具而泄露的电磁能量流传播到室内外空间中，其量超出环境本底值，且其性质、频率、强度和持续时间等综合影响而引起周围人群的不适感，并使健康和生态环境受到损害。电磁场源 自然电磁场源（表4-1） 人工电磁场源（表4-2）表4-1 自然电磁场源分类 银银河系恒星的爆发发宇宙电电磁场场源
2、太阳的黑点活动与黑体放射太阳电电磁场场源 自然界的火花放电、雷电大气与空气污污染源来 源分 类类电磁辐射污染源的种类主要的人工电磁污染源脉冲放电 大电流电路起电或切断产生的火花放电，电流强度瞬间 变化很大，产生很强的电磁干扰。工频场源 大功率电机、变压器及输电线等附近的电磁场射频场源 广播、电视、微波通信等。频率范围：0.13000MHz。 目前射频场源为电磁污染的主要源。分 类设 备 名 称污 染 来 源 与 部 件放电所致场源电晕放电电力线（送配电线）高电压、大电流而引起静电感应、电磁感应 、大地漏泄电流所造成辉光放电放电管白炽灯、高压水银灯及其他放电管弧光放电开关、电气铁道、放电管点火系
3、统、发电机、整流装置火花放电电气设备、发动机、冷藏车、汽车整流器、发电机、放电管、点火系统工频感应场源大功率输电线、电气设备、电气铁道 、无线电发射机、雷达高电压、大电流的电力线场、电气设备射频辐射场源高频频加热设备热设备 、热热合机、微波干燥 机 工业用射频利用设备的工作电路与振荡系统理疗机、治疗机医学用射频利用设备的工作电路与振荡系统家用电器微波炉、电脑、电磁灶、电热毯功率源为主移动通信设备手机、对讲机天线为主表4-2 人工电磁场源分类 （二）（二）电磁辐射体与电磁辐射的产生 电磁辐射体 定义：能产生电磁辐射的物体。 电力系统工业设备 电气化铁道系统及设备 广播电视和微波发射系统及设备 电
4、磁冶炼系统及电加热设备等 。 电磁辐射的产生 电磁辐射是一种物理现象，是能量以电 磁波形式由源发射到空间的现象。表4-3 冶炼机作业区电磁辐射产生状况 输出功率100kW，频率200300kHz测试测试 部位电场电场 强度 /Vm-1磁场场强度 /Am-1 距高频频感应应器30 处处头头部75800 胸部558515 腹部509027 距馈线馈线 40处处头头部18350 胸部8300.51.0腹部3250.50.6 距设备设备 30处处头头部20400.20.5 胸部25550.20.7 腹部35750.40.5 距设备设备 50处处头头部10250 胸部8180 腹部5120 距设备设备
5、1m处处头头部560 胸部350 腹部350三、电磁辐射污染的危害 人体健康 生态环境 装置设备 对人体健康危 害的影响因素三、电磁辐射污染的危害 周围环境 受体差异 辐射源 频率（波长） 电磁场强度 波形 照射时间 与辐射源距离 累计频次 v表4-4 微波对生物作用的主要效应 频频率 /kHz波长长 /受影响的 主要器官主要的生物效应应100300穿透不受影响150120020015体内各器官过热时过热时 引起各器官损伤损伤100030003010眼睛晶状体组织组织 加热显热显 著，眼睛晶状体 混浊浊3000 10000103表皮和眼睛晶 状体伴有温热热感的皮肤加热热，白 内障患病率增高10
6、0008皮肤表皮反射，部分吸收而发热发热v表4-5 某单位受检人员症状百分比与场强关系统计 场 强症 状百分比 / % 对对照组组场场强/ （Vm-1） 2050100300300头头痛 22.4524.3825.9327.2728.1514.12头晕头晕 40.8041.8845.2151.2551.7127.06乏力 17.3521.6523.2023.7528.257.84多梦 46.4449.0452.5054.0856.7231.76记忆记忆 力减退 37.5038.7841.9142.3344.444.54心悸 27.5028.5728.7033.9035.5411.37胸闷闷 1
7、2.9212.9813.2714.1916.246.41窦窦性心律不齐齐 15.0524.6433.6037.7140.2915.01窦窦性心动过缓动过缓 5.267.259.429.6810.725.89窦窦性心动过动过 速0.911.451.752.100.39脱发发 16.5216.9817.5418.1324.497.84月经经紊乱 5.106.277.408.7315.039.06一、电场与磁场二、电磁场与电磁辐射三、射频电磁场四、电磁辐射的量度单位电磁辐射基础 （一）电场（E）l带电荷的物体周围存在着电场。l静止电荷周围的电场称之为静电场。l运动电荷周围的电场则为动电场。l单位 V
8、/m一、电场与磁场（二）磁场（H）l在电流通过的导体周围能够产生磁场。l若通过导体的是直流电，则产生恒定的磁场；l若通过导体的是交流电，则产生变化的磁场；l磁场强度 单位 A/m一、电场与磁场二、电磁场与电磁辐射l电磁场：交变磁场周围会产生电场，交变电 场周围又会产生新的磁场，二者相互作用、 相互垂直，并与自身运动方向垂直。这种交 替产生的具有电场与磁场作用的物质空间称 为电磁场。 l电磁辐射：电磁场以一定速度在空间传播过 程中不断向周围空间辐射能量，此能量称为 电磁辐射，亦称电磁波。二、电磁场与电磁辐射（一）电磁波的周期（T）、频率（f）、波长（）和波速（V） （二）场区分类及其特点 （三）
9、电磁场的能量 （四）电磁波的传播特性 v周期：电磁波发生一次全振动所需要的时间，单位s (秒)。v频率：电磁波每秒振荡的次数，单位Hz (赫兹)；常用单位还有kHz (千赫)、 MHz (兆赫)或GHz (千兆赫)。v 周期与频率互为倒数v103 MHz = 106 kHz = 109 Hz（一）电磁波的周期（T）、频率（f）、波长（）和波速（V） v波长：电磁波在一个周期内所经过的距离， 单位有nm (纳米)、 m (微米)或m (米)等。v 换算关系: 1m = 103mm = 106m =109nmv电磁波在介质中的传播速度：(4-1)真空光速 c0=2.993108m/s3108m/s
10、相对介电常数 相对磁导率【讨论】在同一介质中，电磁波传播速度是不变的，故波长与频率成反比v电磁波波长和频率的关系可简化为(4-2)场区分类（二）场区分类及其特点 l定义：以场源为零点或 中心，1/6波长范围之内 的区域。l作用方式：电磁感应l定义：相对于近区场， 1/6波长范围之外的区域 l作用方式：电磁辐射1.近区场（感应场） 2.远区场（辐射场）场区特点1.近区场（感应场） l 电场强度E与磁场强度H间无定量比例关系。l 近区场电磁场强度比远区场要大得多，且衰减速度快。l 近区场电磁感应现象与场源密切相关，近区场不能脱离场源而独立存在。 2.远区场（辐射场）l 电场强度与磁场强度的定量关系
11、l 电场E与磁场H互相垂直，且都与传播方向垂 直。 l 远区场电磁辐射强度随距离衰减比近区场缓 慢。 （4-3） v电场的能量：用电场各点的能量密度表示v磁场的能量：用磁场各点的能量密度表示v电磁场的能量：等于上述二者之和（三）电磁场的能量 （4-5）（4-6）（4-7）（四）电磁波的传播特性 1.电场分量与磁场分量 2.电磁波的传播方向 3.电磁波在不同介质中的衰减 4.电磁波的反射和透射 5.电磁波谱 v作简谐振动的平面电磁波沿z方向传播时，x方向的 电场强度Ex为1.电场分量与磁场分量 （4-8）v电场强度E和磁场强度H互相垂直的关系用右手螺旋法则描述，即右手四指由电场强度方向转向磁场强
12、度方向时，垂直伸直的大拇指的方向即为电磁波的传播方向。v电磁波的传播方向用矢量S表示。 S = E H （4-10）2.电磁波的传播方向 3.电磁波在不同介质中的衰减 v均匀介质（如空气）中，无能量损耗，电磁波的波形不随距离改变。v电场和磁场在时间上同相，在空间上互相垂直，均作正弦函数的周期性变化，而且也都与传播方向垂直（图4-1）。电磁波在无损介质中的衰减 图4-1 电磁波在无损耗介质中的传播3.电磁波在不同介质中的衰减 v金属等传导介质中，自由电子在电磁场的作用下定向运动形成电流，引起电磁波能量的损耗、衰减。v波形为衰减正弦波 （图4-2）。电磁波在有损介质中的衰减 图4-2 电磁波在有损
13、耗介质中的衰减3.电磁波在不同介质中的衰减 v电磁波在良导体中衰减得很快，只能透入薄层 趋肤厚度（穿透深度)：电磁波能够穿入金属的深度。 电磁波在有损介质中的衰减 （4-11） 式中：介质的电导率，m/s;介质的磁导率,H/m。v频率越低，进入良导体的厚度即穿透深度越大。4.电磁波的反射和透射 v 电磁波传播至分界面时，发生反射和透射图4-3 电磁波的反射和透射 5.电磁波谱 电磁波（无线电 波、红外线、可 见光、紫外线、X 射线和射线等 ）的频率(或波长 )不同，按其频率 (或波长)的大小 ，依次排列成谱 图即成电磁波谱图4-4 电磁波谱图 三、射频电磁场v射频电磁场:高频电流周围形成的高频
14、率电场 和磁场，也称高频电磁场。每秒振荡十万次 以上的交流电 表4-6 射频电磁场的频段频频段名称对应对应 波段缩缩写名称频频率范围围低频频千米波（长长波）LF30300 kHz中频频百米波（中波）MF3003000 kHz高频频十米波（短波）HF330MHz甚高频频米波（超短波）VHF30300 MHz特高频频分米波UHF3003000 MHz超高频频厘米波SHF330103MHz极高频频毫米波、亚亚毫米波EHF30300103MHz 3003000103MHzl射频电磁场频段不同，电磁场强弱采用不同物理量表示四、电磁辐射的量度单位高频(100kHz30MHz)甚高频(30300MHz) V
15、/m、mV/m、V/m 或dB（分贝） 特高频微波 （300MHz) 单位：功率密度 W/cm2、mW/cm2或W/cm2 l表示电场干扰大 小时，常用dB（分 贝）来衡量 （三）复合场强l定义：两个或两个以上频率的电磁波复合在 一起的场强。l计算式 式中：E复合场强，V/m；E1，E2，En各频率对应的电磁场强。四、电磁辐射的量度单位一、电磁辐射评价标准及相关计算方法二、电磁辐射评价测量范围第三节 电磁辐射防护标准 一、电磁辐射评价标准及相关计算方法（一）（一）我国电磁辐射标准 （二）（二）国际电磁辐射标准简介 分类作业场所电磁辐射安全卫生标准电磁辐射环境安全卫生标准干扰控制标准（一）（一）我国电磁辐射标准 （一）（一）我国电磁辐射标准 1.电磁辐射防护规定（GB 8702-88） 2.环境电磁波卫生标准（GB 9174-3-88） 3.作业场所微波辐射卫生标准（GB 10436
