III Международный конкурс
научно-исследовательских и творческих работ учащихся
«СТАРТ В НАУКЕ»
 
     

ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ПОЛЯ В ГОРОДСКОЙ КВАРТИРЕ
Шелестюк Г.С.
Текст научной работы размещён без изображений и формул.
Полная версия научной работы доступна в формате PDF


Современный мир, окружающий человека наполнен самой разнообразной техникой. Компьютеры и мобильные телефоны, радиотелефоны и телевизоры, холодильники, электроплиты, стиральные и посудомоечные машины, воздушные компрессоры, миксеры, фены и десятки других технических устройств основательно и надолго вошли в нашу жизнь и стали нашими ближайшими незаменимыми помощниками. Но, кроме видимой пользы, многие электроприборы могут незаметно приносить вред человеческому здоровью.

Ни для кого не секрет, что внешние электромагнитные излучения оказывают на организм человека негативное воздействие. Люди, находясь на улице, в транспорте, жилище, буквально окутаны проводами. При насыщении пространства вокруг человека электромагнитными сигналами, организм испытывает дискомфорт, приводящий к заболеваниям самого различного характера.

Наиболее подвержены воздействию электромагнитных полей кровеносная система, головной мозг, глаза, иммунная и половая системы.

Организм человека чувствителен к протекающему через тело электрическому току. Такое влияние оказывает на человека любое электрическое устройство, создающее мощное магнитное поле. Например, находясь в вагоне метро, человек находится внутри сильного магнитного поля, которое и вызывает в организме электрические токи, представляющие серьезную опасность здоровью человека.

Уже сегодня электромагнитное загрязнение окружающей среды, наряду с химическим и радиационным - наиболее масштабный вид загрязнения, имеющий глобальные последствия.

Всемирной организацией здравоохранения проблема электромагнитного загрязнения окружающей среды включена в перечень приоритетных проблем человечества.

Суть проблемы заключается в определении значений интенсивности излучения, после которых электромагнитное излучение становится опасным для здоровья. Есть серьезные основания полагать, что степень негативного воздействия электромагнитного излучения серьезно недооценивается. Результаты многочисленных исследований показывают, что существующий уровень излучения, с которым сталкивается современный человек, представляет угрозу для здоровья и может негативно сказаться на следующих поколениях.

Актуальность: В настоящее время быт человека тесно связан с использованием различных электроприборов, без которых мы уже не мыслим свою жизнь, таких как телевизор, микроволновая печь, электроплита, компьютер, телефон, холодильник и др. Но помимо пользы данные электроприборы могут оказывать негативное влияние на здоровье человека, создавая электромагнитные поля, в которых нам приходится жить. Измерение уровня электромагнитных полей в квартире поможет выявить наиболее неблагоприятные места для нахождения человека и избежать возможного негативного влияния на здоровье путем уменьшения времени пребывания в зонах повышенного электромагнитного излучения.

Цель: исследование уровня электромагнитных полей в городской квартире и его влияния на здоровье человека.

Задачи:

  1. Изучение строения электромагнита и возникновения электромагнитных полей;

  2. Изучение возможного влияния электромагнитных полей на здоровье человека;

  3. Создание прибора, измеряющего электромагнитные поля;

  4. Измерение уровня электромагнитных полей в разных частях квартиры;

  5. Сравнение и анализ полученных результатов.

Предмет: Изменение уровня электромагнитных полей в городской квартире.

Объект: Электромагнитные поля в городской квартире.

Методы исследования: эксперимент, наблюдение, опрос.

Практическая значимость исследования: Далеко не каждый человек может позволить купить себе дорогостоящие приборы для измерения электромагнитного излучения, но, осознавая всю опасность его влияния на здоровье, можно произвести замеры с помощью подручных средств.

Гипотеза: Уровень электромагнитного излучения в городской квартире изменяется в зависимости от расположения электробытовых приборов. И его измерение и знание мер профилактики позволит снизить возможность его влияния на здоровье человека.

ГЛАВА 1. ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ИЗУЧЕНИЕ
  1.  
    1. Что такое электромагнит?

Электромагнит — устройство, создающее магнитное поле при прохождении электрического тока через него. Обычно электромагнит состоит из обмотки и металлического сердечника, который приобретает свойства магнита при прохождении по обмотке электрического тока.

Электромагниты получили настолько широкое распространение, что трудно назвать область техники, где бы они не применялись в том или ином виде. Они содержатся во многих бытовых приборах - электробритвах, магнитофонах, телевизорах и т.п. Устройства техники связи - телефония, телеграфия и радио немыслимы без их применения.

Электромагниты очень широко используются в промышленности, медицине, быту, электронике в качестве компонентов различных двигателей, генераторов, реле, аудиоколонок, устройств магнитной сепарации, подъемных кранов и др.

История

В 1820 году Эрстед обнаружил, что электрический ток создаёт магнитное поле. А затем, в 1824 году, Уильям Стёржден, создал первый электромагнит. Он представлял из себя кусок железа, который был согнут в форме подковы и на котором было намотано 18 витков медного провода. При подключении к источнику тока, эта конструкция начинала притягивать железные предметы. Причем было замечено, что хотя весил этот электромагнит около 200 гр., он мог притянуть предметы до 4 кг!

Принцип действия

При протекании тока через проводник, вокруг него создается магнитное поле. Это магнитное поле можно усилить, если придать проводнику форму катушки. Но все же это еще не электромагнит. Вот если в эту катушку поместить сердечник из ферромагнитного материала (например, железа), тогда он станет электромагнитом.

Когда ток протекает по обмотке электромагнита, он создает магнитное поле, линии которого пронизывают сердечник. Под действием этого поля, в сердечнике, мельчайшие области, которые обладают миниатюрными магнитными полями, называющиеся доменами, принимают упорядоченное положение. В результате, их магнитные поля складываются, и образуется одно большое и сильное магнитное поле, способное притянуть большие предметы. Причем, чем сильнее ток, тем сильнее магнитное поле, которое образуется электромагнитом. Но так будет происходить только до магнитного насыщения. Затем при увеличении тока, магнитное поле будет увеличиваться, но незначительно.

Устройство

Простейший электромагнит представляет из себя катушку с сердечником из ферромагнитного материала. В нем также присутствует якорь, который служит для передачи механического усилия. Якорь притягивается к электромагниту, и одновременно замыкает контакты.

  1.  
    1. Электромагнитное поле

Электромагнитные поля окружают нас повсюду, оставаясь при этом невидимыми человеческому глазу. Электрические поля образуются при возникновении в атмосфере электрических зарядов, вызванных грозой. Магнитное поле Земли заставляет иглу компаса всегда указывать направление «север–юг» и помогает птицам и рыбам ориентироваться в пространстве.

Помимо электромагнитных полей, возникающих за счет природных источников, в спектре электромагнитных полей есть и те, которые созданы человеком: например, рентгеновские лучи, используемые для диагностирования переломов. Электричество в каждой штепсельной розетке ведет к образованию сопутствующих электромагнитных полей низкой частоты. Различные радиоволны более высокой частоты используются для передачи информации при помощи ТВ антенн, радиостанций или базовых станций мобильной связи.

Электрические поля существуют повсюду, где есть положительный или отрицательный электрический заряд. Они с силой воздействуют на другие заряды внутри поля. Сила электрического поля измеряется в вольтах на метр. Любой электрический провод, находящийся под напряжением, будет создавать сопутствующее электрическое поле, которое будет существовать даже при отсутствии тока. Чем выше напряжение, тем сильнее электрическое поле на заданном расстоянии от провода.

В отличие от электрических полей, магнитные поля возникают лишь при включении приборов и наличии тока. Чем сильнее электрический ток, тем сильнее магнитное поле.

Как и электрические поля, магнитные поля наиболее сильны в непосредственной близости от их источника, а по мере удаления от него, они ослабевают. Обычные материалы, например, стены зданий, не являются препятствием для магнитных полей.

Включение провода от прибора в розетку создает электрические поля в воздухе вокруг прибора. Чем выше напряжение, тем сильнее создаваемое поле. Поскольку напряжение существует даже при отсутствии электрического тока, совсем не обязательно включать электробытовой прибор, чтобы в помещении, где он находится, образовалось электрическое поле.

Магнитные поля возникают только при наличии электрического тока. В этом случае в помещении одновременно есть и магнитное, и электрическое поле. Чем выше сила тока, тем сильнее магнитное поле.

  1.  
    1. Влияние электромагнитного излучения на здоровье человека

В современном мире жизнь человека неизменно связана с огромным количеством техники, которой он пользуется как на работе, так и дома. Не вся эта техника безопасна для человека, особенно при постоянном воздействии, электромагнитное излучение и здоровье человека давно стали объектом пристального внимания и изучения, как медиков, так и специалистов, занимающихся производством техники.

Электромагнитное излучение вошло в жизнь человека не с началом научно-технического прогресса. Земля тоже имеет своё постоянное электромагнитное поле, в зоне которого каждый из нас находится всю жизнь. Это – нормальный природный фон, который не оказывает на организм человека негативного воздействия.

Но большие антенны, линии электропередач, устройства передачи радиосигналов имеют электромагнитное поле, которое в несколько десятков и сотен раз превышает привычный человеку, нормальный электромагнитный уровень земли.

Уже невозможно себе представить современную квартиру без благ цивилизации – телевизора, холодильника, микроволновой печи, стиральной машины, телефонов и прочего. Вся техника призвана облегчить наш труд и улучшить условия жизни. Мы все наслышаны о том, что существует излучение от домашней бытовой техники, но не всегда представляем себе, как это происходит и можно ли от него защититься.

Под электромагнитным излучением понимается распространяющиеся изменения состояния в пространстве взаимодействующих друг с другом электрического и магнитного полей. Исследуя его влияние на здоровье человека, ученые пришли к выводу, что электромагнитное излучение оказывает негативное влияние на человеческий мозг. Кроме того, подобное излучение вызывает сбой в работе сердечнососудистой и центральной нервной системы. Оказывает влияние на гормональный фон и репродуктивную функцию человека, может вызвать бесплодие.

По сравнению с серьезными заболеваниями, такие симптомы как: усталость, головная боль, нарушение сна, раздражительность, кажутся пустяком и временным недомоганием. При регулярном и тесном контакте с бытовой техникой мы подвергаем свое здоровье опасности. Эти, на первый взгляд, «несерьезные проблемы» способны перерасти в крупные неприятности.

Проблема обостряется тем, что мы уже не можем обходиться без домашней бытовой техники и ее воздействие, порой, хоть и не несет сильного излучения, но зато оно постоянное и длительное. Получается, что мы каждый день нарушаем биоэнергетическое равновесие нашего организма.

Шведские ученые установили безопасный уровень силы электромагнитного поля, который, по их мнению, составляет 0,2 микротеслы (мкТл).

  1.  
    1. Измерение излучения от домашней бытовой техники

Этот несложный прием не покажет вам точных цифр, но поможет сориентироваться среди бытовой техники и укажет на тот или те приборы, которые больше остальных способны оказывать негативное влияние.

Для теста используйте обычный радиоприемник, включенный и настроенный на длинную или среднюю волну, на которой нет ни одной станции. В данном случае, из транзистора будет доноситься равномерный шум.

Включите все бытовые электроприборы, которыми вы пользуетесь: телевизор, компьютер, электрический чайник, микроволновую печь и др. Подходите, по очереди, к каждой технике с включенным радиоприемником. Вы услышите, как меняется исходящий звук – появятся треск и шипение. По частоте и силе звуков можно определить наиболее излучающий прибор. Не забудьте про холодильник, который включен всегда, но включается периодически.

  1.  
    1. Профилактика вредного влияния электромагнитного излучения

От электромагнитного излучения вас не защитят стены, а поэтому, относительно безопасным, считается соблюдение определенного расстояния до той или иной работающей бытовой техники.

Электрическая плита. От передней панели электрической плиты исходит излучение порядка 1-3 мкТл. От работающих конфорок оно еще выше. Старайтесь, по возможности, не подходить близко к плите, а безопасным расстоянием считается не менее 50 см.

Холодильник. Саморазмораживающиеся холодильники (функция No Frost), по сравнению со старыми моделями, более опасны и «зашкаливают» даже на расстоянии 1 м. от дверцы.

Электрический чайник. Не стойте рядом с включенным электрочайником. Его безопасность заканчивается на расстоянии 30 см.

Стиральная машина. Если безопасным считается излучение в 0,2 мкТл, то от машинки исходит около 10 мкТл. Отойдите от нее на расстояние не менее 1 м.

Пылесос. У этого домашнего бытового прибора очень высокое излучение – около 100 мкТл. Раскручивайте провод на всю длину и отходите от него как можно дальше.

Телевизор. Рекомендуется смотреть телевизор, находясь не менее чем в полутора метрах от него. Это не только забота о зрении, но и безопасное расстояние от электромагнитного излучения.

Микроволновая печь. Самым опасным прибором, из домашней бытовой техники, считается микроволновка. Уже на расстоянии 30 см она способна излучать до 8 мкТл.

Кондиционер. Держитесь от этого прибора на расстоянии не менее 1,5 м.

Утюг. На расстоянии 25 см от ручки утюга зафиксирована допустимая норма излучения (0,2 мкТл), но только в том случае, когда утюг не находится в стадии нагрева. При включении лампочки можно временно отставлять утюг в сторону и продолжать гладить после ее отключения.

Компьютер. Излучение распространяется на расстоянии 70 см от прибора, а самым безопасным считается 1,5-2 м. Хотя трудно себе представить подобное нахождение от экрана.

Мобильный телефон. Сотовый телефон опасен тем, что находится в непосредственной близости к телу человека. Его носят в кармане брюк, нагрудном кармане, прикладывают к уху, поэтому можно сказать, что излучение воздействует точечно и сказывается на репродуктивной функции, сердечной деятельности, работе головного мозга. Старайтесь покупать современные, более безопасные модели и не носите его в одежде.

Настольная лампа. Оказывается, излучение от настольной лампы сопоставимо с излучением от телевизора. По возможности, отодвиньте этот прибор как можно дальше от себя.

Наиболее опасным в отношении электромагнитного излучения считается компьютер по ряду причин: за компьютером мы работаем в непосредственной от него близости, длительное время (некоторые проводят за компьютером весь день), у компьютера имеется два основных источника электромагнитного излучения – системный блок и монитор.

При долгой работе за компьютером человек очень устаёт. У него появляется раздражительность, нервозность в поведении, у него слезятся глаза, понижается работоспособность и нарушается сон. Эти изменения в здоровье и настроении человека могут быть и незаметны, большинство из нас списывают эти состояния на сильную усталость, проблемы на работе и т.д.

Электромагнитное поле, воздействуя на человека постоянно, ослабляет у него иммунитет, причиняет вред эндокринной, сердечнососудистой и нервной системам, снижает сексуальные функции.

Если рассматривать все приборы даже слабого электромагнитного излучения, как сумму объектов, постоянно нас окружающих, то можно предположить, что общее электромагнитное поле получается очень мощным.

Электромагнитное излучение мы не можем увидеть глазами, мы его не слышим, не ощущаем, оно не имеет запаха, и поэтому склонны не придавать значения этой информации и предупреждениям учёных. Однако у нас может часто болеть голова, понижаться настроение, мы чувствуем упадок сил – это как раз «работа» электромагнитного поля. Продолжительное по времени влияние чрезмерно усиленного электромагнитного поля способно провоцировать рост онкологических опухолей, снижает умственные способности и память, постоянно повышенный электромагнитный фон становится причиной болезней Альцгеймера, Паркинсона, изменяет психику человека.

Многие ошибочно полагают, что ноутбуки абсолютно безопасны в этом отношении. Но, при наличии меньшего электромагнитного поля, очень часто ноутбук находится у нас на коленях, в непосредственной близости от наших жизненно важных органов, которые подвергаются прямому постоянному облучению.

Профилактика вредного влияния электромагнитного излучения:

1) Регулярно проветривать помещение, в котором много техники, и где стоит компьютер.

2) Чаще гулять на свежем воздухе, особенно, если Ваша работа связана с долгим пребыванием за компьютером.

3) Регулярно заниматься спортом, активным отдыхом.

4) Покупать качественную электронику и компьютеры только известных марок и с сертификатами их безопасности.

5) К компьютеру нужно покупать только жидкокристаллический монитор.

6) Как монитор, так и системный блок должны стоять на возможно дальнем расстоянии от работающего за компьютером.

7) Выключать компьютер в перерывах между работой или использовать «спящий режим» монитора.

8) Монитор лучше ставить в угол комнаты, чтобы излучение от его боковых стенок было поглощено стенами комнаты.

9) В офисе нельзя столы с компьютерами ставить так, чтобы задние и боковые стенки мониторов были обращены к другим сотрудникам.

10) Делать перерывы в работе за компьютером каждый час, выходя из-за стола, лучше погулять на свежем воздухе и проветрить кабинет.

11) Компьютер и защитный экран нужно заземлить.

12) Не подходить к работающей микроволновой печи более, чем на 2 метра, не стоять возле её торца.

13) Мобильным телефоном нужно пользоваться максимально короткое время.

14) Заботясь о здоровье детей, не нужно разрешать им работать или играть за компьютером более, чем 1-2 часа в день, в зависимости от возраста, а также пользоваться мобильным телефоном без необходимости.

Электромагнитное излучение и здоровье человека находятся в параллельном взаимодействии и стали предметом исследований учёных всего мира. Защитить себя и своих близких от вредного электромагнитного поля – задача каждого из нас.

ГЛАВА 2. ИЗМЕРЕНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ В КВАРТИРЕ

Я решил провести опрос среди ровесников на тему информированности об электромагнитных волнах. В анкету вошли следующие вопросы:

  1. Как ты думаешь могут ли окружающие нас электроприборы причинять нам вред?

  2. Слышал ли ты когда-нибудь об электромагнитном излучении?

  3. Знаешь ли ты как защитить себя от электромагнитного излучения?

По итогам опроса я сделал следующие выводы:

79% ребят уверены, что электроприборы не могут навредить нам, 47% ни разу не слышали об электромагнитном излучении, 51% не имеют представления как защитить себя от электромагнитного излучения.

Значит мое исследование может принести пользу, заставив ребят задуматься о безопасности своего здоровья.

Существуют специальные приборы для измерения электромагнитного излучения, но к сожалению, они очень дорого стоят, поэтому мое исследование не будет подкреплено точными цифрами. Не все могут позволить себе купить специальный прибор, но здоровье важно для всех. Поэтому попробуем определить уровень электромагнитного излучения с помощью подручных средств.

Я решил воспользоваться самодельным прибором, для изготовления которого я взял радиоприемник и мамины спицы для вязания. Из спиц я соорудил прямоугольную рамку и подсоединил ее к антенне. Это необходимо для увеличения чувствительности и усиления эффекта улавливания электромагнитных волн.

Настроив радиоприемник на равномерное шипение, я прошелся по квартире, поднося его к различным электроприборам. На некоторые электроприборы реакция была едва заметная, а на некоторые изменение звука было настолько очевидно, что даже уши закладывало от свиста.

Лидерами по уровню электромагнитного поля стали компьютер, принтер и вытяжной шкаф. Примечательно, что возле выключенного вытяжного шкафа уровень звука не менялся, а при его включении появлялся резкий шум.

А вообще легкое изменение звука радиоприемника присутствовало практически у всех приборов, даже у розетки в стене. Это подтверждает теоретическую информацию о том, что слабый электромагнитный фон присутствует даже при выключенных электроприборах от проводки в квартире.

Также из теории я узнал, что как правило электромагнитное излучение зашкаливает возле таких приборов, как микроволновка, холодильник и электрический чайник, но мой прибор почему-то не среагировал на них так ярко, как, например, на компьютер и вытяжной шкаф. Мне сложно судить, с чем это может быть связано.

Благодаря данному измерению, пусть и неточному, я выявил наиболее опасные относительно электромагнитного излучения места в своей квартире. Ими оказались кухня, как лидер по наличию электроприборов, и бывшая комната моей сестры, где в данный момент никто не живет, там стоит компьютер и принтер. В моей с братом комнате из электроприборов есть только телевизор, но он находится достаточно далеко от кроватей на безопасном расстоянии. Спальня родителей оказалась самым безопасным местом по наличию электромагнитного фона, хотя он там тоже присутствует благодаря розеткам и проводам внутри стены для встроенного освещения.

Конечно, меня впечатлило, насколько сильно выражено электромагнитное излучение от компьютера, ведь я иногда провожу за ним достаточно много времени. Теперь я задумываюсь об этом и стараюсь не засиживаться за ним слишком долго.

Заключение

Даже зная о негативном воздействии излучения, исходящего от домашней техники, никто из нас не побежит избавляться от столь привычных и удобных бытовых приборов. Остается одно – как можно меньше контактировать с «благами цивилизации» или соблюдать безопасное расстояние.

Запомните, что стены не являются препятствием для прохождения излучения, а поэтому оцените приборы, стоящие за стеной. Если по одну сторону находится холодильник, а по другую изголовье кровати, то явно требуется чья-то перестановка.

Мы стараемся покупать не только современные, но и мощные бытовые приборы, а ведь чем ниже мощность, тем слабее излучение и тем она менее опасна.

Старайтесь не включать одновременно несколько бытовых приборов, особенно с мощным излучением.

Благодаря проведенному мной исследованию я знаю опасные и безопасные места в своей квартире, знаю меры профилактики негативного воздействия электромагнитного излучения и безопасности при использовании электробытовых приборов.

Таким образом, гипотеза о том, что уровень электромагнитных полей в городской квартире изменяется в зависимости от расположения в ней электробытовых приборов, подтверждается.

Ваше здоровье в ваших руках. Научитесь жить в ладу с современной бытовой техникой.

Список литературы
  1. А.Н. Павлов Воздействие электромагнитных излучений на жизнедеятельность. М.: Гелиос АРВ, 2002 . – 224 с.

  2. Ахиезер А.И., Ахиезер И.А. Электромагнетизм и электромагнитные волны. М.: Высшая школа, 1985. – 504 с.

  3. Б.Блейк Левитт Защита от электромагнитных полей. М.:АСТ, 2007. – 448 с.