المجال الكهروستاتيكي أو. مصادر المجالات الكهرومغناطيسية والإشعاع. كيف يتم التنظيم الصحي للمجالات الكهروستاتيكية

يحدد قانون كولوم قوة التفاعل بين الشحنات الكهربائية، لكنه لا يوضح كيفية انتقال هذا التفاعل عبر مسافة من جسم إلى آخر.

وتظهر التجارب أن هذا التفاعل يُلاحظ أيضًا عندما تكون الأجسام المكهربة في الفراغ. وهذا يعني أن التفاعل الكهربائي لا يتطلب وسطا. وفقا للنظرية التي طورها M. Faraday و J. Maxwell، في الفضاء الذي توجد فيه الشحنة الكهربائية، يوجد مجال كهربائي.

المجال الكهروستاتيكي- نوع خاص من المادة، مصدره هو الشحنات الثابتة بالنسبة للإطار المرجعي بالقصور الذاتي (IFR) قيد النظر، والذي يتم من خلاله تفاعلها.

وبالتالي فإن المجال الكهروستاتيكي هو مادة. إنه مستمر في الفضاء. وبناءً على المفاهيم الحديثة، فإن الجسيم المشحون الثابت هو مصدر للمجال الكهروستاتيكي، ووجود المجال هو علامة على وجود الجسيم المشحون نفسه. يتلخص تفاعل الشحنات الكهربائية فيما يلي: مجال الشحن س 1 يتصرف بالتهمة س 2، ومجال الشحن س 2 أعمال بتهمة س 1 . ولا تنتقل هذه التفاعلات على الفور، بل بسرعة محدودة تساوي سرعة الضوء مع= 300000 كم/ث. يسمى المجال الكهربائي الناتج عن الشحنات الكهربائية الثابتة نسبة إلى ISO قيد النظر بالكهرباء الساكنة.

لا يمكننا أن ندرك المجال الكهروستاتيكي مباشرة بحواسنا. يمكننا الحكم على وجود المجال الكهروستاتيكي من خلال أفعاله. يؤثر المجال الكهروستاتيكي لشحنة معينة بقوة على أي شحنة أخرى موجودة في مجال شحنة معينة.

تسمى القوة التي يعمل بها المجال الكهروستاتيكي على الشحنة الكهربائية المدخلة إليه القوة الكهربائية.

يعتمد تأثير المجال الكهروستاتيكي على الشحنة على موقع الشحنة في هذا المجال.

إذا كان هناك العديد من الأجسام المشحونة الموجودة في نقاط مختلفة في الفضاء، ففي أي نقطة في هذا الفضاء سوف يظهر العمل المشترك لجميع الرسوم، أي. المجال الكهروستاتيكي الناتج عن كل هذه الأجسام المشحونة.

الأدب

Aksenovich L. A. الفيزياء في المدرسة الثانوية: النظرية. مهام. الاختبارات: كتاب مدرسي. بدل للمؤسسات التي تقدم التعليم العام. البيئة والتعليم / L. A. Aksenovich، N. N. Rakina، K. S. Farino؛ إد. ك.س فارينو. - مين: Adukatsiya i vyakhavanne، 2004. - ص 214-215.

تتخلل المجالات الكهرومغناطيسية المساحة المحيطة بأكملها.

هناك مصادر طبيعية ومن صنع الإنسان للمجالات الكهرومغناطيسية.

طبيعيمصادر المجال الكهرومغناطيسي:

• كهرباء الغلاف الجوي
• الانبعاثات الراديوية من الشمس والمجرات (الإشعاعات المتبقية، موزعة بشكل موحد في جميع أنحاء الكون)؛
• المجالات الكهربائية والمغناطيسية للأرض.

مصادر من صنع الإنسانالمجالات الكهرومغناطيسية هي معدات نقل مختلفة، ومفاتيح، ومرشحات عزل عالية التردد، وأنظمة الهوائي، والمنشآت الصناعية المجهزة بمولدات عالية التردد (HF)، ومولدات عالية التردد (UHF) وفائقة التردد (ميكروويف).

مصادر المجالات الكهرومغناطيسية في الإنتاج

تشمل مصادر المجالات الكهرومغناطيسية في الإنتاج مجموعتين كبيرتين من المصادر:

قد يكون لما يلي تأثير خطير على العمال:

• ترددات الراديو EMF (60 كيلو هرتز - 300 جيجا هرتز)،
• المجالات الكهربائية والمغناطيسية ذات التردد الصناعي (50 هرتز)؛
• المجالات الكهروستاتيكية.

مصادر موجات التردد الراديويهي في المقام الأول محطات البث الإذاعي والتلفزيوني. ويرد تصنيف الترددات الراديوية في الجدول. 1. يعتمد تأثير موجات الراديو إلى حد كبير على خصائص انتشارها. ويتأثر بطبيعة التضاريس وغطاء سطح الأرض والأشياء والمباني الكبيرة الموجودة على المسار وما إلى ذلك. تمتص الغابات والتضاريس غير المستوية موجات الراديو وتبعثرها.

الجدول 1. نطاق الترددات الراديوية

المجالات الكهروستاتيكيةيتم إنشاؤها في محطات الطاقة والعمليات الكهربائية. اعتمادًا على مصادر التكوين، يمكن أن توجد في شكل مجال إلكتروستاتيكي بحد ذاته (مجال من الشحنات الثابتة). في الصناعة، تُستخدم المجالات الكهروستاتيكية على نطاق واسع لتنقية الغاز الكهربائي، والفصل الكهروستاتيكي للخامات والمواد، والتطبيق الكهروستاتيكي للدهانات ومواد البوليمر. يتم توليد الكهرباء الساكنة أثناء تصنيع واختبار ونقل وتخزين أجهزة أشباه الموصلات والدوائر المتكاملة، وطحن وتلميع علب أجهزة الاستقبال الإذاعية والتلفزيونية، في مباني مراكز الكمبيوتر، في مناطق معدات النسخ، وكذلك في عدد من العمليات الأخرى التي تستخدم فيها المواد العازلة. يمكن أن تنشأ الشحنات الكهروستاتيكية والمجالات الكهروستاتيكية التي تنتجها عندما تتحرك السوائل العازلة وبعض المواد السائبة عبر خطوط الأنابيب، أو عند صب السوائل العازلة، أو عند لف الفيلم أو الورق.

المجالات المغناطيسيةيتم إنشاؤها بواسطة المغناطيسات الكهربائية، والملفات اللولبية، والمنشآت من نوع المكثفات، والمغناطيس المصبوب والسيرميت، وغيرها من الأجهزة.

مصادر المجالات الكهربائية

تتميز أي ظاهرة كهرومغناطيسية، ككل، بوجود جانبين - كهربائي ومغناطيسي، بينهما اتصال وثيق. دائمًا ما يكون للمجال الكهرومغناطيسي جانبان مترابطان - المجال الكهربائي والمجال المغناطيسي.

مصدر المجالات الكهربائية ذات التردد الصناعيهي الأجزاء الحاملة للتيار من التركيبات الكهربائية الموجودة (خطوط الكهرباء، المحاثات، مكثفات المنشآت الحرارية، خطوط التغذية، المولدات، المحولات، المغناطيسات الكهربائية، الملفات اللولبية، وحدات النبض نصف الموجة أو المكثف، المغناطيس المصبوب والسيرميت، إلخ). يمكن أن يؤدي التعرض طويل الأمد للمجال الكهربائي على جسم الإنسان إلى تعطيل الحالة الوظيفية للجهاز العصبي والقلب والأوعية الدموية، والذي يتم التعبير عنه في زيادة التعب، وانخفاض جودة عمليات العمل، وألم في القلب، وتغيرات في ضغط الدم والنبض. .

بالنسبة للمجال الكهربائي ذي التردد الصناعي، وفقًا لـ GOST 12.1.002-84، فإن الحد الأقصى المسموح به لقوة المجال الكهربائي، والذي لا يُسمح له بالبقاء دون استخدام معدات حماية خاصة طوال يوم العمل بأكمله، هو 5 كيلو فولت /م. في النطاق من أعلى من 5 كيلو فولت/م إلى 20 كيلو فولت/م، يتم تحديد وقت الإقامة المسموح به T (h) بالصيغة T = 50/E - 2، حيث E هي قوة مجال التمثيل في المنطقة الخاضعة للتحكم ، كيلو فولت / م. عند شدة المجال التي تزيد عن 20 كيلو فولت/م إلى 25 كيلو فولت/م، يجب ألا يتجاوز وقت بقاء الأفراد في الميدان 10 دقائق. تم ضبط القيمة القصوى المسموح بها لشدة المجال الكهربائي على 25 كيلو فولت/م.

إذا كان من الضروري تحديد الحد الأقصى المسموح به لشدة المجال الكهربائي لفترة معينة من البقاء فيه، يتم حساب مستوى الشدة بـ kV/m باستخدام الصيغة E - 50/(T + 2)، حيث T هو وقت البقاء في المجال الكهربائي، ساعات.

الأنواع الرئيسية للحماية الجماعية ضد تأثير المجال الكهربائي لتيارات التردد الصناعي هي أجهزة التدريع - وهي جزء لا يتجزأ من التركيبات الكهربائية المصممة لحماية الموظفين في المفاتيح الكهربائية المفتوحة وعلى خطوط الكهرباء العلوية (الشكل 1).

يعد جهاز الحماية ضروريًا عند فحص المعدات وأثناء التبديل التشغيلي ومراقبة تقدم العمل. من الناحية الهيكلية، تم تصميم أجهزة التدريع على شكل مظلات أو مظلات أو أقسام مصنوعة من الحبال المعدنية. قضبان، شبكات. يجب أن تحتوي أجهزة التدريع على طلاء مضاد للتآكل وأن تكون مؤرضة.

أرز. 1. مظلة حاجزة فوق الممر المؤدي إلى المبنى

للحماية من تأثير المجال الكهربائي لتيارات التردد الصناعي، يتم أيضًا استخدام بدلات التدريع المصنوعة من قماش خاص بخيوط معدنية.

مصادر المجالات الكهروستاتيكية

تستخدم الشركات على نطاق واسع وتنتج المواد والمواد التي لها خصائص عازلة، مما يساهم في توليد شحنات الكهرباء الساكنة.

يتم إنتاج الكهرباء الساكنة عن طريق الاحتكاك (التلامس أو الانفصال) بين عوازل ضد بعضها البعض أو عوازل ضد المعادن. في هذه الحالة، يمكن أن تتراكم الشحنات الكهربائية على المواد المحتكة، والتي تتدفق بسهولة إلى الأرض إذا كان الجسم موصلًا للكهرباء وكان مؤرضًا. يتم الاحتفاظ بالشحنات الكهربائية في العوازل الكهربائية لفترة طويلة، ولهذا تسمى كهرباء ساكنة.

تسمى عملية ظهور وتراكم الشحنات الكهربائية في المواد كهربة.

وتلاحظ ظاهرة الكهربة الساكنة في الحالات الرئيسية التالية:

• في تدفق وتناثر السوائل.
• في تيار من الغاز أو البخار.
• عند الاتصال والإزالة اللاحقة لاثنين من المواد الصلبة
• أجسام متباينة (كهربة الاتصال).

يحدث تفريغ الكهرباء الساكنة عندما تصل شدة المجال الكهروستاتيكي فوق سطح العازل أو الموصل، بسبب تراكم الشحنات عليها، إلى قيمة (انهيار) حرجة. بالنسبة للهواء، جهد الانهيار هو 30 كيلو فولت/سم.

يعاني الأشخاص الذين يعملون في المناطق المعرضة للمجالات الكهروستاتيكية من مجموعة متنوعة من الاضطرابات: التهيج، والصداع، واضطراب النوم، وانخفاض الشهية، وما إلى ذلك.

يتم تحديد المستويات المسموح بها لشدة المجال الكهروستاتيكي بواسطة GOST 12.1.045-84 "المجالات الكهروستاتيكية. المستويات المسموح بها في أماكن العمل ومتطلبات المراقبة "والمعايير الصحية والنظافة لقوة المجال الكهروستاتيكي المسموح بها (GN 1757-77).

تنطبق هذه اللوائح على المجالات الكهروستاتيكية التي يتم إنشاؤها أثناء تشغيل التركيبات الكهربائية ذات التيار المباشر عالي الجهد وكهربة المواد العازلة، وتحدد المستويات المسموح بها من قوة المجال الكهروستاتيكي في أماكن عمل الموظفين، بالإضافة إلى المتطلبات العامة لمعدات التحكم والحماية.

يتم تحديد المستويات المسموح بها لشدة المجال الكهروستاتيكي اعتمادًا على الوقت الذي يقضيه في أماكن العمل. الحد الأقصى المسموح به لشدة المجال الكهروستاتيكي هو 60 كيلو فولت / م لمدة ساعة واحدة.

عندما تكون شدة المجال الكهروستاتيكي أقل من 20 كيلو فولت/م، لا يتم تنظيم الوقت الذي يقضيه في المجالات الكهروستاتيكية.

في نطاق الجهد من 20 إلى 60 كيلو فولت/م، يعتمد الوقت المسموح به لبقاء الموظفين في مجال إلكتروستاتيكي بدون معدات حماية على مستوى التوتر المحدد في مكان العمل.

تهدف تدابير الحماية من الكهرباء الساكنة إلى منع حدوث وتراكم شحنات الكهرباء الساكنة، وتهيئة الظروف لتشتت الشحنات والقضاء على خطر آثارها الضارة. تدابير الحماية الأساسية:

• منع تراكم الشحنات على الأجزاء الموصلة للكهرباء من المعدات، والذي يتم تحقيقه عن طريق تأريض المعدات والاتصالات التي قد تظهر عليها الشحنات (الأجهزة والخزانات وخطوط الأنابيب والناقلات وأجهزة الصرف الصحي والجسور وما إلى ذلك)؛
• تقليل المقاومة الكهربائية للمواد المصنعة؛
• استخدام معادلات الكهرباء الساكنة التي تولد أيونات موجبة وسالبة بالقرب من الأسطح المكهربة. تنجذب إليها الأيونات التي تحمل شحنة معاكسة للشحنة السطحية وتحييد الشحنة. بناءً على مبدأ عملها، تنقسم المحايدات إلى الأنواع التالية: كورونا التفريغ(الحث والجهد العالي) ، النظائر المشعة، ويستند عملها على تأين الهواء بواسطة إشعاع ألفا من البلوتونيوم -239 وإشعاع بيتا من البروميثيوم -147، الديناميكا الهوائيةوهي عبارة عن غرفة تمدد يتم فيها توليد الأيونات باستخدام الإشعاعات المؤينة أو تفريغ الإكليل، والتي يتم بعد ذلك إمدادها عن طريق تدفق الهواء إلى المكان الذي تتشكل فيه شحنات الكهرباء الساكنة؛
• تقليل شدة شحنات الكهرباء الساكنة. يتم تحقيق ذلك من خلال الاختيار المناسب لسرعة حركة المواد، باستثناء رش المواد وسحقها وتفتيتها، وإزالة الشحنة الكهروستاتيكية، واختيار أسطح الاحتكاك، وتنقية الغازات والسوائل القابلة للاشتعال من الشوائب؛
• إزالة شحنات الكهرباء الساكنة التي تتراكم على الإنسان. ويتم تحقيق ذلك من خلال تزويد العمال بأحذية موصلة للكهرباء وأردية مضادة للكهرباء الساكنة، وتركيب أرضيات موصلة للكهرباء أو مناطق مؤرضة ومنصات ومنصات عمل. تأريض مقابض الأبواب ودرابزين السلالم ومقابض الأدوات والآلات والأجهزة.

مصادر المجال المغناطيسي

تنشأ المجالات المغناطيسية (MF) للتردد الصناعي حول أي تركيبات كهربائية وموصلات ذات تردد صناعي. كلما زاد التيار، زادت شدة المجال المغناطيسي.

يمكن أن تكون المجالات المغناطيسية ثابتة، ونابضة، وترددات تحت الحمراء منخفضة (بتردد يصل إلى 50 هرتز)، ومتغيرة. يمكن أن يكون عمل MP مستمرًا أو متقطعًا.

تعتمد درجة تأثير المجال المغناطيسي على شدته القصوى في مساحة عمل الجهاز المغناطيسي أو في منطقة تأثير المغناطيس الاصطناعي. تعتمد الجرعة التي يتلقاها الشخص على موقع مكان العمل بالنسبة إلى MP ونظام العمل. MP الثابت لا يسبب أي تأثيرات ذاتية. عند التعرض لمتغيرات MFs، يتم ملاحظة أحاسيس بصرية مميزة، تسمى الفوسفينات، والتي تختفي عندما يتوقف التأثير.

عند العمل باستمرار في ظل ظروف التعرض للـ MF التي تتجاوز الحد الأقصى المسموح به، تحدث اختلالات في الجهاز العصبي والقلب والأوعية الدموية والجهاز التنفسي والجهاز الهضمي وتغيرات في تكوين الدم. مع التعرض المحلي في الغالب، قد تحدث اضطرابات نباتية وغذائية، عادة في منطقة الجسم التي تقع تحت التأثير المباشر للعضو النائب (غالبًا اليدين). تتجلى في الشعور بالحكة أو الشحوب أو زرقة الجلد وتورم وسماكة الجلد، وفي بعض الحالات يتطور فرط التقرن (التقرن).

يجب ألا يتجاوز الجهد MF في مكان العمل 8 كيلو أمبير / م. عادةً لا يتجاوز الجهد MF لخط نقل الطاقة بجهد يصل إلى 750 كيلو فولت 20-25 أمبير/م، وهو ما لا يشكل خطراً على البشر.

مصادر الإشعاع الكهرومغناطيسي

مصادر الإشعاع الكهرومغناطيسي في نطاق واسع من الترددات (التردد الصغير والمنخفض، تردد الراديو، الأشعة تحت الحمراء، المرئية، الأشعة فوق البنفسجية، الأشعة السينية - الجدول 2) هي محطات راديو قوية، وهوائيات، ومولدات الموجات الدقيقة، ومنشآت التدفئة التعريفي والعازلة، الرادارات، والليزر، وأجهزة القياس والتحكم، ومرافق البحث، والأدوات والأجهزة الطبية عالية التردد، وأجهزة الكمبيوتر الإلكترونية الشخصية، ومحطات عرض الفيديو على أنابيب أشعة الكاثود، المستخدمة في الصناعة والبحث العلمي وفي الحياة اليومية.

مصادر الخطر المتزايد من وجهة نظر الإشعاع الكهرومغناطيسي هي أيضًا أفران الميكروويف وأجهزة التلفزيون والهواتف المحمولة والهواتف اللاسلكية.

الجدول 2. طيف الإشعاع الكهرومغناطيسي

انبعاثات التردد المنخفض

مصادر الإشعاع منخفض التردد هي أنظمة الإنتاج. نقل وتوزيع الكهرباء (محطات توليد الكهرباء، محطات المحولات الفرعية، أنظمة وخطوط نقل الطاقة)، ​​الشبكات الكهربائية للمباني السكنية والإدارية، النقل بالطاقة الكهربائية والبنية التحتية الخاصة بها.

مع التعرض لفترات طويلة للإشعاع منخفض التردد، قد يحدث الصداع، والتغيرات في ضغط الدم، والتعب، وفقدان الشعر، والأظافر الهشة، وفقدان الوزن، وانخفاض مستمر في الأداء.

للحماية من الإشعاع منخفض التردد، يتم حماية مصادر الإشعاع (الشكل 2) أو المناطق التي قد يكون الشخص فيها محميًا.

أرز. 2. التدريع: أ - مغو. ب - مكثف

مصادر الترددات اللاسلكية

مصادر الترددات الراديوية EMF هي:

• في النطاق 60 كيلو هرتز - 3 ميجا هرتز - عناصر غير محمية من معدات المعالجة التعريفي للمعادن (الضخ، التلدين، الصهر، اللحام، اللحام، إلخ) والمواد الأخرى، بالإضافة إلى المعدات والأدوات المستخدمة في الاتصالات الراديوية والبث؛
• في حدود 3 ميجا هرتز - 300 ميجا هرتز - عناصر غير محمية من المعدات والأجهزة المستخدمة في الاتصالات الراديوية والبث الإذاعي والتلفزيون والطب، بالإضافة إلى معدات عوازل التدفئة؛
• في النطاق 300 ميجا هرتز - 300 جيجا هرتز - عناصر غير محمية من المعدات والأجهزة المستخدمة في الرادار وعلم الفلك الراديوي والتحليل الطيفي الراديوي والعلاج الطبيعي وما إلى ذلك. التعرض طويل الأمد لموجات الراديو على أنظمة مختلفة من جسم الإنسان يسبب عواقب مختلفة.

أكثر الانحرافات المميزة في الجهاز العصبي المركزي البشري ونظام القلب والأوعية الدموية عند التعرض لموجات الراديو من جميع النطاقات هي. شكاوى ذاتية - صداع متكرر، نعاس أو أرق، تعب، ضعف، زيادة التعرق، فقدان الذاكرة، ارتباك، دوخة، سواد العينين، مشاعر قلق غير مبررة، خوف، إلخ.

يتجلى تأثير المجال الكهرومغناطيسي في نطاق الموجة المتوسطة مع التعرض لفترة طويلة في العمليات المثيرة وتعطيل ردود الفعل الإيجابية. ويلاحظ التغيرات في الدم، بما في ذلك زيادة عدد الكريات البيضاء. تم إثبات اختلال وظائف الكبد والتغيرات التصنعية في الدماغ والأعضاء الداخلية والجهاز التناسلي.

يثير المجال الكهرومغناطيسي لنطاق الموجة القصيرة تغيرات في قشرة الغدة الكظرية، ونظام القلب والأوعية الدموية، والعمليات الكهربائية الحيوية لقشرة الدماغ.

يسبب VHF EMF تغيرات وظيفية في الجهاز العصبي والقلب والأوعية الدموية والغدد الصماء وغيرها من أجهزة الجسم.

تعتمد درجة خطر تعرض الشخص لإشعاع الميكروويف على قوة مصدر الإشعاع الكهرومغناطيسي، وطريقة تشغيل الباعثات، وميزات تصميم جهاز الباعث، ومعلمات المجالات الكهرومغناطيسية، وكثافة تدفق الطاقة، وقوة المجال، ووقت التعرض وحجم السطح المشعع والخصائص الفردية للشخص وموقع أماكن العمل وإجراءات الحماية الفعالة.

هناك تأثيرات حرارية وبيولوجية لإشعاع الميكروويف.

التأثيرات الحرارية هي نتيجة لامتصاص الطاقة من إشعاع الموجات الدقيقة EMF. كلما زادت شدة المجال وزاد وقت التعرض، كلما كان التأثير الحراري أقوى. عندما تكون كثافة تدفق الطاقة W 10 واط / م 2، لا يستطيع الجسم التعامل مع إزالة الحرارة، وترتفع درجة حرارة الجسم وتبدأ عمليات لا رجعة فيها.

تتجلى التأثيرات البيولوجية (المحددة) في إضعاف النشاط البيولوجي لهياكل البروتين، وتعطيل نظام القلب والأوعية الدموية والتمثيل الغذائي. يحدث هذا التأثير عندما تكون كثافة المجال الكهرومغناطيسي أقل من العتبة الحرارية، وهي 10 وات/م2.

يعد التعرض لإشعاع الميكروويف EMF ضارًا بشكل خاص للأنسجة التي تعاني من نظام الأوعية الدموية المتخلف أو الدورة الدموية غير الكافية (العين والدماغ والكلى والمعدة والمرارة والمثانة). التعرض للعين يمكن أن يسبب عتامة العدسة (إعتام عدسة العين) وحروق القرنية.

لضمان السلامة عند العمل مع مصادر الموجات الكهرومغناطيسية، يتم إجراء مراقبة منهجية للمعايير القياسية الفعلية في أماكن العمل وفي الأماكن التي قد يتواجد فيها الموظفون. ويتم التحكم عن طريق قياس شدة المجال الكهربائي والمغناطيسي، وكذلك قياس كثافة تدفق الطاقة.

يتم استخدام حماية الموظفين من التعرض لموجات الراديو لجميع أنواع العمل إذا كانت ظروف العمل لا تفي بمتطلبات المعايير. وتتم هذه الحماية بالطرق التالية:

• الأحمال المتطابقة وامتصاص الطاقة التي تقلل من قوة وكثافة مجال تدفق طاقة الموجات الكهرومغناطيسية؛
• حماية مكان العمل ومصدر الإشعاع؛
• وضع عقلاني للمعدات في غرفة العمل؛
• اختيار الأساليب العقلانية لتشغيل المعدات وأنماط عمل الموظفين.

الاستخدام الأكثر فعالية للأحمال المتطابقة وامتصاص الطاقة (مكافئات الهوائي) هو في تصنيع وتكوين واختبار الوحدات الفردية ومجمعات المعدات.

من الوسائل الفعالة للحماية من التعرض للإشعاع الكهرومغناطيسي حماية مصادر الإشعاع ومكان العمل باستخدام شاشات تمتص أو تعكس الطاقة الكهرومغناطيسية. يعتمد اختيار تصميم الشاشة على طبيعة العملية التكنولوجية ومصدر الطاقة ونطاق الموجة.

تصنع الشاشات العاكسة من مواد ذات موصلية كهربائية عالية، مثل المعادن (على شكل جدران صلبة) أو الأقمشة القطنية ذات الظهر المعدني. تعد الشاشات المعدنية الصلبة هي الأكثر فعالية ويبلغ سمكها 0.01 مم وتوفر توهينًا للمجال الكهرومغناطيسي بحوالي 50 ديسيبل (100000 مرة).

لتصنيع الشاشات الماصة، يتم استخدام مواد ذات توصيل كهربائي ضعيف. تصنع الغرابيل الماصة على شكل صفائح مطاطية مضغوطة ذات تركيبة خاصة ذات مسامير مخروطية صلبة أو مجوفة، وكذلك على شكل صفائح من المطاط المسامي مملوءة بحديد الكربونيل، مع شبكة معدنية مضغوطة. ويتم لصق هذه المواد على إطار أو سطح المعدات المشعة.

أحد التدابير الوقائية الهامة للحماية من الإشعاع الكهرومغناطيسي هو الامتثال لمتطلبات وضع المعدات وإنشاء المباني التي توجد بها مصادر الإشعاع الكهرومغناطيسي.

يمكن تحقيق حماية الموظفين من التعرض المفرط عن طريق وضع مولدات التردد العالي والتردد فوق العالي والميكروويف، بالإضافة إلى أجهزة الإرسال اللاسلكية في غرف مصممة خصيصًا.

يتم حجب شاشات مصادر الإشعاع وأماكن العمل بأجهزة فصل، مما يجعل من الممكن منع تشغيل المعدات المنبعثة عندما تكون الشاشة مفتوحة.

تم تحديد المستويات المسموح بها للتعرض للعمال ومتطلبات المراقبة في أماكن العمل للمجالات الكهرومغناطيسية للترددات الراديوية في GOST 12.1.006-84.

جميع الأجسام في الطبيعة قادرة على أن تصبح مكهربة، أي. الحصول على شحنة كهربائية. يتجلى وجود الشحنة الكهربائية في حقيقة أن الجسم المشحون يتفاعل مع الأجسام المشحونة الأخرى. هناك نوعان من الشحنات الكهربائية، تسمى تقليديًا الإيجابية والسلبية. مثل الشحنات تتنافر، على عكس الشحنات تتجاذب.

الشحنة الكهربائية هي خاصية متأصلة في بعض الجسيمات الأولية. شحنة جميع الجسيمات الأولية المشحونة هي نفسها من حيث القيمة المطلقة وتساوي 1.6 × 10 –19 درجة مئوية. حامل الشحنة الكهربائية السلبية الأولية هو، على سبيل المثال، الإلكترون. يحمل البروتون شحنة موجبة، أما النيوترون فلا يحمل شحنة كهربائية. تتكون ذرات وجزيئات جميع المواد من البروتونات والنيوترونات والإلكترونات. عادة، تتواجد البروتونات والإلكترونات بأعداد متساوية وموزعة في المادة بنفس الكثافة، وبالتالي تكون الأجسام محايدة. تتكون عملية الكهربة من خلق فائض من الجسيمات التي لها نفس العلامة في الجسم أو إعادة توزيعها (خلق شحنة زائدة من نفس العلامة في جزء واحد من الجسم؛ بينما يظل الجسم ككل محايدًا).

التفاعل بين الشحنات الكهربائية في حالة السكون يحدث من خلال شكل خاص من المادة يسمى الحقل الكهربائي . أي شحنة تغير خصائص المساحة المحيطة بها - وتخلق مجالًا كهروستاتيكيًا فيها. يتجلى هذا المجال كقوة تؤثر على أي شحنة كهربائية موضوعة في أي نقطة. تظهر التجربة أن نسبة القوة المؤثرة على شحنة نقطية س، عند نقطة معينة من المجال الكهروستاتيكي، تبين أن حجم هذه الشحنة هو نفسه بالنسبة لجميع الشحنات. وتسمى هذه العلاقة توتر المجال الكهربائي وخصائص قوته:

لقد تم إثبات ذلك تجريبيًا بالنسبة للمجال الكهروستاتيكي مبدأ التراكب : المجال الكهروستاتيكي الناتج عن عدة شحنات يساوي المجموع المتجه للمجالات الكهروستاتيكية الناتجة عن كل شحنة على حدة:

الشحنات الموضوعة في مجال كهروستاتيكي لها طاقة محتملة. وتبين التجربة أن نسبة الطاقة المحتملة دبليوتهمة نقطة إيجابية س، عند نقطة معينة في المجال، هناك قيمة ثابتة لحجم هذه الشحنة. هذه النسبة هي خاصية الطاقة للمجال الكهروستاتيكي وتسمى محتمل :

φ = ث / س. (2.6.7)

إن إمكانات المجال الكهروستاتيكي تساوي عدديًا الشغل الذي تقوم به قوى المجال على وحدة شحنة موجبة عندما تتحرك بعيدًا عن نقطة معينة إلى ما لا نهاية. وحدة القياس هي فولت (V). ترتبط خاصيتان للمجال الكهروستاتيكي - التوتر والإمكانات - بالعلاقة [راجع. مع التعبير (2.6.4)]

تشير علامة الطرح إلى أن متجه شدة المجال الكهربائي موجه نحو تقليل الإمكانات. لاحظ أنه إذا كانت إمكانات جميع النقاط في منطقة معينة من الفضاء لها نفس الإمكانات، إذن

يمكن أيضًا تمثيل المجال الكهروستاتيكي بيانيًا باستخدام خطوط المجال وأسطح تساوي الجهد.

خط الكهرباءالمجال الكهربائي هو خط وهمي، يتطابق ظله عند كل نقطة مع اتجاه متجه الشدة. تبين أن خطوط قوة المجال الكهروستاتيكي يفتح : يمكن أن تبدأ أو تنتهي فقط بالتهم أو تذهب إلى ما لا نهاية.

لتصوير توزيع إمكانات المجال الكهروستاتيكي بيانياً، استخدم أسطح متساوية الجهد - الأسطح في جميع النقاط التي يكون للإمكانات فيها نفس القيمة.

من السهل إظهار أن خط المجال الكهروستاتيكي يتقاطع دائمًا مع سطح تساوي الجهد بزاوية قائمة. يوضح الشكل 10 خطوط المجال وأسطح تساوي الجهد للشحنات الكهربائية النقطية.

الشكل 10 - خطوط القوة وأسطح تساوي الجهد لشحنات النقطة

مجال مغناطيسي

تظهر التجربة أنه مثلما ينشأ مجال إلكتروستاتيكي في الفضاء المحيط بالشحنات الكهربائية، فإن مجال القوة يسمى مغناطيسي . يتم الكشف عن وجود مجال مغناطيسي من خلال تأثير القوة على الموصلات الحاملة للتيار والمغناطيس الدائم الذي يتم إدخاله فيه. يرتبط اسم "المجال المغناطيسي" بحقيقة اتجاه الإبرة المغناطيسية تحت تأثير المجال الناتج عن التيار (H. Oersted، 1820).

يعمل المجال الكهربائي على الشحنات الكهربائية الثابتة والمتحركة فيه. الميزة الأكثر أهمية للمجال المغناطيسي هو أنه يؤثر فقط على الشحنات الكهربائية التي تتحرك في هذا المجال.

تظهر التجربة أن المجال المغناطيسي له تأثير توجيهي على الإبرة المغناطيسية والإطار الذي يمر به التيار، فيحولهما بطريقة معينة. يعتبر اتجاه المجال المغناطيسي عند نقطة معينة هو الاتجاه الذي يتم من خلاله تثبيت محور الإبرة المغناطيسية الرفيعة بحرية في الاتجاه من الجنوب إلى الشمال أو الوضع الطبيعي الموجب إلى كفاف مسطح مع التيار.

الخاصية الكمية للمجال المغناطيسي هي ناقلات الحث المغناطيسي . الحث المغناطيسي عند نقطة معينة يساوي عدديًا أقصى عزم دوران يعمل على إطار مسطح مع تيار مع عزم مغناطيسي صم =1 أ×م2:

ب=مالأعلى/ صم. (2.6.9)

لقد ثبت تجريبيًا أن هذا صحيح أيضًا بالنسبة للمجال المغناطيسي مبدأ التراكب : المجال المغناطيسي الناتج عن عدة شحنات متحركة (تيارات) يساوي المجموع المتجه للمجالات المغناطيسية الناتجة عن كل شحنة (تيار) على حدة.

يمكن أن يحدث تكوين مجال إلكتروستاتيكي بالقرب من التركيبات الكهربائية العاملة، والمفاتيح الكهربائية، وخطوط الكهرباء، وما إلى ذلك.

صناعة النسيج.يحدث التداخل الكهروستاتيكي في إنتاج المنسوجات بسبب الاستخدام الواسع النطاق للألياف الكيميائية ذات الخصائص العازلة العالية وتكثيف عمليات معالجتها. لوحظ تكوين الشحنات الكهروستاتيكية بسبب كهربة ألياف النسيج طوال الدورة التكنولوجية بأكملها تقريبًا. سبب الشحنات الكهروستاتيكية في الغزل والنسيج هو احتكاك الخيوط وتلامسها مع بعضها البعض والمجموعة الحاملة للخيط. تصل مستويات شدة المجال الكهروستاتيكية في مختلف أنواع معدات الغزل والنسيج إلى 20-60 كيلو فولت/م وأكثر. يتم ملاحظة التوليد الأكثر كثافة للشحنات الكهروستاتيكية في عملية الإنتاج النهائية وفي آلات التجفيف والتنقيع والتصلد بالحرارة والطباعة وغيرها من الآلات. الأماكن الرئيسية التي تتولد فيها الشحنات الكهروستاتيكية هي بكرات التقويم والدحرجة والتوجيه.

يمكن أن تتجاوز مستويات الجهد ESP 120-160 كيلو فولت / م.

صناعة النجارة.ومن السمات المحددة للعملية التكنولوجية في هذه الصناعة استخدام الأخشاب منخفضة الرطوبة، والتي يتم تحديد خصائصها الكهربائية من خلال القيم العالية لثبات العزل الكهربائي والمقاومة الكهربائية. كل هذا يساهم في كهربة المنتجات الخشبية بشكل كبير أثناء المعالجة وتكوين ESP مباشرة في منطقة العمل. المعدات الكهروستاتيكية الخطيرة الرئيسية هي آلات الطحن ذات التعديلات المختلفة وآلات التلميع. يمكن أن تصل مستويات جهد ESP إلى 120-140 كيلو فولت/م.

صناعة اللب والورق.أثناء العملية التكنولوجية، تتعرض قاعدة إنتاج الورق (السليلوز، الصنوبري، البارافين، لب الخشب، إلخ) إلى معالجة ميكانيكية على شكل ضغط وحركة وغيرها من العمليات التي تسبب حدوث الشحنات الكهروستاتيكية. العمليات الرئيسية التي تتم فيها ملاحظة الكهربة هي: التجفيف والتشطيب ولف الورق على شكل لفات؛ تقويم الورق؛ إعادة لف الورق على آلات الفرز. يحدث التوليد الأكثر كثافة للشحنات الكهروستاتيكية عندما تخرج الشبكة من أسطوانة باردة وتُلف على شكل لفات. تتراوح مستويات جهد ESP بين 60-150 كيلو فولت/م.

الصناعة الكيميائية.يتم تشكيل ESP أثناء إنتاج البلاستيك الورقي، والمشمع، وسلك الإطارات، وأفلام البوليسترين؛ مستويات الجهد ESP هي 240-500 كيلو فولت / م. أثناء معالجة السوستة البلاستيكية، تم الكشف عن قوة ESP من الوحدات إلى مئات كيلو فولت / م. تصل مستويات الجهد في لوحات التحكم أثناء الطلاء الكهروستاتيكي للمنتجات في الغرف المعزولة إلى 10 كيلو فولت / م. أثناء بناء خطوط الكهرباء ذات التيار المباشر عالي الجهد بجهد 400 و 750 و 1150 كيلو فولت، ستكون القيم المحسوبة لجهد ESP عند مستوى الأرض 10-50 كيلو فولت / م.

يترتب على المواد المذكورة أعلاه أن شدة تأثير المرسب الكهروستاتيكي في ظل ظروف الإنتاج تختلف بشكل كبير اعتمادًا على الخواص الفيزيائية والكيميائية للمادة التي تتم معالجتها، وخصائص العملية التكنولوجية، والظروف المناخية للبيئة الخارجية، وموقع شخص، الخ.

وهذا بدوره يحدد نهجًا مختلفًا عند تطوير تدابير الحماية من الكهرباء الساكنة.

التأثير البيولوجي للمجالات الكهروستاتيكية

نظرا للتوزيع الواسع لمصادر ESP في الإنتاج والحياة اليومية، يتم إيلاء الكثير من الاهتمام لدراسة تأثيرها البيولوجي على الجسم. الغرض من الدراسة هو، في المقام الأول، الجوانب الصحية لتشغيل ESP. في الأساس، تم إجراء دراسة تأثير ESP على الجسم على الحيوانات.

في عمل يو.أ. تسبب Holodov ESP بجهد 250-500 كيلو فولت / م في تفاعل عدم التزامن في الأرانب لمدة 3-4 ثوانٍ، والذي حدث فقط في لحظة تشغيل وإيقاف الحقل. وفي دراسات أخرى، أدى ESP قدره 130 كيلو فولت / م بعد التعرض لمدة خمسة أيام إلى اضطرابات في النشاط الكهربائي للقشرة والهياكل العميقة للدماغ، والتي تم تسجيلها باستخدام بيانات مخطط كهربية الدماغ. وبعد 5 أيام من توقف التعرض، عاد النشاط الكهربائي إلى مستوياته الطبيعية، وهو ما يعكس على ما يبدو الطبيعة التكيفية للتغيرات الناجمة.

حدث أيضًا انخفاض في استثارة الخلايا في القشرة الدماغية للفئران تحت تأثير ESP قدره 40 كيلو فولت / م.

في الوقت نفسه، لم تكن هناك تغييرات في التنظيم المنعكس المشروط لنشاط القلب تحت تأثير ESP بقدرة 10 كيلو فولت/م عند التعرضات المختلفة. ولكن مع زيادة التعرض لـ ESP لمدة 4-5 أسابيع، لوحظت اضطرابات كبيرة في هذه اللائحة. تتوافق النتائج المقدمة حول دراسة الوظائف الخضرية للجسم مع بيانات V.I. بوث، الذي لاحظ تأثير ESP على النشاط الوظيفي لمراكز العصب المبهم وانخفاض نشاط خلاياها العصبية.

وهكذا، فقد ثبت أن ESP يمكن أن يؤثر على النشاط العصبي العالي للحيوانات ويسبب تغيرات وظيفية عكسية في الجهاز العصبي اللاإرادي.

تم إجراء العديد من الدراسات حول تأثير ESP بكثافة مختلفة (من 10 إلى 190 كيلو فولت / م) بواسطة F.G. بورتنوف. تأثير ESP على النشاط الكهربائي لقشرة المخ، ضغط الدم، الحالة الوظيفية لعضلة القلب، حالة وظيفة الانتباه، على نظام تخثر الدم، النشاط الكوليني للدم، نشاط ناقلة الأمين، محتوى السلفهيدريل مجموعات الدم، ومحتوى نيوكليوتيدات الأدينيل في خلايا الدم الحمراء، وبعض مؤشرات المقاومة المناعية. ولوحظت تغيرات في هذه المؤشرات، مما يدل على انخفاض في تفاعل الجهاز العصبي اللاإرادي. إن الإقامة الطويلة للحيوانات في ESP جعلتها تتكيف مع هذا العامل.

يمكن أن يسبب التعرض المنهجي لجسم الإنسان لمجال إلكتروستاتيكي عالي التوتر تغيرات وظيفية في الجهاز العصبي المركزي والقلب والأوعية الدموية والجهاز العصبي الهرموني وأنظمة الجسم الأخرى.

تعتمد درجة تأثير ESP على الجسم على حجم قوة المجال والوقت الذي يقضيه الشخص في الميدان.

التنظيم الصحي للمجالات الكهروستاتيكية

وتقنية القياس

يتم تنظيم شدة ESP في أماكن عمل الموظفين الذين يعملون مع مصادر ESP، والحد الأقصى للمستويات المسموح بها من ESP، ومتطلبات المراقبة، والتدابير الرئيسية للحماية من ESP من خلال:

SN رقم 1157-77 "المعايير الصحية والنظافة لشدة المجال الكهروستاتيكي المسموح بها"؛

GOST 12.1.045-84 "المجالات الكهربائية. المستويات المسموح بها في أماكن العمل ومتطلبات المراقبة." وفقًا لذلك، تم ضبط الحد الأقصى المسموح به لجهد ESP (E السابق) على 60 كيلو فولت/م لمدة ساعة واحدة. عندما يكون جهد ESP أقل من 20 كيلو فولت/م، لا يتم تنظيم الوقت المستغرق في ESP. في نطاق الجهد من 20 إلى 60 كيلو فولت/م، الوقت المسموح به لبقاء الأفراد في المرسب الكهروستاتيكي بدون معدات الحماية ( ر إضافيةبالساعات) يتم تحديده بواسطة الصيغة:

أين حقيقة ه- القيمة الفعلية لكثافة المرسب الكهروستاتيكي، كيلو فولت/م.

يتم تنظيم المستويات المسموح بها من توتر ESP عند استخدام السلع الاستهلاكية بواسطة SN 001-06 "المعايير الصحية للمستويات المسموح بها من العوامل المادية عند استخدام السلع الاستهلاكية في الظروف المحلية."

أدوات لقياس ESP. يتم قياس جهد ESP في أماكن العمل الدائمة وفي الأماكن التي قد يتواجد فيها الأشخاص بالقرب من الأسطح المكهربة. في حالة عدم وجود مكان عمل دائم يتم اختيار عدة نقاط ضمن موقع العمل يقضي فيها الموظف ما لا يقل عن 50% من وقت عمله. إذا تم الكشف عن تجاوز الحد الأقصى المسموح به في منطقة الموظف، فمن الضروري تحديد المسافة من مصدر ESP، أي منطقة ظروف العمل الآمنة.

في كل نقطة، يتم أخذ القياسات على 3 مستويات من الأرض: 0.5؛ 0.1 و 1.7 م وفي كل مستوى يتم أخذ القياسات ثلاث مرات. يتم إدخال قيم المتوسط ​​الحسابي في البروتوكول.

ISP – 6 (لقياس الإمكانات من الشاشات)؛

ISP – 7، INEP –20D (لقياس كثافة ESP في الفضاء)؛

ST – 01 (لقياس المجال وإمكانات ESP)؛

ISP – 01 (لقياس إمكانات الشاشة)؛

ESPI-301B (لقياس جهد ESP)

وفقًا للمبادئ التوجيهية "معايير التقييم الصحي وتصنيف ظروف العمل وفقًا لمؤشرات الضرر والخطر للعوامل في بيئة العمل وشدة وكثافة عملية العمل" (R 2.2.755-99) ، ظروف العمل عند التعرض لـ تنقسم ESP إلى 4 فئات: الأمثل (المستويات تتوافق مع الخلفية الطبيعية)، مقبول (المستويات لا تتجاوز الحد الأقصى المسموح به)، ضار (على أساس درجة تجاوز الحد المسموح به، وينقسم إلى 4 درجات)، خطير ( ظروف العمل للتعرض على المدى القصير لESP).

المجال الكهربائي هو مجال متجه يعمل حول الجسيمات ذات الشحنة الكهربائية. وهو جزء من المجال الكهرومغناطيسي. ويتميز بعدم وجود التصور الحقيقي. إنه غير مرئي، ولا يمكن ملاحظته إلا عن طريق القوة التي تتفاعل معها الأجسام المشحونة الأخرى ذات الأقطاب المقابلة.

كيف يعمل ويعمل المجال الكهربائي

في جوهره، الحقل هو حالة خاصة من المادة. ويتجلى عملها في تسارع الأجسام أو الجزيئات بشحنة كهربائية. وتشمل ميزاته المميزة ما يلي:

• العمل فقط عندما تكون مشحونة كهربائيا.
• لا حدود.
• وجود حجم معين من التأثير.
• إمكانية التحديد فقط من خلال نتيجة الإجراء.

يرتبط الحقل ارتباطًا وثيقًا بالشحنات الموجودة في جسيم أو جسم معين. يمكن أن تتشكل في حالتين. الأول ينطوي على ظهورها حول الشحنات الكهربائية، والثاني عندما تتحرك الموجات الكهرومغناطيسية، عندما يتغير المجال الكهرومغناطيسي.

تعمل المجالات الكهربائية على الجسيمات المشحونة كهربائيًا والتي تكون ثابتة بالنسبة للمراقب. ونتيجة لذلك، يكتسبون السلطة. يمكن ملاحظة مثال على تأثير المجال في الحياة اليومية. للقيام بذلك، يكفي إنشاء شحنة كهربائية. تقدم كتب الفيزياء المدرسية أبسط مثال على ذلك، عندما يتم فرك مادة عازلة على منتج صوفي. من الممكن تمامًا الحصول على حقل عن طريق أخذ قلم حبر جاف بلاستيكي وفركه على شعرك. تتشكل على سطحه شحنة تؤدي إلى ظهور مجال كهربائي. ونتيجة لذلك، يجذب المقبض الجزيئات الصغيرة. إذا قدمته إلى قطع ورق ممزقة جيدًا، فسوف ينجذبون إليه. ويمكن تحقيق نفس النتيجة عند استخدام مشط بلاستيكي.

من الأمثلة اليومية الشائعة على ظهور المجال الكهربائي هو تكوين ومضات صغيرة من الضوء عند إزالة الملابس المصنوعة من مواد اصطناعية. نتيجة لوجودها على الجسم، تتراكم الألياف العازلة الشحنات حول نفسها. عند إزالة قطعة الملابس هذه، يتعرض المجال الكهربائي لقوى مختلفة، مما يؤدي إلى تكوين ومضات ضوئية. وينطبق هذا بشكل خاص على الملابس الشتوية، وخاصة السترات والأوشحة.

خصائص الحقل

لتوصيف المجال الكهربائي، يتم استخدام 3 مؤشرات:

• محتمل.
• توتر.
• الجهد االكهربى.

محتمل

هذه الخاصية هي واحدة من العقارات الرئيسية. تشير الإمكانات إلى كمية الطاقة المخزنة المستخدمة لتحريك الشحنات. أثناء تحولهم، يتم إهدار الطاقة، وتقترب تدريجياً من الصفر. يمكن أن يكون التشبيه الواضح لهذا المبدأ هو الزنبرك الفولاذي العادي. في وضعية الهدوء ليس لديها أي إمكانيات، ولكن فقط حتى لحظة ضغطها. من هذا التأثير، فإنه يتلقى طاقة مضادة، لذلك، بعد توقف التأثير، سوف يتسارع بالتأكيد. عندما يتم تحرير الربيع، فإنه يستقيم على الفور. إذا اعترضت الأشياء طريقها، فسوف تبدأ في تحريكها. وبالعودة مباشرة إلى المجال الكهربائي، يمكن مقارنة الإمكانات بالجهود المبذولة لاستقامة الظهر.

يمتلك المجال الكهربائي طاقة كامنة، مما يجعله قادرًا على أداء تأثير معين. ولكن من خلال تحريك الشحنة في الفضاء، فإنها تستنزف مواردها. في نفس الحالة، إذا تم تنفيذ حركة الشحنة داخل المجال تحت تأثير قوة خارجية، فإن الحقل لا يفقد إمكاناته فحسب، بل يجددها أيضًا.

ومن أجل فهم أفضل لهذه القيمة، يمكن إعطاء مثال آخر. لنفترض أن هناك شحنة موجبة الشحنة ضئيلة تقع بعيدًا عن تأثير المجال الكهربائي. وهذا يجعلها محايدة تمامًا وتزيل الاتصال المتبادل. إذا، نتيجة لتأثير أي قوة خارجية، تتحرك الشحنة نحو المجال الكهربائي، عند الوصول إلى حدودها، سيتم رسمها في مسار جديد. إن طاقة المجال المنفقة على التأثير بالنسبة للشحنة عند نقطة معينة من التأثير ستسمى الإمكانات في هذه المرحلة.

يتم التعبير عن الإمكانات الكهربائية من خلال وحدة قياس الفولت.

توتر

يستخدم هذا المؤشر لقياس المجال. يتم حساب هذه القيمة على أنها نسبة الشحنة الموجبة التي تؤثر على قوة العمل. بعبارات بسيطة، يعبر التوتر عن قوة المجال الكهربائي في مكان وزمان معينين. كلما زاد التوتر، كلما كان تأثير المجال أكثر وضوحًا على الأشياء المحيطة أو الكائنات الحية.

الجهد االكهربى

يتم تشكيل هذه المعلمة من الإمكانات. يتم استخدامه لإظهار العلاقة الكمية للفعل الذي ينتجه الحقل. أي أن الجهد نفسه يوضح مقدار الطاقة المتراكمة، والجهد يوضح الفقد لضمان حركة الشحنات.

في المجال الكهربائي، تنتقل الشحنات الموجبة من النقاط ذات الجهد العالي إلى الأماكن التي تكون فيها الجهد أقل. أما الشحنات السالبة فتتحرك في الاتجاه المعاكس. ونتيجة لذلك، يتم تنفيذ العمل باستخدام الطاقة الكامنة في هذا المجال. في الواقع، يعبر الجهد بين النقاط بشكل نوعي عن العمل الذي يقوم به المجال لنقل وحدة من الشحنات المشحونة بشكل معاكس. وبالتالي، فإن مصطلحي الجهد وفرق الجهد هما نفس الشيء.

المظهر البصري للميدان

المجال الكهربائي لديه تعبير بصري تقليدي. وتستخدم الخطوط الرسومية لهذا الغرض. وهي تتزامن مع خطوط القوة التي تشع الشحنات من حولها. بالإضافة إلى خط عمل القوى، فإن اتجاهها مهم أيضًا. لتصنيف الخطوط، من المعتاد استخدام شحنة موجبة كأساس لتحديد الاتجاهات. وهكذا ينتقل سهم الحركة الميدانية من الجزيئات الموجبة إلى الجزيئات السالبة.

الرسومات التي تصور المجالات الكهربائية لها اتجاه على شكل سهم على الخطوط. من الناحية التخطيطية، لديهم دائمًا بداية ونهاية تقليديتين. بهذه الطريقة لا ينقلبون على أنفسهم. تبدأ خطوط القوة عند النقطة التي توجد فيها الشحنة الموجبة وتنتهي عند موقع الجسيمات السالبة.

يمكن أن يحتوي المجال الكهربائي على أنواع مختلفة من الخطوط، ليس فقط اعتمادًا على قطبية الشحنة التي تساهم في تكوينها، ولكن أيضًا على وجود عوامل خارجية. لذلك، عندما تلتقي الحقول المتضادة، فإنها تبدأ في التأثير بشكل جذاب على بعضها البعض. تأخذ الخطوط المشوهة شكل أقواس منحنية. وفي نفس الحالة، عندما يلتقي مجالان متماثلان، فإنهما يتنافران في اتجاهين متعاكسين.

نطاق التطبيق

يحتوي المجال الكهربائي على عدد من الخصائص التي وجدت تطبيقات مفيدة. تُستخدم هذه الظاهرة لإنشاء معدات مختلفة للعمل في عدة مجالات مهمة جدًا.

استخدامها في الطب

إن تأثير المجال الكهربائي على مناطق معينة من جسم الإنسان يسمح بزيادة درجة حرارته الفعلية. وقد وجدت هذه الخاصية تطبيقها في الطب. توفر الأجهزة المتخصصة تأثيرات على المناطق الضرورية من الأنسجة التالفة أو المريضة. ونتيجة لذلك، تتحسن الدورة الدموية ويحدث تأثير الشفاء. يعمل المجال بتردد عالٍ، وبالتالي فإن التأثير النقطي على درجة الحرارة يؤدي إلى نتائج ويكون ملحوظًا تمامًا بالنسبة للمريض.

التطبيق في الكيمياء

يتضمن هذا المجال من العلوم استخدام مواد نقية أو مختلطة مختلفة. وفي هذا الصدد، لا يمكن للعمل مع المجالات الإلكترونية تجاوز هذه الصناعة. تتفاعل مكونات المخاليط مع المجال الكهربائي بطرق مختلفة. في الكيمياء، تستخدم هذه الخاصية لفصل السوائل. تم استخدام هذه الطريقة في المختبرات، ولكنها موجودة أيضًا في الصناعة، على الرغم من أنها أقل تكرارًا. على سبيل المثال، عند التعرض لأحد الحقول، يتم فصل المكونات الملوثة في النفط.

يتم استخدام مجال كهربائي للعلاج أثناء ترشيح المياه. إنها قادرة على فصل المجموعات الفردية من الملوثات. طريقة المعالجة هذه أرخص بكثير من استخدام الخراطيش البديلة.

الهندسة الكهربائية

إن استخدام المجال الكهربائي له تطبيقات مثيرة للاهتمام في الهندسة الكهربائية. وهكذا، تم تطوير طريقة من المصدر إلى المستهلك. حتى وقت قريب، كانت جميع التطورات نظرية وتجريبية بطبيعتها. يوجد بالفعل تطبيق فعال للتكنولوجيا التي يتم توصيلها بموصل USB للهاتف الذكي. هذه الطريقة لا تسمح بعد بنقل الطاقة لمسافات طويلة، ولكن يجري تحسينها. من المحتمل جدًا أن تختفي تمامًا في المستقبل القريب الحاجة إلى شحن الكابلات بمصادر الطاقة.

عند إجراء أعمال التركيب والإصلاح الكهربائية، يتم استخدام مصابيح LED التي تعمل على أساس الدائرة. بالإضافة إلى عدد من الوظائف، يمكنه الاستجابة للمجال الكهربائي. وبفضل هذا، عندما يقترب المسبار من سلك الطور، يبدأ المؤشر في التوهج دون لمس القلب الموصل فعليًا. يتفاعل مع المجال المنبثق من الموصل حتى من خلال العزل. يتيح لك وجود مجال كهربائي العثور على الأسلاك الحاملة للتيار في الحائط، وكذلك تحديد نقاط انقطاعها.

يمكنك حماية نفسك من تأثيرات المجال الكهربائي باستخدام شاشة معدنية، والتي لن تكون بداخلها. تستخدم هذه الخاصية على نطاق واسع في مجال الإلكترونيات للقضاء على التأثير المتبادل للدوائر الكهربائية الموجودة بالقرب من بعضها البعض.

التطبيقات المستقبلية الممكنة

هناك أيضًا إمكانيات أكثر غرابة للمجال الكهربائي، والتي لا يملكها العلم حتى اليوم. وهي عبارة عن اتصالات أسرع من سرعة الضوء، والنقل الآني للأشياء المادية، والحركة في لحظة واحدة بين المواقع المفتوحة (الثقوب الدودية). ومع ذلك، فإن تنفيذ مثل هذه الخطط سيتطلب أبحاثًا وتجارب أكثر تعقيدًا بكثير من إجراء تجارب ذات نتيجتين محتملتين.

ومع ذلك، فإن العلم يتطور باستمرار، ويفتح إمكانيات جديدة لاستخدام المجالات الكهربائية. وفي المستقبل، قد يتوسع نطاق استخدامه بشكل كبير. من الممكن أن تجد تطبيقًا في جميع المجالات المهمة في حياتنا.