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關(guān)鍵詞：電磁輻射 電磁爐 電磁場(chǎng)理論

中圖分類號(hào)：T L 7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2012）12（c）-0-01

電磁波輻射就是將電場(chǎng)與磁場(chǎng)二者互相作用所形成的波動(dòng)，以輻射形式向空間傳播出去。事實(shí)上，由于醫(yī)療器械、家用電器等的使用，使人體無(wú)時(shí)不刻處在電磁波的輻射之中，電磁波輻射對(duì)環(huán)境及人體健康的影響日益受到研究者的關(guān)注。國(guó)家環(huán)保局推薦的《500 kV超高壓送變電工程電磁輻射環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范》（HJ/T24-1998）標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定暴露磁感應(yīng)強(qiáng)度的安全值為1高斯（即1 Gs=1000mGs=100 μT，微特斯拉）。1995年美國(guó)國(guó)家輻射防護(hù)委員會(huì)（NCRP）提出電磁場(chǎng)暴露導(dǎo)則，在居民區(qū)的工頻磁感應(yīng)強(qiáng)度安全標(biāo)準(zhǔn)為2 mGs（即0.2 μT，微特斯拉）。兩者相差500倍。電磁爐是一種使用安全、清潔衛(wèi)生、操作簡(jiǎn)便靈活的爐具。但在使用過(guò)程中，人們對(duì)它產(chǎn)生的電磁輻射給人體的影響存有疑慮。以往人們對(duì)電磁爐的輻射也有過(guò)不少討論，但從科學(xué)觀點(diǎn)出發(fā)進(jìn)行嚴(yán)密的計(jì)算仍較少見。該文基于電磁場(chǎng)理論的安培定律，將電磁爐的核心部分即電磁體，看成是一個(gè)磁偶極子的輻射源，產(chǎn)生電磁振蕩輻射到空間。電磁體由圓形導(dǎo)磁盤及在其上單層螺旋繞制的線圈組成。線圈輸入30～50 kHz的高頻電流I。線圈的平面面積S與電流I的乘積，Mm=IS 稱為磁矩。該文推導(dǎo)出一個(gè)距離輻射源的空間某點(diǎn)上接受到的以磁感應(yīng)強(qiáng)度表示的輻射量的計(jì)算公式，該文給出的公式正是以磁矩作為基本的計(jì)算數(shù)據(jù)。

1 電磁體產(chǎn)生電磁輻射的機(jī)理

圖1為單匝平面線圈在距離R的觀測(cè)點(diǎn)G產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的機(jī)理圖。線圈平面與G均處在X―Y坐標(biāo)平面上，線圈平面法線與Z軸重合，R與X軸夾角為θ，與Y軸夾角為Ф。線圈回路電流為I，反時(shí)針?lè)较?，回路半徑為ρ。回路上取無(wú)限短的一段長(zhǎng)度dl，電流元在G上產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度為。d為微分算符，為向量。電磁場(chǎng)理論中的安培定律的微分形式為

2 計(jì)算實(shí)例

設(shè)某電磁爐的參數(shù)如下：工作電壓220 V，功率1～2000 W可調(diào)，設(shè)計(jì)時(shí)未加屏蔽或防輻射措施，所用烹鍋底面足夠大，大于設(shè)計(jì)規(guī)定的12 cm，且放置在與線圈導(dǎo)磁盤完全對(duì)應(yīng)的位置上（即沒(méi)有放歪）；電磁爐盤式線圈最外圈直徑17.5 cm，最內(nèi)圈直徑4 cm，共32圈；線圈總面積S為各圈面積之和；取最大功率檔1800W計(jì)算；取功率因數(shù)Cosф=0.75。求得電流 I=1800/220?0.75=10.91 A。θ角取法如下：求公式（1）右端括號(hào)內(nèi)的函數(shù)對(duì)θ的最大值，可得θ=45 °，得Sinθ=Cosθ= 0.707。當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度單位用高斯制即以Gs為單位、電流用MKS制即安培單位時(shí)，給出的電流值應(yīng)除以10后才代入計(jì)算。磁導(dǎo)率μ取高斯制單位時(shí)，其值為4π×10-3GsA/m。r從電磁盤中心點(diǎn)到觀測(cè)點(diǎn)G距離變化時(shí)，計(jì)算結(jié)果如表1。結(jié)果分析：表中第8點(diǎn)的數(shù)據(jù)表明，當(dāng)人體離開電磁爐中心距離0.5 m時(shí)，其電磁輻射為2毫高斯（0.002 Gs），即可達(dá)到美國(guó)NCRP的標(biāo)準(zhǔn)。但如以國(guó)家HJ/T241998的1Gs為標(biāo)準(zhǔn)，即使將手放在爐板上也是十分安全的。

3 結(jié)語(yǔ)

未加屏蔽的電磁爐在使用中確實(shí)存在電磁輻射，并在一定程度上對(duì)人體產(chǎn)生影響。影響大小視電磁體線圈電流的大小和人體到電磁爐的距離而定。應(yīng)該指出，電磁輻射對(duì)人體的傷害主要是短波、超短波，而工頻電的波長(zhǎng)為10000 m，況且人們使用電磁爐是短時(shí)和間歇的，因此，即使有影響也是微小的。近年來(lái)市場(chǎng)上出現(xiàn)帶電磁輻射屏蔽裝置的電磁爐產(chǎn)品。不過(guò)，其防輻射效果如何還有待研究。

參考文獻(xiàn)

篇2

關(guān)鍵詞：電磁輻射 移動(dòng)通信 基站 環(huán)境影響

一、引言

隨著社會(huì)的進(jìn)步和通信技術(shù)的發(fā)展，移動(dòng)通信工具（手機(jī)）已經(jīng)倍受人們的青睞，在我們的日常工作和生活中處處都在使用著手機(jī)，由于手機(jī)是靠電磁波來(lái)傳遞信號(hào)，因此，就在人們充分享受著移動(dòng)通信帶來(lái)的方便和快捷的同時(shí)也引起了人們對(duì)移動(dòng)通信的電磁輻射對(duì)人體健康影響的擔(dān)憂。手機(jī)輻射的影響是對(duì)其使用者個(gè)人影響，而移動(dòng)基站的電磁輻射是對(duì)周圍環(huán)境的影響，尤其是在住宅小區(qū)建設(shè)的移動(dòng)基站對(duì)小區(qū)居民的影響非常敏感，在 3G 網(wǎng)絡(luò)建設(shè)步伐不斷加快的影響下，架設(shè)在城市上空的移動(dòng)通信基站越來(lái)越多。為了進(jìn)一步了解移動(dòng)基站所產(chǎn)生的電磁輻射，緩解與消除城市人口對(duì)于基站的不安，本研究圍繞“移動(dòng)通信基站電磁輻射對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的影響”展開了相應(yīng)的研究。

二、移動(dòng)通信基站的電磁輻射

移動(dòng)通訊基站由室外和室內(nèi)兩部分組成。室內(nèi)部分有基站控制器、信號(hào)發(fā)射機(jī)、功率放大器、合路器、耦合器、雙工器以及部分饋線等設(shè)備。在設(shè)計(jì)、制造這些設(shè)備時(shí)已采取了較好的屏蔽措施，一般不會(huì)對(duì)周圍環(huán)境造成電磁輻射污染。室外部分有饋線和收、發(fā)天線?；具\(yùn)行時(shí)，其發(fā)射天線向周圍發(fā)射電磁波，使周圍環(huán)境電磁輻射場(chǎng)增高。為此，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮使基站周圍環(huán)境的電場(chǎng)強(qiáng)度符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求?；緜溆秒娫催x用免維護(hù)密封蓄電池組，杜絕了漏液現(xiàn)象，機(jī)房地面不需要水沖洗，使用時(shí)也不散發(fā)硫酸霧，因而不存在廢水、廢氣

的環(huán)境污染。綜上所述，移動(dòng)通訊系統(tǒng)對(duì)環(huán)境造成的污染主要是基站發(fā)射裝置工作時(shí)所產(chǎn)生的電磁輻射，因此，電磁輻射是該系統(tǒng)的主要環(huán)境污染因子。

三、電磁輻射和健康之間的關(guān)系分析

電磁輻射屬于能量流，具有看不見、摸不著、聽不到等特點(diǎn)，其不僅可能會(huì)降低設(shè)備、裝置以及系統(tǒng)的性能，還可能會(huì)損害生命體或

是無(wú)生命物質(zhì)，這一現(xiàn)象即電磁輻射污染。人體在電磁波環(huán)境下暴露時(shí)，電磁波波段的不同使之對(duì)人體所產(chǎn)生的生物效應(yīng)也會(huì)有所不同，可能會(huì)導(dǎo)致人體出現(xiàn)多種情況，例如細(xì)胞變異、細(xì)胞受損或是死亡等。另外，人體器官以及組織本身具備有較為微弱的電磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)穩(wěn)定、有序，若該磁場(chǎng)的穩(wěn)定狀態(tài)受到干擾，將會(huì)破壞該磁場(chǎng)，而人體的循環(huán)功能等也會(huì)因此而受到一定的損害，人體長(zhǎng)時(shí)間面對(duì)電磁輻射將會(huì)對(duì)使其各方面機(jī)能損失而引起不良的后果，例如皮膚長(zhǎng)痘、血壓異常、聽力下降、視力下降、心律失常、提前衰老、記憶力減退、新陳代謝紊亂、免疫力下降等，因此公眾對(duì)電磁輻射具有一定的恐懼感。

四、移動(dòng)通信基站電磁輻射對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的影響分析

移動(dòng)通信基站電磁輻射對(duì)環(huán)境的影響因素很復(fù)雜，包括天線性能、高度、距離、角度、環(huán)境背景、基站形狀、話務(wù)狀況等等。為了分析移動(dòng)通信基站對(duì)居民生活環(huán)境產(chǎn)生的電磁輻射污染狀況，胡冀等通過(guò)比較測(cè)量，得出的結(jié)論是：電磁暴露小區(qū)的電磁輻射強(qiáng)度明顯高于對(duì)照小區(qū)，但平均值都在GB9175-88的一級(jí)安全范圍內(nèi)（10μw/cm2）；安裝鋁合金防盜網(wǎng)具有良好的電磁場(chǎng)屏蔽作用；同時(shí)建有兩個(gè)通信基站的小區(qū)，兩者所產(chǎn)生的電磁輻射在某一區(qū)域范圍可產(chǎn)生電磁場(chǎng)疊加現(xiàn)象，使輻射強(qiáng)度增加；個(gè)別與基站天線距離較近（小于20m）、窗戶與基站天線處于同一水平位置和與基站天線主瓣方向一致的居室內(nèi)，電磁輻射功率密度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出一級(jí)安全范圍，可達(dá)到20.44μw/cm2，但也在GB9175-88的二級(jí)中間區(qū)容許范圍內(nèi)（40μw/cm2）。

此外研究還發(fā)現(xiàn)，天線主瓣方向區(qū)域電磁輻射不一定較高，副瓣方向區(qū)域電磁輻射也不一定較低。這其實(shí)并沒(méi)有與理論相違背，因?yàn)榄h(huán)境地形、地貌、建筑物鋼筋水泥結(jié)構(gòu)、空中架設(shè)的電線等等，都將對(duì)電磁波產(chǎn)生反射、繞射、折射、散射和吸收，從而使得電磁輻射強(qiáng)度的分布復(fù)雜化。

五、環(huán)保措施

通信基站發(fā)射的電磁波的功率密度測(cè)試結(jié)果均在國(guó)家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)限值之內(nèi)。根據(jù)《電磁輻射防護(hù)規(guī)定》可合理達(dá)到盡量的原則，建設(shè)單位應(yīng)采取以下電磁輻射污染防治措施。

第一，基站建設(shè)在樓頂。在基站設(shè)置與對(duì)環(huán)境影響的研究中，試驗(yàn)表明移動(dòng)通訊基站的電磁輻射按照時(shí)空的延伸會(huì)出現(xiàn)衰減的情況。建設(shè)在樓頂?shù)幕镜碾姶泡椛鋵?duì)周邊建筑內(nèi)的輻射較小，僅僅對(duì)樓頂?shù)目臻g影響較為明顯。典型的基站多在樓頂設(shè)置，其最大值應(yīng)出現(xiàn)在樓頂。電磁輻射在傳播中還會(huì)被建筑所阻擋、吸收，其輻射會(huì)隨著樓層的降低而出現(xiàn)衰減；第二，電磁輻射建設(shè)時(shí)天線主波瓣方向不應(yīng)正對(duì)居民樓，如無(wú)法避開，應(yīng)距居民樓水平距離 25m 以上；第三，應(yīng)適當(dāng)增加天線高度，減小天線下傾角來(lái)減少基站產(chǎn)生的電磁輻射；第四，在滿足覆蓋要求時(shí)，應(yīng)盡量降低天線發(fā)射功率；第五，基站建成運(yùn)行后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并向公眾公布監(jiān)測(cè)結(jié)果，打消公眾的憂慮，同時(shí)也有利于基站的可持續(xù)建設(shè)和保護(hù)運(yùn)營(yíng)商的合法權(quán)益。

參考文獻(xiàn)

[1]雨飄.眾說(shuō)紛紜手機(jī)輻射[J].電腦知識(shí)與技術(shù)，2001，（1）：65～66.