Site Loader
Posted on 18.07.1982

Содержание

В чем измеряется напряженность электростатического поля

Напряжённость электри́ческого по́ля — силовая характеристика электрического поля; векторная физическая величина, характеризующая электрическое поле в данной точке и численно равная отношению силы действующей на пробный заряд, помещенный в данную точку поля, к величине этого заряда q:

.

Какие единицы измерения напряженности электрического поля вы знаете?

В системе СИ — в Ньютонах на Кулон или в Вольтах на метр (В/м или V/m).

Что такое потенциал электрического поля, в чем он измеряется?

Потенциал электрического поля — энергетическая характеристика электрического поля; скалярная величина, равная отношению потенциальной энергии заряда в поле к величине этого заряда. В СИ потенциал электрического поля измеряется в вольтах.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Сдача сессии и защита диплома — страшная бессонница, которая потом кажется страшным сном.

8810 — | 7168 — или читать все.

91.146.8.87 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)
очень нужно

Полем с электричеством называют особый вид материи. Он существует вокруг заряда либо вокруг заряженных частиц. Напряжённость – главная силовая характеристика для этого явления. Единица измерения – В/м. Но есть и другие особенности, присущие такому параметру. Формула напряжённости – отдельный вопрос.

Определение

Напряженность относят к величинам физического характера. Как уже говорилось, это силовой параметр. Равен обычно соотношению между силой, действующей на заряженное тело, и значением.

Важно. Показатель напряжённости относят и к векторным величинам. Определяют, с каким значением действует сила на заряженные предметы. При необходимости упрощает определение направления. Главная единица измерения – ньютон на кулон.

Определение напряжённости упрощает организацию измерения показателя. Если заранее знать значение энергии того или иного тела – проще измерить характеристику, воздействующую на него. Как найти напряжённость – объяснено дальше.

Формула силы электрического поля

В большинстве случаев учёные применяют стандартную формулу:

Своё значение вектора, который обозначается как E, существует в каждой отдельной временной точке. В форме записи этот показатель тоже имеет свою фиксацию:

Интересно. Таким образом, это функция пространственных координат. Допустимо изменение характеристики по мере течения времени. За счёт этого происходит образование электромагнитного поля, учитывающего и вектор магнитной индукции. Его регулируют законы термодинамики, то же касается напряжённости электрического поля, формула через заряды тоже давно известна.

Воздействие поля на заряды

При воздействии полей предполагается, что в полную силу входят магнитные и электрические составляющие. Она выражается в так называемой формуле по силе Лоренца:

Своим значением наделён каждый элемент в этом определении напряжённости электрического поля, формула без них не будет точной:

  1. Q – обозначение заряда.
  2. V – скорость.
  3. B – вектор относительно магнитной индукции. Это основная характеристика, присущая магнитному пространству. Без неё измерять нельзя.

Косой крест применяют для обозначения векторного произведения. Единицы измерения для формулы – СИ. Заряды тоже становятся частью общей системы.

Новые значения – более общие по сравнению с формулой, чьё описание приведено ранее. Причина – в том, что частица под воздействием сил.

Обратите внимание. Предполагается, что частица в этом случае – точечная. Но благодаря этой формуле просто определить воздействие на тела вне зависимости от текущей формы. При этом распределение зарядов и токов внутри не имеет значения. Главное – уметь рассчитывать E и B, чтобы применять формулу правильно. Тогда проще проводить и определение напряжённости поля, формулы с другими цифрами.

Измерение

Напряжённость относят к векторным величинам, оказывающим силовое воздействие на заряженные частицы.

Существуют не только теоретические, но и практические способы для измерения напряжённости.

  • Если речь о произвольных – сначала берут тело, содержащее заряд. Это правило распространяется на любые электронные устройства.

Размеры тела должны быть меньше размеров другого тела, генерирующего заряд. Достаточно небольшого металлического шарика, у которого есть свой заряд. Заряд шарика измеряют электрометром, потом приспособление помещают внутрь. Динамометр уравновешивает силу, воздействующую на предмет. После этого можно снять показания с единицей измерения – Ньютонами.

Значение напряжённости получают, разделив значение силы на величину заряда.

  • Измерить расстояние – первый шаг, когда определяют напряжённость в конкретной точке, удалённой от тела на какую-либо величину.9.

    • Отдельного изучения заслуживает ситуация с конденсаторами.

    В данном случае первый этап – измерение напряжения между пластинами. Предполагается использование вольтметра. Потом определяются с расстоянием между этими пластинами. Единица измерения – метры. Получают результат, который и будет напряжённостью. Направлять её можно по-разному.

    Единицы измерения

    Ньютоны на кулон, либо вольты на метр – единицы измерения, которые применяют для данного параметра в общепринятых системах.

    Постоянный электрический ток

    Электрический ток – направленное движение свободных носителей энергии в веществе или внутри вакуума. Этот показатель появляется при соблюдении главных условий:

    • Есть источник энергии.
    • Замкнутость пути, который используется для перемещения.

    I – буква, которую применяют для обозначения силы тока.

    Важно. Единица измерения – Амперы. Величина тока зависит от количества электричества или разрядов, которые проходят через поперечное сечение у проводника в единицу времени.

    Когда речь о постоянном токе – предполагается, что с течением времени не меняются его направление, основная величина.

    Амперметр – устройство, применяемое для измерения силы тока. Его подключение к цепи – последовательное. Показатель важен, поскольку от него зависят и сила воздействия и другие подобные параметры. На практике часто встречаются ситуации, когда сила тока заменяется плотностью. В данном случае единица измерения – Ампер на метр квадратный. Площадь сечения проводов выражается в мм 2 . И плотность тока предполагает опору на эту характеристику.

    Электрическое поле можно назвать реально существующим явлением, как и любые предметы. Поле и вещества относят к основным формам существования материи. Способность действовать с силой на заряды – главное свойство. Его используют, чтобы обнаруживать, измерять явления. Ещё одна характеристика – распространение со скоростью света. Это тоже важно для тех, кто занимается изучением подобных факторов.

    ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЗАРЯД. ЭЛЕМЕНТАРНЫЕ ЧАСТИЦЫ.

    Электрический заряд q — физическая величина, определяющая интенсивность электромагнитного взаимодействия.

    Атомы состоят из ядер и электронов. В состав ядра входят положительно заряженные протоны и не имеющие заряда нейтроны. Электроны несут отрицательный заряд. Количество электронов в атоме равно числу протонов в ядре, поэтому в целом атом нейтрален.

    Заряд любого тела: q = ±Ne , где е = 1,6*10 -19 Кл — элементарный или минимально возможный заряд (заряд электрона), N — число избыточных или недостающих электронов. В замкнутой системе алгебраическая сумма зарядов остается постоянной:

    Точечный электрический заряд — заряженное тело, размеры которого во много раз меньше расстояния до другого наэлектризованного тела, взаимодействующего с ним.

    Два неподвижных точечных электрических заряда в вакууме взаимодействуют с силами, направленными по прямой, соединяющей эти заряды; модули этих сил прямо пропорциональны произведению зарядов и обратно пропорциональны квадрату расстояния между ними:

    где — электрическая постоянная.

    где 12 — сила, действующая со стороны второго заряда на первый, а 21 — со стороны первого на второй.

    ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ. НАПРЯЖЕННОСТЬ

    Факт взаимодействия электрических зарядов на расстоянии можно объяснить наличием вокруг них электрического поля — материального объекта, непрерывного в пространстве и способного действовать на другие заряды.

    Поле неподвижных электрических зарядов называют электростатическим.

    Характеристикой поля является его напряженность.

    Напряженность электрического поля в данной точке — это вектор, модуль которого равен отношению силы, действующей на точечный положительный заряд, к величине этого заряда, а направление совпадает с направлением силы.

    Напряженность поля точечного заряда Q на расстоянии r от него равна

    Принцип суперпозиции полей

    Напряженность поля системы зарядов равна векторной сумме напряженностей полей каждого из зарядов системы:

    Диэлектрическая проницаемость среды равна отношению напряженностей поля в вакууме и в веществе:

    Она показывает во сколько раз вещество ослабляет поле. Закон Кулона для двух точечных зарядов

    q и Q , расположенных на расстоянии r в среде c диэлектрической проницаемостью :

    Напряженность поля на расстоянии r от заряда Q равна

    ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ ЭНЕРГИЯ ЗАРЯЖЕННОГО ТЕЛА В ОДНОРОДНОМ ЭЛЕКТРО-СТАТИЧЕСКОМ ПОЛЕ

    Между двумя большими пластинами, заряженными противоположными знаками и расположенными параллельно, поместим точечный заряд q .

    Так как электрическое поле между пластинами с напряженностью однородное, то на заряд во всех точках действует сила F = qE , которая при перемещении заряда на расстояние вдоль совершает работу

    Эта работа не зависит от формы траектории, то есть при перемещении заряда q вдоль произвольной линии L работа будет такой же.

    Работа электростатического поля по перемещению заряда не зависит от формы траектории, а определяется исключительно начальным и конечным состояниями системы. Она, как и в случае с полем сил тяжести, равна изменению потенциальной энергии, взятому с противоположным знаком:

    Из сравнения с предыдущей формулой видно, что потенциальная энергия заряда в однородном электростатическом поле равна:

    Потенциальная энергия зависит от выбора нулевого уровня и поэтому сама по себе не имеет глубокого смысла.

    ПОТЕНЦИАЛ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОГО ПОЛЯ И НАПРЯЖЕНИЕ

    Потенциальным называется поле, работа которого при переходе из одной точки поля в другую не зависит от формы траектории. Потенциальными являются поле силы тяжести и электростатическое поле.

    Работа, совершаемая потенциальным полем, равна изменению потенциальной энергии системы, взятой с противоположным знаком:

    Потенциал — отношение потенциальной энергии заряда в поле к величине этого заряда:

    Потенциал однородного поля равен

    где d — расстояние, отсчитываемое от некоторого нулевого уровня.

    Потенциальная энергия взаимодействия заряда q с полем равна .

    Поэтому работа поля по перемещению заряда из точки с потенциалом φ1 в точку с потенциалом φ2 составляет:

    Величина называется разностью потенциалов или напряжением.

    Напряжение или разность потенциалов между двумя точками — это отношение работы электрического поля по перемещению заряда из начальной точки в конечную к величине этого заряда:

    НАПРЯЖЕННОСТЬ ПОЛЯ И РАЗНОСТЬ ПОТЕНЦИАЛОВ

    При перемещении заряда q вдоль силовой линии электрического поля напряженностью на расстояние Δ d поле совершает работу

    Так как по определению, то получаем:

    Отсюда и напряженность электрического поля равна

    Итак, напряженность электрического поля равна изменению потенциала при перемещении вдоль силовой линии на единицу длины.

    Если положительный заряд перемещается в направлении силовой линии, то направление действия силы совпадает с направлением перемещения, и работа поля положительна:

    Тогда , то есть напряженность направлена в сторону убывания потенциала.

    Напряженность измеряют в вольтах на метр:

    Напряженность поля равна 1 В/м, если напряжение между двумя точками силовой линии, расположенными на расстоянии 1 м, равна 1 В.

    Если независимым образом измерять заряд Q , сообщаемый телу, и его потенциал φ, то можно обнаружить, что они прямо пропорциональны друг другу:

    Величина С характеризует способность проводника накапливать электрический заряд и называется электрической емкостью. Электроемкость проводника зависит от его размеров, формы, а также электрических свойств среды.

    Электроёмкостъ двух проводников — отношение заряда одного из них к разности потенциалов между ними:

    Емкость тела равно 1 Ф , если при сообщении ему заряда 1 Кл оно приобретает потенциал 1 В.

    Конденсатор — два проводника, разделенные диэлектриком, служащие для накопления электрического заряда. Под зарядом конденсатора понимают модуль заряда одной из его пластин или обкладок.

    Способность конденсатора накапливать заряд характеризуется электроемкостью, которая равна отношению заряда конденсатора к напряжению:

    Емкость конденсатора равна 1 Ф, если при напряжении 1 В его заряд равен 1 Кл.

    Емкость плоского конденсатора прямо пропорциональна площади пластин S , диэлектрической проницаемости среды , и обратно пропорциональна расстоянию между пластинами d:

    ЭНЕРГИЯ ЗАРЯЖЕННОГО КОНДЕНСАТОРА.

    Точные эксперименты показывают, что W=CU 2 /2

    Так как q = CU , то

    Плотность энергии электрического поля

    где V = Sd — объем, занимаемый полем внутри конденсатора. Учитывая, что емкость плоского конденсатора

    а напряжение на его обкладках U=Ed

    Пример. Электрон, двигаясь в электрическом поле из точки 1 через точку 2, увеличил свою скорость от 1000 до 3000 км/с. Определите разность потенциалов между точками 1 и 2.

    Так как электрон увеличил свою скорость, то ускорение и сила Кулона сонаправлены со скоростью. Значит, электрон движется против силовых линий поля. Изменение кинетической энергии электрона равно работе поля :

    Ответ: разность потенциалов равна — 22,7 В.

    Напряжённость электрического поля — это… Что такое Напряжённость электрического поля?

    Напряжённость электри́ческого по́ля — векторная физическая величина, характеризующая электрическое поле в данной точке и численно равная отношению силы действующей на неподвижный[1]пробный заряд, помещенный в данную точку поля, к величине этого заряда :

    .

    Из этого определения видно, почему напряженность электрического поля иногда называется силовой характеристикой электрического поля (действительно, всё отличие от вектора силы, действующей на заряженную частицу, только в постоянном[2] множителе).


    В каждой точке пространства в данный момент времени существует свое значение вектора (вообще говоря — разное[3] в разных точках пространства), таким образом, — это векторное поле. Формально это выражается в записи

    представляющей напряженность электрического поля как функцию пространственных координат (и времени, т.к. может меняться со временем). Это поле вместе с полем вектора магнитной индукции представляет собой электромагнитное поле[4], и законы, которым оно подчиняется, есть предмет электродинамики.

    Напряжённость электрического поля в СИ измеряется в вольтах на метр [В/м] или в ньютонах на кулон.

    Напряжённость электрического поля в классической электродинамике

    Из сказанного выше ясно, что напряженность электрического поля — одна из основных фундаментальных величин классической электродинамики. В этой области физики можно назвать сопоставимыми с ней по значению только вектор магнитной индукции (вместе с вектором напряженности электрического поля образующий тензор электромагнитного поля) и электрический заряд. С некоторой точки зрения столь же важными представляются потенциалы электромагнитного поля (образующие вместе единый электромагнитный потенциал).

    Приведем краткий обзор основных контекстов классической электродинамики в отношении напряженности электрического поля.

    Сила, с которой действует электромагнитное поле на заряженные частицы

    Полная сила, с которой электромагнитное поле (включающее вообще говоря электрическую и магнитную составляющие) действует на заряженную частицу, выражается формулой силы Лоренца:

    где q — электрический заряд частицы, — ее скорость, — вектор магнитной индукции (основная характеристика магнитного поля), косым крестом обозначено векторное произведение. Формула приведена в единицах СИ.

    Как видим, эта формула полностью согласуется с определением напряженности электрического поля, данном в начале статьи, но является более общей, т.к. включает в себя также действие на заряженную частицу (если та движется) со стороны магнитного поля.

    В этой формуле частица предполагается точечной. Однако эта формула позволяет рассчитать и силы, действующие со стороны электромагнитного поля на тела любой формы с любым распределением зарядов и токов — надо только воспользоваться обычным для физики приемом разбиения сложного тела на маленькие (математически — бесконечно маленькие) части, каждая из которых может считаться точечной и таким образом входящей в область применимости формулы.

    Остальные формулы, применяемые для расчета электромагнитных сил (такие, как, например, формула силы Ампера) можно считать следствиями[5] фундаментальной формулы силы Лоренца, частными случаями ее применения итп.

    Однако для того, чтобы эта формула была применена (даже в самых простых случаях, таких, как расчет силы взаимодействия двух точечных зарядов), необходимо знать (уметь рассчитывать) и чему посвящены следующие параграфы.

    Уравнения Максвелла

    Достаточным вместе с формулой силы Лоренца теоретическим фундаментом классической электродинамики являются уравнения электромагнитного поля, называемые уравнениями Максвелла. Их стандартная традиционная форма представляет собой четыре уравнения, в три из которых входит вектор напряженности электрического поля:

    Здесь — плотность заряда, — плотность тока, — универсальные константы (уравнения здесь записаны в единицах СИ).

    Здесь приведена наиболее фундаментальная и простая форма уравнений Максвелла — так называемые «уравнения для вакуума» (хотя, вопреки названию, они вполне применимы и для описания поведения электромагнитного поля в среде). Подробно о других формах записи уравнений Максвелла — см. основную статью.

    Этих четырех уравнений вместе с пятым — уравнением силы Лоренца — в принципе достаточно, чтобы полностью описать классическую (то есть не квантовую) электродинамику, то есть они представляют ее полные законы. Для решения конкретных реальных задач с их помощью необходимы еще уравнения движения «материальных частиц» (в классической механике это законы Ньютона), а также зачастую дополнительная информация о конкретных свойствах физических тел и сред, участвующих в рассмотрении (их упругости, электропроводности, поляризуемости итд итп), а также о других силах, участвующих в задаче (например, о гравитации), однако вся эта информация уже не входит в рамки электродинамики как таковой, хотя и оказывается зачастую необходимой для построения замкнутой системы уравнений, позволяющих решить ту или иную конкретную задачу в целом.

    «Материальные уравнения»

    Такими дополнительными формулами или уравнениями (обычно не точными, а приближенными, зачастую всего лишь эмпирическими), которые не входят непосредственно в область электродинамики, но поневоле используются в ней ради решения конкретных практических задач, называемыми «материальными уравнениями», являются, в частности:

    • Закон Ома,
    • Закон поляризации
    • в разных случаях многие другие формулы и соотношения.

    Связь с потенциалами

    Связь напряженности электрического поля с потенциалами в общем случае такова:

    где — скалярный и векторный потенциалы. Приведем здесь для полноты картины и соответствующее выражение для вектора магнитной индукции:

    В частном случае стационарных (не меняющихся со временем) полей, первое уравнение упрощается до:

    Это выражение для связи электростатического поля с электростатическим потенциалом.

    Электростатика

    Важным с практической и с теоретической точек зрения частным случаем в электродинамике является тот случай, когда заряженные тела неподвижны (например, если исследуется состояние равновесия) или скорость их движения достаточно мала чтобы можно было приближенно воспользоваться теми способами расчета, которые справедливы для неподвижных тел. Этим частным случаем занимается раздел электродинамики, называемый электростатикой.

    Как мы уже заметили выше, напряженность электрического поля в этом случае выражается через скалярный потенциал как

    или

    то есть электростатическое поле оказывается потенциальным полем. ( в этом случае — случае электростатики — принято называть электростатическим потенциалом).

    • Также и обратно

    Уравнения поля (уравнения Максвелла) при этом также сильно упрощаются (уравнения с магнитным полем можно исключить, а в уравнение с дивергенцией можно подставить ) и сводятся к уравнению Пуассона:

    а в областях, свободных от заряженных частиц — к уравнению Лапласа:

    Учитывая линейность этих уравнений, а следовательно применимость к ним принципа суперпозиции, достаточно найти поле одного точечного единичного заряда, чтобы потом найти потенциал или напряженность поля, создаваемого любым распределением зарядов (суммируя решения для точечного заряда).

    Теорема Гаусса

    Очень полезной в электростатике оказывается теорема Гаусса, содержание которой сводится к интегральной форме единственного нетривиального для электростатики уравнения Максвелла:

    где интегрирование производится по любой замкнутой поверхности S (вычисляя поток через эту поверхность), Q — полный (суммарный) заряд внутри этой поверхности.

    Эта теорема дает крайне простой и удобный способ расчета напряженности электрического поля в случае, когда источники имеют достаточно высокую симметрию, а именно сферическую, цилиндрическую или зеркальную+трансляционную. В частности, таким способом легко находится поле точечного заряда, сферы, цилиндра, плоскости.

    Напряжённость электрического поля точечного заряда
    В единицах СИ

    Для точечного заряда в электростатике верен закона Кулона

    или

    .
    .

    Исторически закон Кулона был открыт первым, хотя с теоретической точки зрения уравнения Максвелла более фундаментальны. С этой точки зрения он является их следствием. Получить этот результат проще всего исходя из теоремы Гаусса, учитывая сферическую симметрию задачи: выбрать поверхность S в виде сферы с центром в точечном заряде, учесть, что направление будет очевидно радиальным, а модуль этого вектора одинаков везде на выбранной сфере (так что E можно вынести за знак интеграла), и тогда, учитывая формулу для площади сферы радиуса r: , имеем:

    откуда сразу получаем ответ для E.

    Ответ для получается тогда интегрированием E:

    Для системы СГС

    Формулы и их вывод аналогичны, отличие от СИ лишь в константах.

    Напряженность электрического поля произвольного распределения зарядов

    По принципу суперпозиции для напряженности поля совокупности дискретных источников имеем:

    где каждое

    Подставив, получаем:

    Для непрерывного распределения аналогично:

    где V — область пространства, где расположены заряды (ненулевая плотность заряда), или всё пространство, — радиус-вектор точки, для которой считаем , — радиус-вектор источника, пробегающий все точки области V при интегрировании, dV — элемент объема. Можно подставить x,y,z вместо , вместо , вместо dV.

    Системы единиц

    В системе СГС напряжённость электрического поля измеряется в СГСЭ единицах, в системе СИ — в ньютонах на кулон или в вольтах на метр (русское В/м, международное V/m).

    Литература

    Примечания

    1. ↑ На движущийся заряд действует также магнитное поле, если, конечно, оно имеется (не равно нулю), поэтому в определение напряженности электрического поля вносится условие неподвижности пробного заряда; при условии гарантированного отсутствия магнитного поля неподвижность пробного заряда перестает быть обязательной, однако требование отсутствия магнитного поля в общем случае невозможно (а возможно только в частных классах задач).
    2. ↑ Для любой частицы ее электрический заряд постоянен. Измениться он может только если от частицы что-то заряженное отделится или если к ней что-то заряженное присоединится.
    3. ↑ Хотя иногда его значения могут оказываться и одинаковыми в разных точках пространства; если одинаков всюду в пространстве (или какой-то области пространства), говорят об однородном электрическом поле — это всего лишь частный случай электрического поля, хотя и наиболее простой; притом что в реальности электрическое поле может быть однородным лишь приближенно, то есть различия в разных точках пространства есть, но иногда они небольшие и ими можно пренебречь в рамках некоторого приближения.
    4. ↑ Электромагнитное поле может быть выражено и по-другому, например через электромагнитный потенциал или в несколько иной математической записи (прячущей вектор напряженности электрического поля вместе с вектором магнитной индукции внутрь тензора электромагнитного поля), однако все эти способы записи тесно связаны между собой, таким образом, утверждение о том, что поле — одна из основных составляющих электромагнитного поля не утрачивает смысла.
    5. ↑ Хотя исторически многие из них были открыты раньше.

    См. также

    Напряжённость электрического поля — это… Что такое Напряжённость электрического поля?

    Напряжённость электрического поля
            векторная физическая величина (Е), являющаяся основной количественной характеристикой электрического поля; определяется отношением силы, действующей со стороны поля на электрический заряд, к величине заряда (при этом заряд должен быть малым, чтобы не изменять ни величины, ни расположения тех зарядов, которые порождают исследуемое поле). В вакууме Н. э. п. удовлетворяет принципу суперпозиции, согласно которому полная напряжённость поля в точке равна геометрической сумме напряжённостей полей, создаваемых отдельными заряженными частицами. Для электростатического поля Н. э. п. может быть представлена как Градиент электрического потенциала φ; Е = — gradφ. В Международной системе единиц (СИ) Н. э. п. измеряется в единицах в/м.

            

             Лит.: Тамм И. Е., Основы теории электричества, 7 изд., М., 1957; Калашников С. Г., Электричество, М., 1956 (Общий курс физики, т. 2).

    Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия. 1969—1978.

    • Напряжённость магнитного поля
    • Напыление

    Смотреть что такое «Напряжённость электрического поля» в других словарях:

    • Напряжённость электрического поля — Размерность LMT−3I−1 Единицы измерения СИ В/м Примечан …   Википедия

    • НАПРЯЖЁННОСТЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ — (E), векторная характеристика электрического поля, равная отношению силы, действующей на точечный электрический заряд в данной точке пространства, к величине заряда. В СИ измеряется в В/м …   Современная энциклопедия

    • напряжённость электрического поля — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999] Тематики электротехника, основные понятия EN intensity of electric fieldelectric field intensitystrength of… …   Справочник технического переводчика

    • Напряжённость электрического поля — Напряженность электрического поля НАПРЯЖЁННОСТЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ (E), векторная характеристика электрического поля, равная отношению силы, действующей на точечный электрический заряд в данной точке пространства, к величине заряда. В СИ… …   Иллюстрированный энциклопедический словарь

    • напряжённость электрического поля — elektrinio lauko stipris statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. electric field intensity; electric field strength vok. elektrische Feldstärke, f rus. напряжённость электрического поля, f pranc. intensité du champ électrique, f …   Automatikos terminų žodynas

    • напряжённость электрического поля — elektrinio lauko stipris statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. electric field strength vok. elektrische Feldstärke, f rus. напряжённость электрического поля, f pranc. intensité du champ électrique, f …   Fizikos terminų žodynas

    • напряжённость электрического поля — (Е), основная силовая характеристика электрического поля, равная отношению силы, действующей на точечный электрический заряд в данной точке пространства, к величине заряда. * * * НАПРЯЖЕННОСТЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ НАПРЯЖЕННОСТЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ …   Энциклопедический словарь

    • НАПРЯЖЁННОСТЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ — векторная величина Е, характеризующая силовое действие электрич. поля на электрич. заряж. частицы и тела. Н. э. п. равна отношению силы F0, действующей со стороны поля на точечный электрич. заряд Q0, помещённый в рассматриваемую точку поля, к… …   Большой энциклопедический политехнический словарь

    • НАПРЯЖЁННОСТЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ — (t), векторная величина, осн. силовая характеристика электрич. поля, равная отношению силы, действующей to точечный электрич. заряд в данной точке пространства, к величине заряда. Единица СИ В/м …   Естествознание. Энциклопедический словарь

    • пробивная напряжённость электрического поля — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN disruptive electric strengthdisruptive electric field strength …   Справочник технического переводчика

    66. Напряженность электрического поля, единицы измерения. Напряженность поля точечного заряда.

    Напряженность электрического поля. Количественной характеристикой силового действия электрического поля на заряженные тела служит векторная величина E, называемая напряжённостью электрического поля.

    E = F / q пр.

    Она определяется отношением силы F, действующей со стороны поля на точечный пробный заряд qпр, помещенный в рассматриваемую точку поля, к величине этого заряда.

    Понятие «пробный заряд» предполагает, что этот заряд не участвует в создании электрического поля и так мал, что не искажает его, т. е. не вызывает перераспределения в пространстве зарядов, создающих рассматриваемое поле. В системе СИ единицей напряженности служит 1 В / м, что эквивалентно 1 Н / Кл.

    Напряженность поля точечного заряда. Используя закон Кулона (1.1) найдем выражение для напряжённости электрического поля, создаваемого точечным зарядом q в однородной изотропной среде на расстоянии r от заряда:

       (1.2)

    В этой формуле r – радиус-вектор, соединяющий заряды q и qпр. Из (1.2) следует, что напряжённость E поля точечного заряда q во всех точках поля направлена радиально от заряда при q > 0 и к заряду при q < 0.

    67. Силовые линии (линии напряженности) электрического поля. Однородное поле

    Графическое изображение электрического поля. Метод графического изображения электрического поля был предложен английским физиком Майклом Фарадеем. Суть метода заключается в том, что на чертеже изображаются непрерывные линии, которые называют линиями напряженности, или силовыми линиями.

    Правило построения линий напряженности заключается в том, что касательные к ним в каждой точке чертежа совпадают с направлением вектора напряженности поля в изображаемой точке.

    Таким образом, силовые линии имеют то же направление, что и напряжённость поля и не пересекаются, так как в каждой точке электрического поля вектор E имеет лишь одно направление.

    С помощью силовых линий можно дать количественную характеристику напряжённости электрического поля. Для этого густота, или плотность, силовых линий выбирается пропорционально модулю вектора напряженности. Плотность силовых линий определяется как число линий, пронизывающих единичную поверхность в направлении, перпендикулярном к этой поверхности.

    Изображение силовых линий позволяет получать картину поля, которая наглядно показывает, чему равна напряженность в разных частях поля и как она изменяется в пространстве.

    Электрическое поле, в котором напряженность одинакова по модулю и направлению в любой точке пространства, называется однородным электрическим полем.

    Приблизительно однородным является электрическое поле между двумя разноименно заряженными плоскими металлическими пластинами. Линии напряженности в однородном электрическом поле параллельны друг другу 

    Принципиальные методы измерения напряженности

    Способом измерить напряженность электрического поля является принципиальный способ измерения векторов E→ и D→, основанный на граничных условиях для данных векторов при переходе поля через границу двух диэлектриков.

    Обычный метод измерения напряженности

    Стоит заметить, что за обычный принимают метод измерения напряженности поля по силе, воздействующей на пробный заряд, который помещен в поле. Но такой способ возможно применять и для поля в вакууме, при этом метод не всегда подходит для поля в веществе. Так как равенство:

    верно для вакуума, в веществе оно является приближенным. Сам процесс внесения пробного заряда в диэлектрик может оказаться невозможен, например, когда используемый диэлектрик — твердый.

    Определение 1

    Единственный способ измерения E→ и D→, получивший название принципиального, заключается в том, чтобы создать внутри вещества полость и в нее внести пробный заряд. 

    Отметим при этом, что поле, измеренное подобным образом, не совпадет ни с вектором напряженности, ни с вектором индукции электрического поля. Итоговый результат будет зависеть от формы полости, в связи с чем в целях применения принципиального метода используют специальные формы полостей, в которых результат измерений E→ и D→ будет максимально близок к реальности.

    Нужна помощь преподавателя?

    Опиши задание — и наши эксперты тебе помогут!

    Описать задание

    Измерение векторов поля при помощи полостей

    Возьмем для рассмотрения полость, имеющую форму длинного и тонкого цилиндрического канала. Этот канал является параллельным полю E→ (рисунок 1). При этом будем считать, что в канале содержится вещество, количество которого бесконечно мало. Удалив вещество из диэлектрика, мы получим небольшое изменение электрического поля в среде. На концах канала появятся поляризационные заряды, влиянием которых на поле на достаточном удалении от концов полости можно пренебречь. На основе симметрии можно сказать, что поле в канале E0→ параллельно внешнему полю E→. Из граничного условия следует, что:

    В конечном счете мы приходим к тому, что измерение поля в диэлектрике есть измерение поля E0→

    Рисунок 1

    Рассмотрим другую форму плоскости: пусть это будет бесконечно короткий цилиндр, у которого основания являются перпендикулярными вектору индукции электрического поля D→ (рисунок 2).

    Рисунок 2

    Удалив в этом случае из диэлектрика вещество, мы не получим существенного влияния на электрическое поле в диэлектрике в целом. На границах полости появятся поляризационные заряды, имеющие противоположные знаки. За пределами полости будет происходить почти полная компенсация полей зарядов друг другом. В пределах полости поля зарядов будут усиливать друг друга, что повлечет за собой значимое изменение поля внутри полости. В пределах полости
    E0→ перпендикулярно к ее основаниям (в силу симметрии). Так как полость содержит воздух или вакуум:

    Применим граничное условие и можем сделать следующий вывод:

    Замечание 1

    Измерение электрического смещения сводится к измерению напряженности поля в полости.

    Пример 1

    Пусть задан шар, имеющий равномерную заряженность (объемная плотность ρ). Пусть в заданном шаре создана небольшая сферическая полость с центром O’. Центр созданной полости расположен на расстоянии b от центра заданного диэлектрического шара О. Необходимо определить напряженность поля в центре полости.

    Решение

    Рисунок 3

    Чтобы найти поле в полости, применим теорему Остроградского — Гаусса совместно с принципом суперпозиции. Определять поле будем в точке O’, для чего создадим гипотетическую сферу, имеющую радиус b и центр в точке О. Запишем выражение для нахождения потока вектора электрического смещения сквозь поверхность данной сферы:

    ΦD=∮SDdS=q, где q=43πb3ρ, S=4πb2. Для поля шара присуща сферическая симметрия, тогда из выражения ΦD=∮SDdS=q запишем:

    DS=D4πb2=43πb3ρ→D=bρ3.

    Поляризационные заряды в полости создадут поле D’→; согласно принципу суперпозиции итоговое поле в точке O’ определяется как:

    DO’→=D→+D’→.

    Полость не имеет свободных зарядов, тогда, согласно теореме Остроградского-Гаусса:

    D’→=0.

    Граничные условия определяют тот факт, что нормальная составляющая вектора электрического смещения при переходе через границу раздела диэлектриков неизменна. Таким образом:

    D1n=D2n.

    Резюмируя все наши рассуждения, сделаем запись выражения для поля внутри полости:

    DO’→=D=bρ3.

    Напряженность поля в полости определится как:

    E→=b→ρ3ε0.

    Ответ: поле в полости DO’→=bρ3, E→=b→ρ3, где b→ является вектором, соединяющим точки O и O’.

    Пример 2

    Задана бесконечно длинная цилиндрическая полость, расположенная в бесконечно длинном цилиндре, который равномерно заряжен по объему (ρ – плотность заряда) и имеет радиус R. Оси цилиндра и полости параллельны и удалены на некоторое расстояние друг от друга. Необходимо определить напряженность электрического поля на оси полости.

    Решение

    Рисунок 4

    Чтобы определить поле в полости, применим теорему Остроградского – Гаусса совместно с принципом суперпозиции. Чтобы найти поле цилиндра на прямой, где должна находиться ось полости, создадим гипотетическую цилиндрическую поверхность радиуса a с осью, совпадающей с осью основного цилиндра. Запишем выражение для потока вектора электрического смещения сквозь поверхность заданного цилиндра:

    ΦE=∮SDdS=q, где q=πa2hρ, S=2πah  (h является высотой цилиндра).

    Для поля шара присуща цилиндрическая симметрия, тогда из выражения ΦD=∮SDdS=q запишем:

    DS=D2πah=πa2hρ→D=aρ2.

    Поляризационные заряды в полости создадут поле D’→; согласно принципу суперпозиции итоговое поле на оси полости определяется как:

    DO’→=D→+D’→.

    Полость не имеет свободных зарядов, тогда, согласно теореме Остроградского-Гаусса:

    D’→=0.

    Граничные условия определяют тот факт, что нормальная составляющая вектора электрического смещения при переходе через границу раздела диэлектриков неизменна. Таким образом:

    D1n=D2n.

    Резюмируя все наши рассуждения, сделаем запись выражения для поля внутри полости:

    DO’=aρ2.

    Напряженность поля в полости определится как:

    E→=a→ρ2ε0.

    Ответ: E→=a→ρ2ε0.

    5.6. Работы по измерению напряженности электрического поля / КонсультантПлюс

    5.6. Работы по измерению напряженности электрического поля

    5.6.1. При измерении напряженности электрического поля необходимо соблюдать допустимые расстояния от оператора, производящего измерения, и измерителя (датчика) до токоведущих частей, находящихся под напряжением.

    Измерения напряженности электрического поля должны производиться:

    при работах без подъема на оборудование и конструкции — на высоте 1,8 м от поверхности земли, плит кабельного канала (лотка), площадки обслуживания оборудования или пола помещения;

    при работах с подъемом на оборудование и конструкции — на высоте 0,5, 1,0 и 1,8 м от пола площадки рабочего места (например, пола люльки подъемника) и на расстоянии 0,5 м от заземленных токоведущих частей оборудования.

    Измерения напряженности (индукции) магнитного поля должны производиться на высоте 0,5, 1,5 и 1,8 м от пола площадки рабочего места, земли, пола помещения, настила переходных мостиков и т.п., а при нахождении источника магнитного поля под рабочим местом — дополнительно на уровне пола площадки рабочего места.

    5.6.2. Измерения напряженности (индукции) магнитного поля должны проводиться при максимальном рабочем токе электроустановки или измеренные значения должны пересчитываться на максимальный рабочий ток (Imax) путем умножения измеренных значений на отношение Imax/I, где I — ток в источнике магнитного поля в момент измерения.

    Напряженность (индукция) магнитного поля измеряется в производственных помещениях с постоянным пребыванием персонала, расположенных на расстоянии менее 20 м от токоведущих частей электроустановок, в том числе отделенных от них стеной.

    Результаты измерений фиксируются в журнале или оформляются в виде протокола.

    5.6.3. Измерения напряженности электростатических полей, создаваемых диэлектрическими материалами, разрешается проводить при отсутствии в помещении и технологическом процессе легковоспламеняющихся жидкостей.

    5.6.4. В случае необходимости проведения измерений напряженности электростатических полей во взрывоопасных средах необходимо обеспечить электростатическую искробезопасность объектов за счет создания условий, предупреждающих возникновение разрядов статического электричества, способных стать источником возгорания объекта или окружающей и проникающей в него среды, в частности путем снижения чувствительности объектов, окружающей и проникающей в них среды к зажигающему воздействию статического электричества.

    5.6.5. Предотвращение образования в горючей среде источников возгорания при измерениях должно обеспечиваться применением электрооборудования и приборов, соответствующих классу пожаровзрывоопасности помещения или наружной установки, группе и категории взрывоопасной смеси, требованиям электростатической искробезопасности, регламентацией максимально допустимой энергии искрового разряда в горючей среде.

    Открыть полный текст документа

    Какая напряженность поля лучше всего для МРТ

    Как напряженность поля влияет на качество изображений и как выбрать магнитно-резонансый томограф с оптимальными характеристиками

    Понять, как напряженность (сила) магнитного поля аппарата МРТ влияет на результат обследования, поможет приведенный ниже текст из книги «Магнитный Резонанс в Медицине» профессора П.А. Ринка, председателя Европейского Форума по магнитному резонансу.

    Битва магнитных полей

    Как почти все в нашем мире, МР-томографы появляются самых разных размеров: особо-малые, малые, средние, большие и особо-большие. В силу технической природы МРТ их называют приборами с ультраслабым, слабым, средним, сильным и сверхсильным магнитными полями. Эти эпитеты относятся к напряженности постоянного магнитного поля соответствующего прибора. Эта напряженность измеряется в тесла (Тл), в единицах, несколько лет назад заменивших прежнюю единицу Гаусс (Гс), хотя Гаусс по-прежнему иногда используют (10000 Гс=1 Тл). Приборы со сверхслабым полем работают при напряженности менее 0.1 Тл, со слабым — от 0.1 до 0.5 Тл, средним — от 0.5 до 1 Тл, сильным — от 1 до 2 Тл, а со сверхсильным — более 2 Тл.

    В клинической обстановке служба радиологической безопасности запрещает применение МР-томографов с полем более 2.5 Тл. Свыше этого предела поля предполагаются потенциально опасными и могут допускаться для исследовательских лабораторий.

    При описании МР-аппаратуры, ученые-естественники предпочитают говорить не о полях, а о частотах. Это обусловлено тем, что различные ядра в периодической системе имеет разные МР-частоты. В поле 1 Тл, например, протоны резонируют на 42.58 МГц. Для клинической медицинской МР-томографии эти различия пока несущественны, т.к. используется только протонный МР.

    Прогуливаясь по величайшей в мире коммерческой выставке радиологического оборудования на ежегодном митинге Радиологического общества Северной Америки, можно найти малые МРТ-приборы, работающие на 0.06 Тл и гигантские томографы, работающие на 2 Тл. Магниты, конечно, у них разные: ниже примерно 0.3 Тл либо постоянные магниты, либо резистивные электромагниты (с железным сердечником или без него), а выше — магнит должен быть сверхпроводящим. Каждый из указанных типов магнитов имеет свои достоинства и недостатки.

    Почему встречаются малые МР-томографы со сверхслабыми полями наряду с приборами, работающими с магнитным полем в 100 раз сильнее? Почему не выживают томографы только со слабым или только с сильным полем?

    Эта проблема величины магнитного поля с начала 1980-х годов расколола МРТ-сообщество. В то время МР-томографы работали в слабых полях, многие прототипы имели поле около 0.15 Тл. Исследователи не верили, что возможна томография в более сильных полях: казалось, что более высокие радиочастоты не будут равномерно пронизывать человеческое тело. Подобно многим другим предсказаниям в МРТ, это предсказание было ошибочным.

    МР-томограммы тогда были очень грубыми, неотчетливыми и, вообще говоря, хуже рентгеновских, полученных на вычислительных томографах. Разработчиков МР-томографов на фирмах-изготовителях все время допрашивали: „Как можно улучшить качество МР-томографов?» Ответ был прост: „Усилить магнитное поле».

    Из аналитических приложений МР было известно, что отношение сигнал/ шум возрастает с ростом поля. Чем больше это отношение, тем лучше будет изображение. Но более сильное поле требует больших градиентов, чтобы снизить влияние артефактов, обусловленных химическими сдвигами, растущими вместе с полем. Сильные градиенты увеличивают пространственное разрешение. Эти простые соображения заставили некоторых изготовителей под давлением своих разработчиков и специалистов по маркетингу сделать решительный выбор в пользу сверхпроводящих магнитных систем. Такие системы — огромные динозавроподобные изделия. Они были дорогими, сложными в изготовлении, дорогими в эксплуатации, но с их помощью было реализовано выдающееся качество изображения.

    Другим аргументом в поддержку разработки томографов с сильными магнитными полями было то обстоятельство, что только они позволяли совместить МР-томографию с локальной МР-спектроскопией по ядрам углерода, фосфора и протонам. А в то время одной из целей разработки МР-интроскопии для медицины было объединение томографии и спектроскопии для одновременного получения морфологической информации и сведений о метаболизме в соответствующей точке человеческого организма. Спектроскопическая информация будет тем более детальной, чем сильнее магнитное поле.

    Однако, in vivo-спектроскопия не получила распространения в клиниках, тогда как популярность МРТ росла взрывоподобно. Правилом становились специализированные на томографии МР-приборы, а комбинированные приборы и медицинская спектроскопия оставались исключениями.

    Затем необходимость сильных магнитных полей в томографии стали подвергать сомнению. Техническое развитие привело к тому, что качество изображения и пространственное разрешение томографа со слабыми и средними полями стало не хуже, а иногда и лучше, чем в сильных полях, хотя тогда и отсутствовало научное обоснование этих достижений. Дополнительные исследования показали, что наиболее важный для медицинской томографии фактор, а именно, контраст тканей, по крайней мере для ряда диагностических проблем в связи с центральной нервной системой, в средних магнитных полях оказывается наилучшим, слегка убывая затем при увеличении магнитного поля.

    Строгий научный подход к этой проблеме и тогда еще не был разработан. На конференции 1983 года в Сан-Франциско дебаты на эту тему перенеслись из зала в коридор и чуть не дошли до драки между сторонниками идеологии сильных полей, чья компания сосредоточила все свои усилия на томографах с полем 1.5 Тл, и сторонником слабых полей, чья компания пропагандировала томограф с полем 0.35 Тл. Линия фронта в этой войне была непроходимой, окопы — глубокими. Вы должны были принадлежать либо к одному лагерю, либо к другому. Все большие компании переметнулись к сторонникам сильных полей и рекламировали эти поля со всей мощью своих отделов маркетинга. В некоторых странах субсидии на разработку систем с сильными полями обошлись налогоплательщикам в миллионы долларов.

    Однако, в одно прекрасное утро покупатели МРТ проснулись и увидели ров заполненным. Одна компания решила выйти на рынок приборов со средними полями, другая — последовала за ней, а третья — пошла на компромисс, решив создать МР-томограф, работающий с полем, промежуточным между принятыми до того „стандартами».

    Причины этих действий никогда публично не обсуждались, но медики убедились в том, что тот выигрыш в чувствительности, который рост магнитного поля дает в МР-спектроскопии, не производит аналогичного эффекта в медицинской МР-томографии, если речь идет о всем теле человека.

    Дело в том, что тело человека с ростом магнитного поля порождает дополнительный шум, ограничивающий суммарный рост чувствительности. Кроме того, никто не мог предвидеть, что в сильных полях возникнут такие новые проблемы, как артефакты, обусловленные непроизвольными движениями пациента. Вполне очевидны были опасности, связанные с ростом поля, а также неизбежное удорожание техники. А между тем томографы со слабыми и средними полями становились все меньше при неуклонном улучшении обеспечиваемых ими диагностических результатов.

    Разумеется, томографы с сильными полями оставались хорошим диагностическим средством и сохраняли свой рынок. Определенные преимущества за ними сохранялись: сверхбыстрые экспозиции, например, все-таки легче обеспечить в сильных полях за счет роста аппаратурной чувствительности.

    Но, скорее всего, в будущем большинство МР-томографов будут работать в слабых и средних полях. Соотношение будет зависеть от конкретного рынка. Основная доля МР-томографов со слабыми и сильными полем будет установлена в Японии, за ней будет следовать Европа, в меньшей степени — США. Новое поколение пользователей МРТ, небольшие больницы и частные врачи, будут предпочитать более дешевые МР-томографы, которые обеспечивают возможность проведения подавляющего большинства наиболее часто встречающихся диагностических обследований. Большие госпитали, в особенности те из них, которые интересуются локальной спектроскопией и исследованиями в области функциональной томографии, сохранят интерес к сильным магнитным полям, но и они будут покупать томографы со слабыми и средними полями в качестве вторых и третьих установок для массовых обследований ( и разгрузки от них большого томографа).

    Если бы все это было известно и принято во внимание 8-10 лет назад, то гораздо больше пациентов могли бы получить доступ к МР-томографии, и медицинское МР-оборудование могло быть не столь дорогим, как сегодня.

    Измерения напряженности радиочастотного поля на месте

    Измерения ЭМП / Измерения ЭМ / электромагнитное излучение

    Электромагнитные поля вызывают помехи в электронных устройствах и могут повлиять на здоровье людей, находящихся рядом с местами их генерации. Важно осознавать это на ранней стадии процесса строительства, например, на месте будущего строительства или пока строительство уже ведется, чтобы бюджет не был превышен. С помощью измерений напряженности поля можно отобразить существующие электромагнитные поля и излучение, излучаемое антеннами GSM, UMTS и трансформаторными помещениями, и это лишь несколько примеров.Эти измерения могут помочь определить лучшее место в новом здании для помещений, где будут проводиться чувствительные измерения, например в больницах или нано лабораториях. И, наконец, что не менее важно, измерения напряженности поля могут обнаруживать источники помех и могут быть частью плановой проверки существующих экранированных комнат и клеток Фарадея.

    Измерения напряженности магнитного поля КНЧ

    Измерения можно проводить в низкочастотном спектре (от 0 Гц до 30 МГц) для магнитных полей вокруг установок, через которые протекают высокие токи.В большинстве случаев частота будет 50/60 Гц, например, в трансформаторных, воздушных линиях, системах сборных шин и распределительных шкафах, а также вблизи высоковольтных кабелей и железнодорожных линий, как над, так и под землей.

    Зачем проводить измерения?

    Оценить электромагнитное излучение с теоретической точки зрения чрезвычайно сложно — это даже можно сказать, что это невозможно из-за множества переменных в окружающей среде. Вот почему измерения на месте часто необходимы для составления карты преобладающих электромагнитных полей и определения возможных источников помех.

    Измерения напряженности электрического поля и ЭДС

    Измерения напряженности электрического поля ЭМП
    Измерения также могут выполняться в высокочастотном спектре (9 кГц — 22 ГГц) для измерения электрических полей, создаваемых передающим оборудованием или установками, включая вышки C2000, GSM и UMTS, радиолокационные системы, беспроводные устройства пр.

    Испытания могут выполняться на соответствие стандартам ICNIRP, руководствам 2013/35 / EU или альтернативным рекомендациям по охране здоровья, таким как SBM-2008.

    Приложения

    • Исходный
    • Электромагнитные поля (В / м или Вт / м2)
    • Измерение ЭДС
    • Измерение КНЧ трансформаторной комнаты (нано Тесла)
    • Обнаружение источников помех
    • Установленные стандарты в области здравоохранения, окружающей среды, лицензии, правила охраны труда
    • Определение местоположения помещений для проведения чувствительных измерений
    • Проверка экранированных участков
    • Контрчеки (второе мнение)

    Преимущества

    • Измерение на месте
    • Экономичный
    • Четкая отчетность
    • Опыт во всех дисциплинах экранирования / экранирования
    • Рекомендации по редукции полей
    • Сертификат

    Электромагнитные поля

    Электрический смог — это термин, обычно используемый для описания всех искусственно созданных электрических (поле E) и магнитных (поле H) полей.Это происходит везде, где присутствует напряжение или протекает ток. Все типы радио- и телевизионных передатчиков излучают электромагнитные поля. Поля также создаются в промышленности, бизнесе и дома; они влияют на нас, а мы их не замечаем.

    Электромагнитная энергия (EME), также известная как электромагнитное излучение (EMR) или электромагнитные поля (EMF), представляет собой энергию, запасенную в электромагнитном поле. Это происходит естественным образом, поскольку Земля, Солнце и ионосфера являются естественными источниками ЭМИ в нашей повседневной жизни.

    Все формы EME вместе называются электромагнитным спектром. Свойства EME варьируются в зависимости от длины волны или частоты, а EME из разных частей спектра по-разному взаимодействует с веществом. Например, УФ-свет взаимодействует с веществом иначе, чем радиочастотные сигналы.

    Электромагнитный спектр используется для создания широкого спектра технологий, включая радиосвязь, телевидение, электроэнергию, радары, микроволновые печи, магнитно-резонансную томографию, тостеры, камеры, лазеры и рентгеновские аппараты.

    Единицы измерения напряженности электрического поля: Вольт на метр (В / м).
    Единицы измерения напряженности магнитного поля: Амперы на метр (А / м) или плотность магнитного потока (B) в Тесла (Тл) или Гауссе (Г).

    Электромагнитные поля распространяются как волны со скоростью света (c). Длина волны зависит от частоты (f), измеряемой в герцах (Гц). Если расстояние от источника поля меньше трех длин волн, это обычно считается областью ближнего поля (практически всегда так на низких частотах до 30 кГц).Условия дальнего поля присутствуют на расстояниях, превышающих три длины волны.
    Различие между ближним и дальним полем важно для измерения. Соотношение между напряженностью электрического поля (E, В / м) и напряженностью магнитного поля (H, A / м) не является постоянным в ближнем поле, поэтому их необходимо измерять отдельно. В дальнем поле ситуация иная: необходимо измерить только одну из величин поля, так как другая может быть вычислена из-за постоянной связи между ними.Электрическое поле можно легко экранировать, например, с помощью тонкого заземленного металлического листа. Напротив, магнитное поле проникает практически во все известные строительные материалы.

    Электромагнитные поля, которые могут превышать допустимые пределы, встречаются, прежде всего, в следующих секторах:

    • Передатчики для радио, телевидения и телекоммуникаций; радарные установки
    • Промышленное оборудование, такое как искровая эрозия, индукционный нагрев, сварка пластмасс, микроволновая печь, обработка алюминия
    • Медицинское оборудование для диатермии, электрохирургии, гипертермии, ядерно-магнитно-резонансной томографии

    Токи, которые могут вызывать раздражение сенсорные, нервные и мышечные клетки индуцируются в теле низкочастотными полями.

    Чем выше напряженность поля, тем сильнее эффекты. Однако напряженность поля уменьшается с увеличением расстояния от источника поля.

    Высокочастотные поля нагревают тело.

    Степень поглощения электромагнитных волн зависит от частоты и интенсивности поля, а также от типа ткани. Части тела с плохим кровообращением, такие как глаза, особенно уязвимы. Напротив, сердце и мозг легко переносят тепло, поскольку они хорошо снабжаются кровью.

    Наряду с очевидными травмами, такими как ожоги, обсуждаются долгосрочные последствия; к ним относятся повышенный риск рака, гормональный дисбаланс, рост клеток и иммунная система.

    В целях безопасности человека базовые предельные значения плотности тока (Дж) в миллиампер на квадратный метр (мА / м2) для низких частот и удельного коэффициента поглощения (SAR) в ваттах на килограмм (Вт / кг) для высоких частот имеют определены международным соглашением.

    Измерение основных предельных значений чрезвычайно сложно и практически невозможно.По этой причине вместо этого производятся измерения величин напряженности электрического и магнитного поля, полученные из основных единиц.

    Напряженность поля, рекомендованная ICNIRP (Международная комиссия по защите от неионизирующего излучения), признана во всем мире и используется в качестве основы для национальных стандартов и законов во многих странах.

    В дальней зоне соотношение между напряженностью электрического и магнитного полей фиксировано. Вот почему вам нужно сосредоточиться только на измерении одного компонента поля — обычно электрического — и вычислить другой из этого. Условия дальнего поля обычно предполагаются, когда расстояние от источника поля превышает три длины волны.Дальнее поле длинноволновых передатчиков начинается только в нескольких километрах от источника. Для антенн мобильной связи, которые работают в гигагерцовом диапазоне с длинами волн около 30 см, ближнее поле начинается на расстоянии около одного метра.

    В низкочастотном диапазоне примерно до 30 кГц электрическое и магнитное поле всегда следует измерять отдельно. Электрическое поле измеряется напряженностью поля в В / м или кВ / м (вольт на метр или киловольт на метр). Магнитное поле описывается магнитной индукцией в единицах Тл или мТл (Тесла или Миллитесла) или в Гс или мГс (Гаусс или Миллигаусс), а также напряженностью магнитного поля в А / м (Амперы на метр).Магнитную индукцию можно преобразовать в напряженность магнитного поля с помощью константы (магнитная проницаемость).

    Для диапазона высоких частот в полях, колеблющихся в диапазоне МГц или ГГц (1 миллион или 1 миллиард циклов в секунду), различают верхний и нижний диапазоны. Напряженность электрического и магнитного поля измеряется отдельно в В / м и А / м. В верхнем диапазоне измеряется плотность потока мощности в мВт / см2 или Вт / м2; это происходит из-за электрического и магнитного полей, но фактически измеряется только электрическая или магнитная составляющая поля.

    Как измеряется сила магнита

    Когда мы рассматриваем «силу» магнита, есть несколько измерений, которые по-разному влияют на силу магнита, что часто может сбивать с толку. Это также зависит от того, что подразумевается под силой; тянущая сила и напряженность магнитного поля часто суммируются как сила.

    В этой статье мы по очереди опишем каждый атрибут, который влияет на характеристики магнитов, и ответим на вопрос, как измеряется сила магнита?

    МАГАЗИНЫ ВСЕХ МАГНИТОВ ПО МАТЕРИАМ

    МАКСИМАЛЬНЫЙ ПРОДУКТ ЭНЕРГИИ

    Максимальное произведение энергии магнита измеряется в мегагаусс-эрстедах (MGOe).Это основной показатель «силы» магнитов. Как правило, чем выше максимальное значение произведенной энергии, тем большее магнитное поле будет генерировать магнит в конкретном приложении.

    Максимальное произведение энергии, также называемое BHmax, рассчитывается путем умножения остаточной магнитной индукции (Br) и коэрцитивной силы (Hc).

    ЗАЩИТА

    Остаточная магнитная индукция, измеряемая в гауссах, описывается как магнетизм, который остается в магните после устранения внешней магнитной силы, приложенной для его намагничивания.Когда материал намагничен, он обладает остаточной силой, поскольку магнетизм в какой-то момент был индуцирован внешним магнитным полем.

    ЦЕЛОСТНОСТЬ

    Коэрцитивная сила магнита — это энергия, необходимая для уменьшения намагниченности намагниченного объекта до нуля, который ранее был намагничен до точки насыщения. По сути, он измеряет сопротивление магнитного материала размагничиванию. Коэрцитивная сила магнитного материала измеряется в эрстедах (Э).

    Максимальный энергетический продукт, остаточная намагниченность и коэрцитивная сила могут быть измерены только с помощью машины для проверки графика гистерезиса, которая строит кривую гистерезиса во втором квадранте.

    .

    ЗАПРЕТ ПОТОКА ОТКРЫТОГО КОНТУРА

    Напряженность магнитного поля, измеряемая в Гауссах или Теслах (10000 Гаусс = 1 Тесла), также является обычным измерением силы магнитов, поскольку это представление плотности магнитного поля, создаваемого магнитом, известного как поток. плотность.

    Магнитное поле можно представить как силовые линии магнитного поля, проходящие через магнит вдоль его направления магнетизма. Напряженность поля соответствует плотности силовых линий в данной области.Общее количество силовых линий магнитного поля, пронизывающих площадь, называется плотностью магнитного потока.

    Величина остаточной намагниченности магнита — это плотность магнитного потока, удерживаемая магнитом, когда он находится в замкнутой цепи. Когда магнит удаляется из машины для проверки графика гистерезиса, он больше не находится в замкнутой цепи и считается разомкнутой цепью. Магнетизм мгновенно падает до гораздо более низкого уровня, и это значение зависит от соотношения между площадью поверхности и ее относительной магнитной длиной.Магниты с небольшими полюсами и большой длиной имеют гораздо более высокие плотности потока в разомкнутой цепи, чем магниты с большими полюсами и относительно небольшой магнитной длиной.

    Плотность потока в разомкнутой цепи можно измерить с помощью гауссметра и датчика Холла. Плотность потока разомкнутой цепи для неодимовых магнитов редко превышает 6000 Гаусс, но поскольку неодимовые магниты имеют прямолинейную кривую размагничивания, плотность потока увеличивается, когда магнит погружается в цепь, а расстояние между севером и югом уменьшается за счет введения стали. .Следовательно, плотность потока может возрасти от значения разомкнутой цепи почти до значения остаточной намагниченности.

    ПРОЧНОСТЬ НА ТЯНИ

    Поскольку неодимовые магниты стали более широко использоваться, большинство производителей и поставщиков указывают силу тяги для каждого из своих магнитов, чтобы показать, какой вес может выдержать магнит.

    Сила натяжения — это максимально возможная удерживающая сила магнита, измеряемая в килограммах. Это сила, необходимая для отрыва магнита от плоской стальной поверхности, когда магнит и металл имеют полный и прямой контакт поверхность-поверхность.Марка металла, состояние поверхности и угол натяжения — все это влияет на прочность на разрыв.

    КРИВАЯ ЗАЗОРА

    Кривая растягивающего зазора отображает тяговую силу магнита при прямом контакте с толстым и плоским куском стали, а затем через постоянно увеличивающийся диапазон воздушных зазоров. Все магниты можно испытать в различных воздушных зазорах с помощью машины для испытания на разрыв.

    Итак, при выборе магнита ключевые моменты, на которые следует обратить внимание, — это максимальное значение произведения энергии магнита, значение холостого хода или поверхностного гаусса и максимальная сила тяги.Эти три атрибута позволяют сравнивать один магнит с другим.

    Самыми сильными магнитами в мире являются неодимовые магниты, которые производятся разных марок, однако каждой марке присвоено удобное название, которое позволяет мгновенно определить, какой магнит сильнее. Доступные в продаже неодимовые магниты марки от N35 до N55; число после буквы «N» представляет собой произведение максимальной энергии магнита. Итак, как вы уже догадались, неодимовый магнит марки N55 примерно на 50% сильнее магнита N35 того же размера.

    СРАВНЕНИЕ ИЗМЕРЕНИЙ ГАУССА

    • 0,5 Гаусс — магнитное поле Земли на ее поверхности
    • 100 Gauss — Типичный магнит на холодильник
    • 1,100 Gauss — марка магнитной резины Y
    • 3700 Gauss — Ферритовые (керамические) магниты
    • 11000 Gauss — Самарий, кобальт сорт 2:17 магнит
    • 12,500 Gauss — Магнит Alnico Grade 5
    • 13000 Gauss — неодимовый магнит марки N42

    Измерение силы редкоземельных магнитов

    Редкоземельные магниты известны как самые мощные из доступных магнитов, но как измерить эту силу? Есть много разных способов измерить силу магнита, но когда люди спрашивают: «Насколько силен этот магнит?» они обычно относятся к удерживающей силе магнита.Ниже мы объясним различные свойства, определяющие силу магнита, а также то, как измерить удерживающую силу магнита.

    Уникальные магнитные свойства редкоземельных магнитов

    При измерении силы одного магнита и сравнении его с другим магнитом необходимо учитывать его магнитные свойства. Список некоторых из наиболее важных магнитных свойств:

    Remanence (B) — измерение напряженности магнитного поля.

    Коэрцитивная сила ( H ci ) — сопротивление магнитного материала размагничиванию.

    (Максимум) Энергетический продукт ( BH max ) — магнитная энергия постоянного магнита, которая представляет собой максимальное значение плотности магнитного потока (B), умноженное на напряженность магнитного поля (H).

    Редкоземельные магниты обладают высокой остаточной намагниченностью и высокой коэрцитивной силой, что означает, что они обладают магнитными полями с высокой напряженностью, которые также очень устойчивы к размагничиванию.Кроме того, они содержат высокоэнергетический продукт. Именно сочетание этих трех факторов способствует огромной мощности редкоземельных магнитов.

    Измерение магнитной силы

    Когда измеряется сила магнита, конкретным измеряемым значением обычно является напряженность поля магнита, то есть способность электрического тока индуцировать магнитное поле в заданной точке. Напряженность поля магнита — это мера того, как магнитная сила распределяется вокруг магнита.Это измерение обычно называют удерживающей силой или «силой тяги» магнита. Сила притяжения магнита — это сила, необходимая для того, чтобы отвести магнит от плоской стальной поверхности, с которой он полностью контактирует. Этот блок можно измерить с помощью теста на растяжение.

    Когда вы выбираете редкоземельный магнит, вы увидите измерение с надписью «тяговое усилие», которое относится к максимальному весу, который может выдержать редкоземельный магнит. Например, если тяговое усилие редкоземельного магнита составляет 60 фунтов, это означает, что магнит может безопасно удерживать объект весом 60 фунтов.

    Измерение редкоземельных магнитов с BuyMagnets.com

    BuyMagnets.com предлагает наборы для испытания на растяжение , которые позволяют измерять силу уже имеющихся у вас редкоземельных магнитов, позволяя оценить их характеристики с течением времени и убедиться, что они подходят для приложений, в которых вы собираетесь их использовать. Кроме того, У нас есть несколько магнитных калькуляторов на нашем веб-сайте, которые помогут вам выбрать лучший магнит для вашего приложения.

    Чтобы узнать больше о магнитных свойствах и способах измерения магнитной силы, свяжитесь с нашими экспертами сегодня.

    Магнитное поле, напряженность поля и плотность потока

    В физике есть два различных атрибута магнитного поля:

    • «Сила магнитного поля». Обычно обозначается символом H. Измеряется в амперах на метр (А / м).
    • «Плотность магнитного потока». Обычно обозначается символом B. Измеряется в теслах (микротеслах или гауссах).

    В теории электромагнетизма совершенно очевидно, что это разные величины, и вам нужно точно указать, какие измерения вы измеряете.

    Но для многих практических целей они связаны простым числовым соотношением:

    B = μ 0 H

    где μ 0 — постоянная величина — она ​​называется проницаемостью свободного пространства и имеет значение ( в СИ) 4π.10 -7

    Чтобы быть более точным, мы можем записать полное соотношение:

    B = μ r μ 0 H

    Эта вторая константа, которую мы ввели, μ r , называется относительной проницаемостью.Для немагнитных материалов — воздуха, большинства строительных материалов, человеческого тела и т. Д. — он имеет значение почти 1. Вот почему обычно достаточно правильно просто сказать B = μ 0 H. Только рядом с железом или стали или других магнитных материалов, мы должны углубиться в физику, потому что именно тогда μ r начинает принимать другие значения.

    Итак, в большинстве случаев не имеет большого значения, измеряем ли мы B, плотность магнитного потока в микротеслах, или H, напряженность магнитного поля в амперах на метр.Вы можете просто преобразовать одно в другое, как мы это делаем в нашей таблице единиц.

    Иногда люди очень точны и говорят либо о плотности магнитного потока, либо о напряженности магнитного поля. Но на самом деле «магнитное поле» прекрасно подходит для описания любого из них — и плотность магнитного потока, и напряженность магнитного поля являются примерами магнитного поля. И просто использовать «магнитное поле» намного проще … так что мы делаем это большую часть времени на этом сайте.

    Если вы думаете, что мы немного работаем над этим вопросом, то это потому, что иногда люди видели, как мы использовали «магнитное поле», и предполагали, что мы действительно имели в виду «напряженность магнитного поля», а затем поняли, что на самом деле мы говорим о «магнитном поле». плотность магнитного потока », поэтому критиковали нас за то, что мы запутали эти две величины.Но это немного ложный педантизм — то, что мы делаем, совершенно правильно с точки зрения университетского физика, а также с точки зрения попыток сделать наши коммуникации как можно более простыми.

    Запутались? Суть в том, что большую часть времени, когда вы видите «магнитное поле», это все, о чем вам нужно беспокоиться.

    ИЗМЕРЕНИЕ И АНАЛИЗ НАПРЯЖЕННОСТИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО И МАГНИТНОГО ПОЛЯ В КОМПОНЕНТАХ СЕТЕВОЙ ФОТОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ

    .2021 31 мая; 194 (1): 57-64. DOI: 10.1093 / rpd / ncab070.

    Принадлежности Расширять

    Принадлежности

    • 1 Кафедра электротехники и электроники, Университет Акдениз, Анталия, Турция.
    • 2 Профессиональная школа ALTSO, Университет Алании Алааддин Кейкубат, Анталия, Турция.

    Элемент в буфере обмена

    Мерве Беделоглу и др. Radiat Prot Dosimetry. .

    Показать детали Показать варианты

    Показать варианты

    Формат АннотацияPubMedPMID

    . 2021 31 мая; 194 (1): 57-64. DOI: 10.1093 / rpd / ncab070.

    Принадлежности

    • 1 Кафедра электротехники и электроники, Университет Акдениз, Анталия, Турция.
    • 2 Профессиональная школа ALTSO, Университет Алании Алааддин Кейкубат, Анталия, Турция.

    Элемент в буфере обмена

    Полнотекстовые ссылки Опции CiteDisplay

    Показать варианты

    Формат АннотацияPubMedPMID

    Абстрактный

    В этом исследовании электрическое поле и напряженность магнитного поля при частоте 50 Гц измеряются на солнечной электростанции, расположенной вдали от жилых районов, и представлены результаты измерений вблизи различных источников электрического и магнитного полей на электростанции.Хотя измеренные значения электрического поля, создаваемого солнечной панелью, находятся в диапазоне от 0,07 до 1,33 В / м, измеренные значения магнитного поля, создаваемого солнечной панелью, находятся в диапазоне от 0,037 до 0,19 мкТл. Перед инвертором измеренное значение электрического поля достигает 0,7 В / м, тогда как измеренное значение магнитного поля достигает 2,2 мкТл. Результаты представлены и оценены с учетом пределов воздействия электромагнитных полей, опубликованных международными организациями.

    © Автор (ы) 2021.Опубликовано Oxford University Press. Все права защищены. Для получения разрешений обращайтесь по электронной почте: [email protected].

    Похожие статьи

    • Электромагнитные поля, связанные с коммерческими солнечными фотоэлектрическими электростанциями.

      Скажите RA, Hooper HC, Sias GG, Mezei G, Hung P, Kavet R. Скажите RA и др. J Occup Environ Hyg.2015; 12 (11): 795-803. DOI: 10.1080 / 15459624.2015.1047021. J Occup Environ Hyg. 2015 г. PMID: 26023811

    • ВОЗДЕЙСТВИЕ НА ЖИЛЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ И МАГНИТНЫЕ ПОЛЯ ЧРЕЗВЫЧАЙНОЙ ЧАСТОТЫ В ГОРОДЕ РАМАЛЛА-ПАЛЕСТИНА.

      Абуасби Ф., Лаххам А., Абдель-Разик И.Р. Абуасби Ф. и др. Radiat Prot Dosimetry. 2018 1 апреля; 179 (1): 49-57. DOI: 10.1093 / RPD / NCX209. Radiat Prot Dosimetry.2018. PMID: 29618131

    • Профессиональное воздействие электромагнитных полей на работников отрасли бесперебойного питания.

      Тешнели Н.Б., Тешнели А.Ю. Teşneli NB, et al. Radiat Prot Dosimetry. 2014 декабрь; 162 (3): 289-98. DOI: 10,1093 / rpd / nct340. Epub 2013 22 декабря. Radiat Prot Dosimetry. 2014 г. PMID: 24366245

    • Оценка воздействия на человека электрических и магнитных полей промышленной частоты.

      Kaune WT. Kaune WT. Перспектива здоровья окружающей среды. 1993 декабрь; 101 Дополнение 4 (Дополнение 4): 121-33. DOI: 10.1289 / ehp.93101s4121. Перспектива здоровья окружающей среды. 1993 г. PMID: 8206021 Бесплатная статья PMC. Рассмотрение.

    • [Оценка отчетов об экологических измерениях электромагнитных полей, создаваемых высоковольтными линиями электропередачи и подстанциями].

      Сзуба М.Сзуба М. Med Pr. 2007; 58 (2): 169-75. Med Pr. 2007 г. PMID: 17926507 Рассмотрение. Польский.

    LinkOut — дополнительные ресурсы

    • Источники полных текстов

    • Другие источники литературы

    • Медицинские

    • Материалы исследований

    [Икс]

    цитировать

    Копировать

    Формат: AMA APA ГНД NLM

    Напряженность поля и полученная мощность

    Напряженность поля и полученная мощность

    Введение

    Измерения напряженности радиочастотного поля (дальнего поля) выполняются с специальные инструменты, состоящие из откалиброванной приемной антенны и калиброванный приборный приемник.По сути, любая антенна, подключенная к любому приемнику, способному измерять мощность сигнала может использоваться для той же цели, но с меньшей точностью. На этой странице объясняется, как найти напряженность поля в заданной точке, учитывая полученная мощность и коэффициент усиления антенны.

    Следующая диаграмма резюмирует ситуацию: радиоволна с удельной мощностью S путешествует в космос и находит приемную антенну с усилением G который улавливает часть энергии волны и передает ее приемнику, который измеряет его как P r .

    Это измерение необходимо проводить в дальней зоне. региона, в противном случае использованная здесь формула недействительна. Это означает, что измерение должно проводиться на достаточном минимальном расстоянии. от передатчика, который генерировал волну, так что мы можем пренебречь им и Предположим, что у нас есть красивая сферическая волна. Это не большое ограничение, поскольку антенны обычно предназначены для использования. далеко друг от друга.

    Немного теории

    Каждая антенна имеет свою эквивалентную площадь A e , описывающую ее способность «собирать» мощность набегающей волны.Каким-то образом, если у вас плотность мощности S , скажем, 1 мВт / м 2 а антенна набирает 2 мВт мощности, это как если бы собирала мощность на площади 2 м 2 2 . Это эквивалентная площадь антенны A e ; это виртуальный поверхность, которая не соответствует физической поверхности антенны (кроме возможно, антенны с параболическими отражателями). Это не зависит от типа антенны; это зависит только от его прироста g и рабочая длина волны λ :

    Здесь нам нужен коэффициент усиления г по коэффициенту мощности, поэтому обычный коэффициент усиления G в дБ необходимо сначала преобразовать с помощью:

    По определению коэффициент усиления учитывает направленность антенны и свои потери.Если они значительны, любые дополнительные потери, вносимые кабелем или любым другим устройство между антенной и приемником, может быть включено за счет уменьшения G соответственно.

    Длина волны λ и частота f связаны соотношением следующее уравнение:

    Где c 0 — скорость света. Для вакуума (и воздуха) c 0 = 299’792’458 м / с .

    Зная эквивалентную площадь A e и полученную мощность P r антенны, мы можем рассчитать плотность мощности приходящая волна по следующему уравнению:

    Теперь силу электромагнитной волны можно выразить через напряженность электрического поля E (измеряется в В / м ), магнитного поля прочность H (измеряется в А / м ) или удельная мощность S (измерено в Вт / м 2 ).Наиболее распространенным является напряженность электрического поля, но в дальней области поля все они эквивалентны и связаны следующими двумя уравнениями:

    а также

    Где Z 0 — характеристический импеданс вакуума, который Z 0 = 120π Ом ≈ 377 Ом

    Итак, мы можем легко преобразовать S в E и H .

    Обратите внимание, что это действительно только при соблюдении всех следующих условий:

    • Приемная антенна должна находиться в дальней зоне поля передающий один.
    • Усиление приемной антенны G включает все потери в приемная система.
    • Усиление антенны G является функцией направления входящего волна: необходимо использовать правильное значение G.
    • Сопротивление антенны соответствует кабелю и приемнику.
    • Поляризация приемной антенны соответствует приходящей волне.

    Калькулятор полученной напряженности поля

    Введите частоту f , коэффициент усиления G и одно значение (либо p r , P r , E , H или S ) и нажмите кнопку «Преобразовать» рядом с ним, чтобы вычислить другой ценности.

    Вы также можете использовать этот калькулятор для преобразования только между E , H и S : в этом случае просто введите любое допустимое значение для f и Г .

    Пример

    Мобильный телефон содержит антенну и приемник, способный измерять мощность полученного сигнала. Обычно уровень сигнала отображается с помощью нескольких «полосок» или «кирпичи» рядом с логотипом антенны. Но на многих моделях с дополнительным приложением сетевого монитора правда могут быть получены измерения, а напряженность поля может быть рассчитана с помощью разумная точность.

    Например, этот мобильный телефон принимает канал GSM (также называемый ARFCN). число 103 с уровнем сигнала –76 дБмВт (первые два числа первый ряд). Согласно стандарту GSM канал 103 соответствует нисходящей линии связи (сеть на мобильный) частота 955,600 МГц. Точное усиление внутренней антенны мобильного телефона неизвестно, но предположение, что 0 дБи, вероятно, хорошее предположение.

    Имея эту информацию, мы можем рассчитать напряженность электрического поля E = 1.1 мВ / м , напряженность магнитного поля H = 2,9 мкА / м и удельная мощность S = 3,2 нВт / м 2 .

    Если бы мы хотели узнать, какова мощность, получаемая этим же мобильным телефоном, когда напряженность электрического поля составляет, скажем, 1 В / м, мы можем использовать калькулятор наоборот и мы получаем P r = –17 дБм .

    Вероятно, это слишком много, чтобы надежно измерить его с помощью мобильного телефона: модель на картинке дает хорошие результаты в диапазоне от –100 до –60 дБм, что является обычным диапазоном сигнала GSM; более сильные сигналы насыщать ресивер и давать неточные (заниженные) цифры.Другие модели могут вести себя иначе. Поскольку мобильный телефон не является ваттметром, некоторые испытания с известными сигналами требуется, прежде чем доверять его показаниям.

    Библиография и дополнительная литература

    [1] C.-A. Баланис. Теория, анализ и проектирование антенн. Wiley, 1997 г., Глава 2.
    [2] P.

    alexxlab

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

    Внимание! Внешний вид товара, комплектация и характеристики могут изменяться производителем без предварительных уведомлений. Данный интернет-сайт носит исключительно информационный характер и ни при каких условиях не является публичной офертой, определяемой положениями Статьи 437 (2) Гражданского кодекса Российской Федерации. 2024 © Все права защищены.