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家用电器的电磁辐射有多强

科普小知识2021-10-26 07:08:46
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家中电磁场输配设备产生的背景电磁场强度

电力需要通过高压输电线路远距离传输。变压器可以将高压转换为低压,用于当地居民和商业机构的配电。输配电设备、家用电线和电器是家庭中工频电场和强背景磁场的主要来源。在远离电力线的家庭中,背景电磁场的强度可达到0.2 t。在高压线正下方,电磁场将更强,地面上的磁通量密度可达到几t。电力线下的电场强度可高达10kv/m。然而,随着距电力线的距离增加,电场和磁场的强度将迅速降低。在50米至100米的距离上,电磁场的强度通常与远离高压输电线路的区域的强度大致相同。此外,与室外相同位置的测量值相比,房屋的墙体可以明显降低电场强度。

家用电器

通常,最强的工频电场出现在高压输电线路下。相比之下,最强的工频磁场通常出现在非常靠近电动机或其他电器以及一些特殊设备的地方,例如用于医学成像的核磁共振仪。

下面是一个典型的电场强度值(30厘米的距离),当它靠近家用电器时,它是由德国联邦辐射安全办公室在1999年发布的:

在不同的距离上,家用电器的典型磁场强度值很多人在看到各种家用电器周围的磁场强度值时都很惊讶。磁场强度不一定与设备的尺寸、复杂性、功耗和噪声有关。不仅如此,看似相似的设备之间的磁场强度将会非常不同。例如,一些吹风机周围会有非常强的磁场,而其他吹风机几乎不会产生任何磁场。磁场强度的差异与产品设计有关。下表显示了家庭和工作场所中一些常见电器的典型值。测量是在德国进行的,所有这些电器都是在50Hz交流电下运行的。值得注意的是,实际的曝光值会因产品的品牌型号和使用距离而有很大差异。

大多数家用电器在30cm处产生的磁场强度完全低于公共安全标准中100 T的限值,正常使用距离用黑体标出。(资料来源:德国联邦辐射安全局,1999年)

该表主要说明两点:首先,当你远离各种电器时,它们周围的磁场强度会迅速降低。第二,大多数家用电器不太靠近身体工作。大多数家用电器周围30cm的距离比公共安全标准100t (50Hz) (60Hz为83 T)的上限低100倍以上。

电视和电脑屏幕

电脑屏幕和电视的工作原理相似。将产生不同频率的静电场和交变电磁场。

然而,在一些笔记本电脑和台式电脑中使用的液晶显示器不会显著增加电场和磁场的强度。现代计算机拥有的导电计算机屏幕可以将屏幕产生的静电磁场强度降低到与家庭和工作场所正常背景电磁场的强度相似。在正常使用距离下(距屏幕30cm至50cm),交变磁场的磁通密度通常小于0.7 T(工频),在正常使用距离下交变电场的强度在1 V/m至10 v/m的范围内

微波炉

家用微波炉将在很高的功率下工作。然而,有效的屏蔽将泄漏到微波炉外部的电磁场降低到不可检测的强度。不仅如此,随着与微波炉的距离增加,泄漏的微波会迅速减少。许多国家都规定了新生产的微波炉泄漏的最大电磁场强度的生产标准。符合生产标准的微波炉不会对用户造成任何伤害。

无绳电话

与手机相比,无绳电话产生的电磁场要少得多。这是因为它们仅在距离家庭基站非常近的地方使用,并且不需要强电磁场来远距离传输信号。因此,这些设备周围的射频电磁场可以忽略不计。

环境中的电磁场雷达

雷达用于导航、天气预报、军事应用和许多其他应用。它们发射脉冲微波信号。尽管平均功率可能相对较低,但脉冲中的最大功率可能较高。许多雷达会旋转并上下移动,这将降低暴露在雷达附近电磁场中的居民的平均功率密度。高功率和非旋转军用雷达也将减少公众可接触到的低于安全标准的区域。

安全检查系统

商店里的防盗系统将与能被插座的电源线圈检测到的标签一起工作。购买商品时,标签将被移除或永久失效。线圈产生的电磁场通常不超过安全标准的限制。访客控制系统的工作方式类似,标签放在钥匙圈或身份证上。图书馆安全系统中使用的标签在借书时失效,在还书时再次失效。金属探测器和机场安检系统将产生强度高达100吨的强磁场,金属物体的存在会干扰该磁场。当与探测器的距离非常近时,磁场强度将接近甚至偶尔超过安全标准极限。然而,这并不构成健康威胁,将在安全标准部分进一步讨论(参见“超过安全标准的暴露是否有害?”).

电动火车和电车

长途列车将有一个或多个独立于乘客车厢的特殊发动机车厢。因此,乘客暴露的电磁场主要来自列车的供电系统。当接近地面时,长途列车乘客车厢的磁场强度可以达到几百t,而车厢内其他位置的磁场强度会有较低的值(几十t)。电场强度可达300伏/米。居住在铁路沿线的居民会遇到架空供电线路产生的磁场,该磁场因国家而异,一般相当于高压线的磁场强度。

一些火车和电车的发动机和牵引设备位于乘客车厢的地面以下。在发动机正上方最近的汽车地面区域,磁场强度可以达到几十吨。随着离车厢地板的距离增加,强度将迅速降低,乘客身体上部的暴露强度也大大降低。

电视和广播

当你在家里为立体声收音机选择一个电台时,你有没有想过熟悉的缩写AM和FM代表什么?由于携带信息的方式不同,无线电信号分为调幅和调频。调幅广播用于远距离传输信号。调频广播覆盖更多的地方,但提供更好的声音质量。

调幅广播使用一个大的天线阵列来传输信号,信号可以达到几十米高。禁止公众进入传播场所。天线和电缆附近的暴露可能会很高,但这只会影响维护人员,而不会影响公众。

电视和调频广播天线比调幅广播天线小得多,并以阵列形式安装在塔顶。这座塔本身只是一个支撑结构。塔底附近的暴露强度在安全标准范围内,公众有时可以进入这些区域。小型本地电视和无线电天线有时安装在建筑物的顶部。如果是这种情况,可能有必要限制进入屋顶。

移动电话和移动电话基站

手机允许人们随时联系。这种低功率射频设备与由固定的低功率基站组成的网络相互发送和接收信号。每个手机基站覆盖指定区域。根据要处理的呼叫数量,在主要城市基站之间相隔几百米,在农村地区相隔几公里。

移动电话基站通常安装在建筑物顶部或15到50米高的塔顶。从基站发出的信号强度不断变化,这取决于呼叫数量和呼叫者与基站之间的距离。天线发射出一束非常窄的无线电波,其传播方向几乎与地面平行。因此,地面和公众平时可以进入的区域的射频电磁场强度比危险值低很多倍。只有当一个人接近天线前一米或两米的距离时,才能超过安全标准。在手机被广泛使用之前,暴露在公众面前的射频辐射主要来自无线电和电视发射机。即使在今天,由于公众可到达的地方的基站的信号强度通常与远离无线电和电视发射机的地方的基站的信号强度相似或者甚至更低,所以移动电话基站对我们的总暴露的增加是可以忽略的。

然而,手机用户暴露的射频电磁场强度比环境中的要高得多。使用时,手机离头部很近。因此,使用者头部吸收的能量分布必须与全身的热效应相比较来确定。根据复杂的计算机模拟和头部模型测量,从手机吸收的能量没有超过当前的安全标准。

人们也开始担心手机频率的电磁场会导致其他所谓的非热效应。这些包括对细胞的微弱影响,这种影响会影响癌症的进展;另一个推测是,对电刺激组织的影响可能会影响大脑和神经系统的功能。然而,现有的证据一般不支持使用手机会对人体健康产生有害影响。

日常生活中的磁场:真的有那么高吗?近年来,许多国家的官方部门对生活环境中的电磁场强度进行了多次测量。他们中没有人认为电磁场的强度会带来有害的健康影响。

德国联邦辐射安全办公室最近测量了电磁场对各种职业和公众的暴露程度,以及每天2000人暴露在磁场中的强度。他们都24小时佩戴个人仪表。测量结果不同,但日平均暴露量为0.10吨,比100吨的公众暴露标准限值低1000倍,比500吨的职业暴露限值低5000倍。不仅如此,城市中心区居民的暴露表明,农村和城市居民的暴露值没有明显差异。居住在高压线附近的居民与普通人的暴露量之间的差异也很小。

要点概述:家庭背景电磁场强度主要来自输配电设备以及家用电器。不同电器产生的电磁场强度会明显不同。电场和磁场的强度将随着离电器距离的增加而迅速减小。在各种情况下,家用电器周围的电磁场强度远远小于安全标准的极限值。在电视机和电脑屏幕之间的正常操作距离下,电场和磁场强度仅为安全标准值的1/10000到1/1000。符合标准的微波炉不会对健康构成威胁。只要公众不靠近雷达设施、广播天线和移动电话基站,他们就不会受到超过安全准则的射频电磁场的影响。在日常生活环境中,手机的射频电磁场强度远远高于其他电器,但即使这样的强度也不会对健康产生任何有害影响。许多调查表明,日常生活环境中电磁场的暴露强度很小。