1. Цель работы
Знакомство с принципом установления норм безопасной работы человека с источниками электромагнитных полей и исследование эффективности экранов из различных материалов.
2. Описание лабораторной установки
Лабораторная установка состоит из микроволновой печи, дипольной антенны и гальванометра. На лабораторном столе перед печью расположена координатная сетка, что позволяет фиксировать в пространстве измерительную точку. Источником электромагнитного поля является магнетрон, излучающий электромагнитные колебания частотой 2400 МГц и длиной волны l =12,5 см = 0,125 м.
3. Ход работы
1. Оценка безопасности микроволновой печи.
Передвигая антенну по координатной сетке на лабораторном столе перед передней панелью печи, определим контуры зоны, в пределах которой плотность потока энергии превышает предельно допустимую величину 0,1 Вт/м2 (50 mА), результаты измерений заносим в таблицу 1.
Таблица 1. Плотность потока энергии в (Вт/м2) при разном расстоянии от источника излучения
|
Расстояние относительно источника ЭМП, см |
40 |
30 |
20 |
10 |
0 |
|
|
+21 |
0(0) |
0(0) |
5(0,01) |
5(0,01) |
15(0,03) |
|
|
+13 |
0(0) |
0(0) |
10(0,02) |
30(0,06) |
40(0,08 |
|
|
+3 |
10(0,02) |
20(0,04) |
20(0,04) |
20(0,04) |
40(0,08) |
|
|
-7 |
70(0,14) |
130(0,26) |
150(0,3) |
170(0,34) |
180(0,36) |
|
|
-17 |
130(0,26) |
170(0,34) |
180(0,36) |
200(0,4) |
220(0,44) |
|
|
-27 |
75(0,15) |
85(0,17) |
95(0,19) |
105(0,21) |
200(0,4) |
По построенным данным из таблицы 1, построим поверхностную диаграмму распределения плотность потока энергии:
Рис. 1 - Поверхностная диаграмма распределения плотности потока на определенной площади в близи источника излучения
Коэффициент безопасности КБ определим по формуле:
КБ= Iпд / I50,
Где Iпд - 0,1 предельно допустимая по нормам величина ППЭ; I50 - измеренная интенсивность излучения или плотность потока энергии на расстоянии 50 см от передней панели печи в точке максимального излучения.
Тогда для максимальной плотности потока:
КБ = 0,1/0,26 = 0,384 Вт/м2.
Т.к. КБ < 1 - работающая печь создает ЭМП, опасное для здоровья пользователя
2. Исследование эффективности экранирования
Таблица 2
|
Экран |
Алюминий |
|
|
Плотность потока энергии с экраном I2, мA (Вт/м2) |
30(0,06) |
|
|
Экспериментальная эффективность экрана, дБ |
8,65 |
|
|
Экспериментальная эффективность экрана, разы |
7,33 |
Эффективность экранирования, дБ, можно определить по формуле:
Э= 36+ 20+8,7,
Где =0,52 м.
Э= 36+ 20*+8,7 * = 35611,17 дБ
Экспериментально эффективность экранирования можно определить из выражения:
Э = 10*lg(I1 /I2), дБ
Э =I1 / I2, раз.
Э = 10*lg(0,44 /0,06) = 8,65 дБ
Э =0,44 / 0,06 = 7,33 раз
экранирование электромагнитный безопасный
Вывод: в ходе выполнения лабораторной работы были изучены принципы установления норм безопасной работы человека с источниками электромагнитных полей и исследование эффективности экранов из различных материалов. Была построена зависимость плотности потока энергии от расстояния до источника ЭМИ, рассчитаны коэффициент безопасности, который показал, что печь не безопасна, а также эффективность экранирования металлического экрана.