电磁场与公共卫生：接触极低频场
电磁场与公共卫电磁场与公共卫生生
接触极低频接触极低频场场
实况报道 第322号
2007年6月
使用电已经成为日常生活必不可少的一部分。只要有电流流通，导电线路和电器附近就有电场和磁场存在。从二十世纪七十年代末起，关于接 触这些极低频电场和磁场是否会产生不良健康后果提出了问题。自那时以来，进行了许多研究，成功解决了一些重要问题并缩小了未来研究重点的范围。
1996年，世界卫生组织(世卫组织)确立了国际电磁场项目以便调查与电磁场发射技术有关的潜在健康风险。一个世卫组织专题小组最近结束了一项对极低频场的健康影响的审查(世卫组织，2007年)。
本实况报道以专题小组的审查结果为依据，并更新了由世卫组织支持成立的国际癌症研究机构以及由国际非电离辐射防护委员会分别于2002年和2003年公布的关于极低频电磁场健康影响的审查。
极低频场的来源和住宅暴露程极低频场的来源和住宅暴露程度度
凡是有电流流通的地方 - 电力线和电力电缆、住宅供电线路以及电器中就有电场和磁场存在。电场源于电荷，衡量单位为伏特/米(V/m)，并可通过木头和金属等普通材料屏蔽。磁场源 于电荷运动(即电流)，以特斯拉(T)为单位，或更通常以毫特斯拉(mT)或微特斯拉(μT)为单位。在某些国家常用另一种叫作高斯(G)的单位 (10,000 G = 1 T)。磁场不受大部分普通材料的屏蔽，很容易穿透它们。这两种场在接近源头的地方最强，随距离减弱。
大部分电力工频为每秒50或60周，或称赫兹(Hz)。靠近某些电器的地方，磁场值的量级可达几百微斯特拉。在电力线下面，磁场约为 20 μT ，而电场可达每米几千伏特。然而，住房中的平均住宅工频磁场要低得多 - 欧洲约为0.07 μT ，北美为0.11 μT 。住房中的电场平均值最高为每米几十伏特。
专题小组的评专题小组的评估估
2005年10月，世卫组织召集了一个科学专家专题小组，评估接触频率在0至100,000赫兹(100千赫兹)的极低频电场和磁场 可能造成的任何健康风险。尽管2002年国际癌症研
究机构检查了癌症方面的证据，但该专题小组审查了若干健康影响的证据，并更新了有关
癌症的证据。专题小组的结论和建议载于一份世卫组织环境卫生标准专著(世卫组织，2007年)。
在进行了一次标准的健康风险评估之后，专题小组认为就公众一般遇到的电场强度而言，
没有与极低频电场相关的实质性健康问题。因此本实况报道所剩篇幅将主要讨论接触极低
频磁场的后果。
短期后果果
短期后
经确定短时间接触高强度磁场(远远超出100 μT)会产生生物效应，这可以通过获认可的生
物物理机制加以解释。外部极低频磁场将电场和电流导入人体，在场强极高时，会刺激神
经和肌肉并改变中枢神经系统神经细胞的兴奋性。
潜在的长期后果果
潜在的长期后
关于接触极低频磁场的长期风险的许多科学研究侧重于儿童期白血病。2002年，国际癌
症研究机构发表了一篇专著，将极低频磁场归入 “可能导致人类癌症”类别。通过这一分
类表明了一种因素，目前有关该因素对人类致癌作用的证据有限，而关于其对实验动物的
致癌作用也证据不足(其他例子包括咖啡和焊接烟尘)。这一分类以对流行病学研究的合并
分析为基础，证明了一种一贯的模式，即平均接触超过0.3 - 0.4 μT 的住宅工频磁场，会
相应使儿童期白血病增加两倍。专题小组认为自此以后的其他研究均未改变这一分类的状况。
然而，方法方面的问题，如潜在的选择偏见等削弱了流行病学证据。此外，没有获认可的
生物物理机制能够表明，低强度接触与癌症发病有关。因此，如果说接触这些低强度磁
场会引起任何后果，那一定是通过一种目前未知的生物机制。另外，动物研究大部分是否
定的。总而言之，与儿童期白血病有关的证据不够有力，不足以表明因果关系。
儿童期白血病是一种比较罕见的疾病，估计2000年全世界一年的新病例总数为49,000例。在家中接触平均超过0.3 μT的磁场的情况很少见。据估计，只有1% 到 4%的儿童生活在
这种环境中。如果磁场与儿童期白血病之间有因果关系，估计全世界可能由于接触磁场而
导致的病例数每年在100例到2400例之间不等，这项估算以2000年的数值为依据，那
年的病例数占总发病数的0.2% 至 4.95%。因此，如果说极低频磁场确实会增加该疾病的
风险，但就全球来看，极低频电磁场的公共卫生影响将是有限的。
对可能与接触极低频磁场有关的其他一些不良健康后果也进行了研究，其中包括其他儿童
期癌症、成人癌症、抑郁、自杀、心血管疾病、生殖功能障碍、发育障碍、免疫改变、
神经行为影响和神经变性疾病。世卫组织专题小组认为，肯定接触极低频磁场与所有这些
健康后果有关的科学证据比儿童期白血病方面的证据更加无力。在某些情况中(即心血管
病或乳腺癌)，证据表明这些场不是导因。
国际“接触”准则
与短期高强度接触有关的健康影响已经得到确定并构成两项国际“接触限值”准则(国际非电离辐射防护委员会，1998年；电机和电子工 程师学会，2002年)的基础。目前，这些机构认为与长期低强度接触极低频场可能产生的健康影响有关的科学证据不足以证明应当降低这些定量接触限值。
世卫组织的指世卫组织的指导导
关于高强度短期接触电磁场，其不良健康影响已经得到科学确认(国际非电离辐射防护委员会，2003年)。国际“接触”准则旨在防止工人和公众遭受这些影响，决策者们应当予以采纳。电磁场防护规划应当包括在接触量可能超过限值的源头衡量接触量。
关于长期影响，由于有关接触极低频磁场与儿童期白血病之间联系的证据薄弱，所以减少接触对健康的益处并不清楚。鉴于这种情况，提出如下建议：
? 政府和工业应当监督科学并促进研究规划，以进一步减少关于接触极低频场对健康影响的科学证据的不确定性。通过极低频风险评估工作，已经明确了知识差距，它们是新研究议程的基本内容。
? 鼓励会员国与所有利益相关方一起制定有效和公开的交流规划，以便能够作出知情
的决定。这些应包括在极低频电磁场发射设施的规划工作中增进工业、地方政府和公民之间的协调与磋商。
? 在修建新设施和设计新设备，包括电器时，可以探索减少接触的低成本办法。减少
接触的适当措施将随国家而不同。但是，不允许有采纳任意低接触限值的政策。 更多读物更多读物（（英文本英文本））
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电磁场理论基础
电磁场理论基础 磁现象和电现象本质上是紧密联系在一起的，自然界一切电磁现象都起源于物质具有电荷属性，电现象起源于电荷，磁现象起源于电荷的运动。变化的磁场能够激发电场，变化的电场也能够激发磁场。所以，要学习电磁流体力学必须熟悉电磁场理论。 1． 电场基本理论 （1） 电荷守恒定律 在任何物理过程中，各个物体的电荷可以改变，但参于这一物理过程的所有物体电荷的代数总和是守恒的，也就是说：电荷既不能创造，也不能被消灭，它们只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分。例如中性物体互相摩擦而带电时，两物体带电量的代数和仍然是零。这就是电荷守恒定律。电 荷守恒定律表明：孤立系统中由于某个原因产生（或湮 没）某种符号的电荷，那么必有等量异号的电荷伴随产生（或湮没），孤立系统总电荷量增加（或减小），必有 等量电荷进入（或离开）该系统。 （2） 库仑定律 12212 02112?4r δπε+=r q q f (N) 库伦经过实验发现，真空中两个静止点电荷(q 1, q 2)之 间的作用力与他们所带电荷的电量成正比，与他们之间 的距离r 平方成反比，作用的方向沿他们之间的连线， 同性电荷为斥力，异性电荷为引力。ε0为真空介电常数，一般取其近似值ε0＝ 8.85?10-12C ?N -1?m -2。ε0的值随试验检测手段的进步不断精确，目前精确到小数点后9位（估计值为11位）。库仑反比定律也由越来越精确的实验得到验证。目前δ<10-16。库仑反比定律的适用范围(10-15m(原子核大小的数量级)~103m)。 （3） 电场强度 00)()(q r F r E =(V ·m -1) 真空中电荷与电荷之间相互以电场相互发生作用。 Charles Augustin de Coulomb 1736-1806 France Carl Friedrich Gauss 1777 -1885 Germany
电磁波危害
拒绝愚昧迷信，走出手机辐射误区！手机辐射是电磁波辐射的一种，因此要了解手机辐射必须先从电磁波谈起。什么是电磁波辐射 从科学的角度来说，电磁波是能量的一种。正像人们一直生活在空气中而眼睛却看不见空气一样，人们也看不见无处不在的电磁波。电磁波就是这样一位人类素未谋面的“朋友”。电磁波是电磁场的一种运动形态。电可以生成磁，磁也能带来电，变化的电场和变化的磁场构成了一个不可分离的统一的场，这就是电磁场，而变化的电磁场在空间的传播形成了电磁波，所以电磁波也常称为电波。1864年，英国科学家麦克斯韦在总结前人研究电磁现象的基础上，建立了完整的电磁波理论。他断定电磁波的存在，推导出电磁波与光具有同样的传播速度。1887年德国物理学家赫兹用实验证实了电磁波的存在。之后人们又进行了许多实验，不仅证明光是一种电磁波，而且发现了更多形式的电磁波，它们的本质完全相同，只是波长和频率有很大的差别。将常见的电磁波按频率顺序列举如下：长波<广播中波<广播短波<广播调频<微波<红外线<可见光<紫外线 低频磁场 低频磁场很难屏蔽。磁力线可以穿透我们生活中常见的材料或物体（如木材、砖瓦、石块、水泥等材料或人体、墙壁、树木等物体），并基本上不因上述物体或材料的存在而产生畸变或消弱。 为了描述带电导线中的电流在周围空间中产生磁场的大小，物理上引入了磁场强度的概念，它是一个矢量，一般用符号H表示，其单位是安培/米（A/m）。而单位磁场强度在周围空间感应出磁通密度的大小（通常用磁感应强度B表示）是不同的，它取决于磁场闭合环路中各种介质的导磁能力。磁感应强度与磁场强度的关系为 B=μH=μrμ0H（3-1） 式中：μ被称为物质的磁导率；μ0被称为真空磁导率，其值为4π×10-7H/m；μr称为物质的相对磁导率。不同材料具有不同的磁导率。 根据磁导率的大小，一般可以把材料分为弱磁性材料和强磁性材料两大类。弱磁性材料包括顺磁性材料和抗磁性材料；强磁性材料常见的为铁磁材料、亚铁磁材料。 抗磁性材料在无外加磁场时对外不显磁性，在外加磁场的作用下会产生一个同外加磁场方向相反的磁场。抗磁性材料的μr略小于1，这类材料如汞、铜、硫、金、银、锌、铅等。顺磁性材料在无外加磁场时几乎不显磁性，在外加磁场的作用下材料内的原子运动会产生一个同外加磁场方向相同的磁场。顺磁性材料的μr略大于1，这类材料如锰、铬、铂、氮等。铁磁材料在外加磁场时，材料内的原子在被称为“交换耦合”的量子效应下，对外显现出非常强烈的磁性，铁磁材料主要是含铁、镍、钴和稀有金属钆、铽等的材料。亚铁磁性材料在外磁场作用下的磁性弱于铁磁性材料，但其导电性能较铁磁性材料强，亚铁磁性材料有铁氧体等。表3-9列出了一些材料的磁化特性。 表3-9 典型材料的磁性能 低频脉冲电磁场治疗骨关节炎的有效性及安全性观察 [摘要] 目的观察低频脉冲电磁场治疗骨关节炎的有效性及安 全性。方法 80例骨关节炎患者运用低频脉冲电磁场方法进行治疗。以患者的疼痛程度视觉类比量表（vas）评分、womac骨关节炎指数评分在治疗开始前、治疗开始后1周、治疗开始后1个月、治疗开始后3个月的变化对患者进行疗效评估；以患者治疗前后重要生命体征和实验室检查结果进行安全性评估。结果治疗前，患者的疼痛程度vas评分为（7.56±2.41），womac骨关节炎指数评分为（57.21±10.68）；治疗开始后1周、治疗开始后1个月、治疗开始后3个月患者的疼痛程度vas评分分别为（6.16±1.84）、（3.58±1.79）、（3.43±1.92），womac骨关节炎指数评分分别为（47.26±9.81）、（26.5±7.45）、（16.57±4.23）；与治疗前相比，患者治疗开始后1周、治疗开始后1个月、治疗开始后3个月的疼痛程度vas评分、womac骨关节炎指数评分均有改善，各相应指标间的差异有统计学意义（p0.05）。结论低频脉冲电磁场疗法是一种安全、有效的骨关节炎治疗手段。 [关键词] 低频；脉冲电磁场；骨关节炎 [中图分类号] r684.3 [文献标识码] a [文章编号] 2095-0616（2013）13-09-03 efficacy and safety of low frequency pulsed electromagnetic fields in the treatment of osteoarthritis huo yan chen dezhi wang zhaoling sun xueqin huang xihong 电磁波辐射的生物学效应与人体健康 生物工程学院生物工程2班冉啟春20087211 【摘要】本文从电磁波的概念入手，介绍了电磁波的生物效应——电离辐射效应和非电离辐射效应，着重分析了电磁波的产生来源，两类生物效应的原理以及对人体健康所带来的影响，列举了有效避免电磁波辐射的方法，并从不同方面分析研究了电磁波的生物效应与人体健康之间的关系。 【关键词】电磁波生物效应电离辐射非电离辐射人体健康 Bioeffect of Electromagnetic Wave and Person's Health Ran Qichun Abstract This paper introduces the concept of the electromagnetic wave and the biological effect of the electromagnetic wave including the ionization radiation and non-ionization radiation, emphatically analyzes the origin of the electromagnetic wave. The principles of two types of radiations and their affects for person's health are explained.The paper also lists some effective methods of avoiding electromagnetic wave, analyzes and studies the biological effect, and the relationship between the electromagnetic wave and human health. Keywords electromagnetic wave；bioeffect；ionization radiation；non-ionization radiation； person's health 生活在这个快速运转的社会之中，我们自身已存在着许多危机感。然而，社会的发展．科技的进步，让我们开始思考是否现今所有的一切，都足有利于我们人类的，还是人类终将成为先进科技的附属品，或者说是受害者。现实生活中，我们周围充满了各种类型的电磁波，它与人们的生活紧密相关。例如，我们用收音机可以听到电台的广播节目，用电视机可以收看到电视台的电视节目，人们天天都在使用手机打电话、发短信，这些事实都表明在我们周围存在着各种台站所发射的电磁波。与此同时，在医学健康领域基于电磁波的疾病诊断仪器和治疗仪器也得到广泛应用。也就是说当今人们的生产和生活活动中一刻也离不开电磁波，它在人们的生产和生活活动中起着不可估量的作用。当它为人们谋福利的同时，也为人们的生活和健康带来一定的负面影响。生物体受到电离辐射的作用后，即有可能通过某一机制产生一定的生物学效应。辐射的生物学效应可以是多种多样的，常涉及生物体的各种组织或器官，伴有不同程度的伤害或生理、病理反应。 1 什么是电磁波 电磁波，即有地壳的负极电离层的正极相互左右产生的电磁场，以及地磁场和大气中各种电磁波现象(如闪电)。此外，紫外线、红外线和可见光也属于电磁波。 上述电磁波均来自于自然，而如今一些人为活动造成的现象也属于电磁波。近年来，迅速扩张的工业和家电行业不断增加了电场和磁场的来源和数量。其中包括移动电话、电脑、电视、收音机、微波炉，甚至电热毯等家用电器，以及高压电线，电磁感应器、雷达等工业、医学和商业设备。这些时常被我们忽视的设备，所带来的电磁污染危害程度绝对不比环境污染来的弱。 虽说电磁波足一种客观存在的物质形式，但是通过专门的设备我们就可以感觉到它的存在。事实上，我们生活人类在自然界的电磁波海洋中，它与我们人类的生活密切相关，但是要想在这片电磁波海洋中求生也并非易事。当它在为人类谋福利的同时，也对人们的健康带来一定的负面影响。当起作用到人体的时候，不同的波段会产生不同的生物效应。 简单的来说，根据与物质作用的方式，辐射分为电离辐射(Ionizing radiation)和非电离辐射(Non-Ionizing radiation)两类。从生物学的角度，两种辐射在作用机理、反应过程和导致的最终结果方面都明显不同。非电离辐射与生物物质作用主要通过发生在分子、细胞或组织器官水平的震动、震荡和摩擦的 电磁波的危害和防护 ————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期： 电磁波的危害和防护 随着经济的发展和物质文化生活水平的不断提高，各种家用电器——电视机、空调器、电脑、手机等已经成为现代都市家庭不可或缺的东西。然而，各种家用电器和电子设备在使用过程中会产生多种不同波长和频率的电磁波。在特定条件下，这些电磁波可能成为“电磁污染”，危害到人们的健康。 1 电磁污染危害人体的机理 电磁污染危害人体的机理主要是热效应、非热效应和累积效应等。 热效应：人体７０％以上是水，水分子受到电磁波辐射后相互摩擦，导致体温升高，从而影响到体内器官的正常工作。 非热效应：人体的器官和组织都存在微弱的电磁场，一旦受到外界电磁场的干扰，处于平衡状态的微弱电磁场将遭到破坏，人体也会遭受损伤。 累积效应：热效应和非热效应对人体的伤害具有累积效应，其伤害程度会随时间和影响程度发生累积，久而久之会成为永久性病态。对于长期接触电磁波辐射的群体，即使电磁波功率很小、频率很低，也可能被诱发意想不到的病变。 2 电磁污染的危害 1998年世界卫生组织调查显示，电磁辐射对人体有五大影响：（1）电磁辐射是心血管疾病、糖尿病、癌突变的主要诱因之一； （2）电磁辐射会对人体生殖系统、神经系统和免疫系统造成直接伤害； （3）电磁辐射是造成孕妇流产、不育、畸胎等病变的诱发因素之一； （4）过量的电磁辐射直接影响儿童身体组织、骨骼发育，导致视力、肝脏造血功能下降，严重者可导致视网膜脱落； （5）电磁辐射可使男性性功能下降、女性内分泌紊乱。 3 电磁波的防护 3.1电磁环境标准及相关规定 为控制现代生活中电磁波对环境的污染，保护人们身体健康，1989年12月22日我国卫生部颁布了《环境电磁波卫生标准》( GB9175－88)，规定居住区环境电磁波强度限制值：长、中、短波应小于lOV/m，超短波应小于5V/m，微波应小于10μW/cm2。我国有关部门还制订了《电视塔辐射卫生防护距离标准》，国家环保局也颁布了《电磁辐射环境保护管理办法》。 电磁场的利与弊 摘要：随着科学技术和理论的发展，电磁场的应用更加普遍。然而在利用电磁场为我们服务的时候，电磁场同时也给我们带来很多危害。 关键词：电磁场电磁辐射电磁波危害利用 电场和磁场的传播过程生成一个作用力场，这个作用力场就叫做电磁场，而这样的传播过程就叫做电磁辐射。如手机、电话机、输配电线等都有电流，有电流肯定就存在辐射的问题。所以在我们应用电磁场就会带来电磁辐射和电磁波，这就带来危害。 二十世纪被誉为电气时代，发电站、输电线越建越多，各种各样的电器大量深入工厂、实验室、办公室以及普通居民家庭。人们不得不考虑：电磁场，特别是（50~60赫）工业频率的电磁场对人体健康是否有影响？1960年代初，有关专家们开始研讨这个问题。起初，专家们的注国家的有关卫生保健标准中只规定工业频率电磁场中可以容许的电场分量意力全部集中于电场的作用而忽略了磁场的作用。因为当时人们误以为这种电磁场中的磁场分量很小，它不可能对人体健康产生可以感觉出来的影响。许多的标准；在制造各种电气设备和电器以及架设输电线时，只考虑对电场分量规定的标准，而没有考虑对磁场分量可以容许的最高限额。但后来进行大量的调查与统计分析却表明，可能影响人体健康的正是我们没有考虑的磁场。 欧美各国进行了大量调查与统计分析，每次调查的规模大小不 等，一次被调查者的数量有数千人，数万人、数十万人甚至数百万人。调查地点有在野外的，例如，在输电线附近、变电站附近、地铁站、电气火车内；或在工厂厂房、实验室、办公室以及居民家庭。调查跨越的时间有长达十多年甚至数十年的。大量调查结果令人确信，人体发生多种肿瘤病变的概率与所受到的低频磁场辐射密切相关。欧美许多国家的专家和一些政府机构确信，低频磁场会显著增大下列疾病的发生率：白血球增生与白血病（特别是对儿童危害更大），癌症，新生儿形体缺陷，乳腺癌，脑瘤，恶性淋巴瘤，神经系统肿瘤，星形细胞的发展，慢性骨髓细胞样的白血病，染色体畸变等。有些报告还指出，在电磁场作用下某种激素的分泌减少，还可能是引起乳腺肿瘤发展的原因。某些调查报告还指出，经常接触电磁辐射的人，若再受到高温作用，则他们体内发生乳腺癌变的危险就更大。不少调查报告指出，从事"电气职业"者、儿童以及不适当使用家庭电器者（常玩视频游戏的儿童，常使用电热毯和其他电加热器的妇女与儿童等）受低频磁场损害的危险较大。低频磁场辐照的强度和累积量就都会影响致病的概率。并且，有些人是在潜伏期长达10~15年以后才发病的。国际卫生标准中规定，可以容许的磁感应强度上限为100微特斯拉。但大量调查、统计分析的结果表明，0.2~0.4微特斯拉的250~500倍！英国国家辐射保护委员会和美国一些专家们已于1995年提出，把国际卫生标准中规定的标准（100微特斯拉）修改为0.2微特斯拉。总之，许多迹象都使研究人员强烈地怀疑低频磁场的辐射对人体健康会产生严重后果，但人们目前的知识水平又不足以对此作用充分 电磁场辐射对人体健康无害 资讯来源：4月7日上海《新民晚报》，作者:周秋森 前不久，有媒体称妇女长期在电脑前工作会生育畸形儿，这种无根据的猜测，使即将有孩子的家庭充满了无穷的忧虑。更有些广告为推销防辐射衣服，请“专家”为之大肆宣扬，误导读者。 国际非电离辐射防护委员会（ICNIRP）是世界上的权威组织，在1998年发布了“限制时变电场、磁场和电磁场（300GHz以下）曝露的导则”，本身参考文献209篇。该导则引用了联合国环境规划（UNEP）、世界卫生组织（WHO）、国际抗辐射协会（IRPA）出版的许多文献。WHO完全支持这个导则，称之为WHO∕ICNIRP"电磁场的国际标准”。 ICNIRP认为没有充分的依据与数据说明，由于电磁场长期照射的影响，会增加患癌症风险。 鉴于ICNIRP不承认电磁场对人体有长期潜在的影响，从而否认了一切电脑、手机、电视和工频电器等长期的积累影响。电灯开关打开后，灯光就没有了。电源关闭后，电脑显示器发出的极低频与甚低频的磁场也消失了，没有积累。 该导则又指出有关生殖后果与癌症方面的研究： ·流行病学对怀孕后果的研究，妇女工作在可视屏幕（VDUs显示终端）前对生殖的有害影响，没有一致性的证据； ·对比妇女用VDUs与不用VDUs在胎儿变位、自然流产或先天性畸形的研究，得不出前者比后者有更多危险的结论； ·当前可用的资料均不支持下列说法：职业性的曝露在VDUs下对生殖有害。 由此否定了电脑、电视对生殖和宝宝健康的有害影响。ICNIRP的论述是世界上当今的权威结论。 1999年，WHO在复核了25000个文献后得出结论说：在生活与工作环境中曝露到许多不同的电磁源，包括计算机屏幕、电热毯、射频焊接机、热疗设备和雷达等的电磁场典型水平上，并不增加任何有害后果。诸如：流产、畸形儿、出生重量和先天性疾病。没有证据表明眼睛受到电磁场刺激时发生白内障，有关成人和儿童的癌症也具有同样的结论。 某些报刊上发表的“电脑的辐射（应为磁场，电脑不发出辐射）使妇女生育畸形儿，使上海广大的育龄女青年增加思想上的沉重负担”，目的是为了推销防辐射衣服。文章说：“胎儿生命弱小，易受电磁辐射的伤害。1--3个月为胎儿的胚胎期，后果为肢体缺损或畸形；4--5个月为胎儿形成期，后果为智能损坏，甚至痴呆；6--10个月为胎儿成长期，后果则是免疫功能低下，出生后体质弱，抵抗能力差影响终身。”这一有违科学的宣传，目的无非是为了推销防辐射衣服，变相作虚假广告。 此外，某劳动卫生学教授也在上海某报上发表推销防辐射衣服的鼓吹文章“谨防电磁波伤害两代人”。文中出现一个极限值1000mA∕m2，这是国际标准的500倍，以制造人们对辐射的恐惧。 为此，我特地到几家百货公司，找到650元的孕妇“防辐射”罩服。制造商的说明书中列出的电磁辐射量，其实是使用电力的家用电器的磁通密度（磁场强度），最大的是10--20μT， 《电磁场与电磁兼容》期末考试A及答案 1 / 8 ————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期： 2 / 8 3 / 8 北 京 交 通 大 学 考 试 试 题 课程名称：《电磁场与电磁兼容》 2010年－2011年度第二学期 A 卷 （请考生注意：本试卷共有九道大题） 题号 一 二 三 四 五 六 七 八 九 总分 得 分 阅卷人 一、请写出电磁兼容的三要素（6分） 答：骚扰源、耦合途径、敏感设备 二、可用于近似分析架设在地面上的天线特性的基本原理是什么？该原理的主要 内容以及实质是什么？（6分） 答：镜像原理：架设在理想导电平面上的天线，在任一观测点的场强为直射波与反射波的叠加。可以用一个镜像天线作为反射波的等效源。镜像天线的电流大小与实际天线相等，方向为使反射波与直射波在导电平面上满足边界条件，垂直天线的镜像天线垂直，电流方向与实际天线相同，大小相等，水平天线的镜像天线水平，电流方向与实际天线方向相反，大小相等。 实质：用集中镜像电流代替分布感应场电流。 三、图示滤波器的安装是否正确？如果不正确应如何改进？（8分） 答：不正确。滤波器没有良好接地，通过细线接地，高频效果很差。改进：去掉地 所在学院……………… 班级……………… 姓 线，去掉绝缘层，使滤波器的金属外壳大面积地贴在金属机箱的导电表面上。 四、接地是解决电磁干扰问题的有效措施，但接地不良反而会增加干扰。请问为什 么？可以采用什么措施解决由地环路所引入的干扰？（8分） 答：（1.）地线存在阻抗，若接地不良，可能会引起地线阻抗干扰；地线可能会与设备构成环路，引起地环路干扰；此外多根地线之间或地线与设备之间还可能引起线间耦合干扰。（2）减小地线阻抗，以减小干扰电压；增加环路阻抗，以减小干扰电流，可通过隔离变压器、光电耦合器、共模扼流圈、平衡电路等来实现。 五、供电电源为50Hz、220V的台式计算机，要判定它的电磁兼容性能是否合格， 典型的需要对该计算机进行哪几项电磁兼容性能的测量？在抗扰度测试中，对被测计算机施加的干扰信号分别模拟实际应用中的哪些干扰？（10分） 答：（1）电磁骚扰发射测试和电磁抗扰度测试，其中电磁骚扰发射测试包括传导骚扰测试和辐射骚扰测试；电磁抗扰度测试包括静电抗扰度测试、浪涌抗扰度测试、电快速脉冲群抗扰度测试、射频辐射场抗扰度测试，射频场感应的传导抗扰度测试。（2）浪涌抗扰度测试模拟电源系统开关以及雷击的影响，感应雷 静电抗扰度测试模拟人体静电放电对设备的干扰 电快速脉冲群抗扰度测试模拟感应负载断电产生的干扰噪声 射频辐射场抗扰度测试模拟来自空间的电磁波产生的骚扰 射频场感应的传导抗扰度测试模拟低频电磁波在电缆上感应出共模电压或电流，以传导的方式对敏感设备造成的骚扰。 六、请画出测量空间某一点的电场强度的测量系统框图。已知天线在450MHz时的 天线校正系数是12dB，测量接收机的读数为37dBμV, 电缆损耗为3.2dB，求该测试点的电场强度是多少？（10分） 4 / 8 电磁学基础知识 电场 一、场强E （矢量，与q 无关） 1．定义：E ＝ 单位：N/C 或V/m 方向：与＋q 所受电场力方向 电场线表示E 的大小和方向 2．点电荷电场：E ＝ 静电力恒量 k ＝ Nm 2/C 2 匀强电场：E ＝ d 为两点在电场线方向上的距离 3．E 的叠加——平行四边形定则 4．电场力（与q 有关） F ＝ 库仑定律：F ＝ （适用条件：真空、点电荷） 5．电荷守恒定律（注意：两个相同带电小球接触后，q 相等） 二、电势φ（标量，与q 无关） 1．定义：φA ＝ ＝ ＝ 单位：V 说明：φ＝单位正电荷由某点移到φ＝0处的W ⑴沿电场线，电势降低 ⑵等势面⊥电场线；等势面的疏密反映E 的强弱 2．电势叠加——代数和 3．电势差：U AB ＝ ＝ 4．电场力做功：W AB ＝ 与路径无关 5．电势能的变化：Δε＝W 电场力做正功，电势能 ；电场力做负功，电势能 需要解决的问题： ①如何判电势的高低以及正负（由电场线判断） ②如何判电场力做功的正负（由F 、v 方向判） ③如何判电势能的变化（由W 的正负判） 三、电场中的导体 1．静电平衡：远端同号，近端异号 2．静电平衡特点 ⑴E 内＝0；⑵E 表面 ⊥表面；⑶等势体（内部及表面电势相等）；⑷净电荷分布在外表面 四、电容器 1．定义：C ＝ （C 与Q 、U 无关） 单位：1 F ＝106 μF ＝1012 pF 2．平行板电容器： C ＝ 3．两类问题：①充电后与电源断开， 不变；②始终与电源相连， 不变 五、带电粒子在电场中的运动 1．加速：qU ＝ 2．偏转：v ⊥E 时，做类平抛运动 位移：L ＝ ； y ＝ ＝ ＝ 速度：v y ＝ ＝ ； v ＝ ； tan θ＝ 六、实验：描绘等势线 1．器材： 2．纸顺序：从上向下 电磁波的危害和防护 随着经济的发展和物质文化生活水平的不断提高，各种家用电器——电视机、空调器、电脑、手机等已经成为现代都市家庭不可或缺的东西。然而，各种家用电器和电子设备在使用过程中会产生多种不同波长和频率的电磁波。在特定条件下，这些电磁波可能成为“电磁污染”，危害到人们的健康。 1 电磁污染危害人体的机理 电磁污染危害人体的机理主要是热效应、非热效应和累积效应等。 热效应：人体７０％以上是水，水分子受到电磁波辐射后相互摩擦，导致体温升高，从而影响到体内器官的正常工作。 非热效应：人体的器官和组织都存在微弱的电磁场，一旦受到外界电磁场的干扰，处于平衡状态的微弱电磁场将遭到破坏，人体也会遭受损伤。 累积效应：热效应和非热效应对人体的伤害具有累积效应，其伤害程度会随时间和影响程度发生累积，久而久之会成为永久性病态。对于长期接触电磁波辐射的群体，即使电磁波功率很小、频率很低，也可能被诱发意想不到的病变。 2 电磁污染的危害 1998年世界卫生组织调查显示，电磁辐射对人体有五大影响：（1）电磁辐射是心血管疾病、糖尿病、癌突变的主要诱因之一； （2）电磁辐射会对人体生殖系统、神经系统和免疫系统造成直接伤害； （3）电磁辐射是造成孕妇流产、不育、畸胎等病变的诱发因素之一； （4）过量的电磁辐射直接影响儿童身体组织、骨骼发育，导致视力、肝脏造血功能下降，严重者可导致视网膜脱落； （5）电磁辐射可使男性性功能下降、女性内分泌紊乱。 3 电磁波的防护 3.1电磁环境标准及相关规定 为控制现代生活中电磁波对环境的污染，保护人们身体健康，1989年12月22日我国卫生部颁布了《环境电磁波卫生标准》( GB9175－88)，规定居住区环境电磁波强度限制值：长、中、短波应小于lOV/m，超短波应小于5V/m，微波应小于10μW/cm2。我国有关部门还制订了《电视塔辐射卫生防护距离标准》，国家环保局也颁布了《电磁辐射环境保护管理办法》。 ANSYS 电力设备低频电磁场仿真分析解决方案 目录 一、电力设备仿真分析（CAE）的必要性 (3) 二、ANSYS低频电磁场仿真分析论证 (3) 2.1 ANSYS Emag软件简介 (3) 2.2 ANSYS Emag在电力系统中的应用 (4) 2.2.1 电场分析 (4) 2.2.2 磁场分析 (5) 2.2.3 耦合场分析 (5) 2.3 ANSYS Emag应用案例 (6) 2.3.1 电场分析 (6) 2.3.1.1 电场分析应用案例——屏蔽电极电场结构优化设计 (6) 2.3.1.2 电场分析应用案例——电流互感器远场边界计算 (7) 2.3.2 磁场分析 (8) 2.3.2.1 磁场分析应用案例——空心电流互感器磁场分析 (8) 2.3.2.2 磁场分析应用案例——电流互感器输出特性计算 (9) 2.3.3 电磁场-热耦合分析 (10) 一、电力设备仿真分析（CAE）的必要性 随着超高压特高压电网的相继投运，电力系统的安全性以及电网的稳定性成为电网运行中关键因素之一。更高的电压等级、更严格的运行指标对大容量、高性能输配电设备提出了更高的要求。当前，计算机辅助设计（CAD）技术早已在电力设备制造中成熟运用，然而，对产品性能进行前期计算机仿真分析（CAE）技术还未能广泛应用。 随着电压等级以及性能要求的提高，样品试验的试验成本、试验耗时以及试验困难度（如大电流、高电压）等传统的产品性能验证方式都对设计成功率要求更高，传统的反复试验指导设计的方式已经不可行，因此，计算机辅助分析（CAE）的重要性达到了空前的高度，计算机硬件以及软件技术的飞速发展也使得CAE 成功应用于大规模工程问题成为现实。 电力设备的主要特性可分为电气、机械、温升以及化学等特性，这些特性相互作用，是一个集电、磁、结构、热、流体等于一体的综合的复杂的过程。ANSYS 公司开发提供的系列仿真分析软件包含电磁、结构、热以及流体的仿真分析模块，可以很好的应用于电力设备的各方面性能仿真分析；其优越的多物理场耦合功能能够分析电力设备的整体综合性能；其优化功能能够为电力设备小型化、性能优化提供最优方案。 二、ANSYS低频电磁场仿真分析论证 2.1 ANSYSEmag软件简介 ANSYS Emag是ANSYS产品家族中专用的低频电磁场仿真分析模块，秉承了ANSYS家族产品的整体优势，历经超过25年的开发与应用，成为ANSYS家族产品中不可或缺的一员。 ANSYS Emag提供了完备的低频电磁场分析功能，包括静态电场、静态磁场、直流传导场、低频电场（时谐和瞬态）、以及低频磁场（时谐和瞬态）分析功能，覆盖了几乎所有工程低频电磁问题的分析类型；ANSYS Emag提供的场路耦合功能能够方便直观的将电路模型与电磁场有限元模型直接相连，进行更精确、更系 磁场强度和人体健康的关系 磁疗保健床上用品，所用的磁一般是单面双极的永久生物磁能，磁场强度单位是高斯[GS],磁场强度1000GS为最佳,能促进血液循环和刺激穴位;活化细胞,解除疼痛,缓解疲劳舒适睡眠,使你在舒适的睡眠中不知不觉地获得康复,保健之功效. 床上用品一般采用纯棉、涤棉、色织纯棉等作为面料，各种面料都有各自的特点，价格也不一样，下面简单介绍一下各种面料的特点以及鉴别方法。 认识磁性、善用磁能 地球磁场对人体健康的影响 美国的生物物理学家Dr.Albert Roy Davis，他发现： 1.磁铁对所有具生命的东西具有两种截然不同的效应，而非只是一种。 －正磁场效应－带正电、氧化、酸性化、活化、兴奋、压力、顺时针转。 －负磁场效应－带负电、还原、硷性化、放松、镇静、抗压、逆时针转。 以上的发现让我们可以预测出不同的生物反应：生物对正磁场的反应是酸性化，缺氧、压力和老化；对负磁场则是硷性化，多氧、抗压和抗老化。Dr. Robert O. Becker（美国矫正外科教授，曾获两次诺贝尔奖提名）亦证实两极有不同作用。他发现身体受伤部位呈现正磁场；而负磁场则具愈合力并有中和生物功能的作用。 2.相对於太阳光辐射正磁能，地球则释放出负磁能。在夜晚酣睡使得松果体充分地吸收地球负磁能，同时分泌褪黑激素。人体每天如此地补充负磁能乃得以去除疲劳。 3.现代科技文明产物－所有家用电器产品所释放的电磁波，呈正磁场效应，传统两极合并使用的磁铁，其磁波总合亦呈正磁场效应，对健康而言，两者可以说都是一种磁场污染。 4.长期处於压力、紧张和焦虑，会抑制胰岛素的分泌而引发糖尿病；促进肾上腺素的分泌导致高血压；瞳孔放大造成睡眠失调。而具抗压性的负磁能正好有助於舒缓上述所有的症状。 5.活在地球上的人体，其体内的血液在地球负磁场内流动而带负磁能。吸入体内的氧则携带地球的负磁能供应所有的细胞。 6.电子以逆时针自旋着而带负电荷，水分子则是带负电荷稍强的弱磁石，因此人体电带负电荷。负电荷愈高身体的愈合力乃愈强。 7.人体内脑和脊椎带正极，而身体各器官的周围神经系统则带负极。所有身体和精神上的能量和功能都受制於通过脑和中枢神经系统的化学电磁脉冲。 8.人造磁铁负极端产生的能量相当於地球负磁能，具愈合力，有助於改善失眠和自律神经系统的失调。白天工作时，交感神经兴奋主宰着人们的正常活动，身体呈受压反应。白天曝露於看不见的的有害环境，例如电磁波和压力紧张的职业，只要晚上充分地酣睡，使副交感神经兴奋就可以加以平衡而康复。但是如果夜晚必须坐在电脑和／或各种高科技仪器旁整夜工作者，则其危害呈加倍的危险。许多的自律神经失调就是这样引起的。 9.负磁能维持身体的pH值中和系统在正常的弱硷性状态，而得以防止和／或逆转酸性化所衍生的精神上和生理上的各种症状。 10.妄想、幻觉、痴呆、受迫、忧郁、恐怖、过滤性病毒、细菌发炎、菌发炎等均已成功地以负磁能治疗。 (以上#7-10为另一位精神病学家，Dr.William Philpott,"脑过敏"乙书的作者，所证实的疗效)。一般在治疗期间，治疗师所具有较高的负磁能会往病人身上流动，而有助於其愈合；而病人所具有较高的正磁能会同时地往治疗师流动，也就是说治疗师免不了会吸入有害的能量。此时治疗师如果懂得在胸口上佩戴负磁能，就可以补充具愈合力的负磁能，并将任何可能侵入的所有外在的有害能量加以中和。 3. 两根无限长平行直导线载有大小相等方向相反电流I, I以dI/dt的变化率增长,一矩形线圈位于导线平面内(如图,则 A.线圈中无感应电流; B B.线圈中感应电流为顺时针方向; C C.线圈中感应电流为逆时针方向; D D.线圈中感应电流方向不确定。 4. 在通有电流I 无限长直导线所在平面内,有一半经r、电阻R 导线环,环中心 距导线a,且a >> r。当导线电流切断后,导线环流过电量为 5.对位移电流,有下述四种说法,请指出哪一种说法是正确的 A A.位移电流是由变化电场产生的 B B.位移电流是由变化磁场产生的 C C.位移电流的热效应服从焦耳-楞次定律 D D.位移电流的磁效应不服从安培环路定理 6.在感应电场中电磁感应定律可写成 式中E K为感应电场的电场强度,此式表明 A. 闭合曲线C 上E K处处相等 B. 感应电场是保守力场 C.感应电场的电场线不是闭合曲线 D.感应电场不能像静电场那样引入电势概念 1. 长直导线通有电流I ,与长直导线共面、垂直于导线细金属棒AB ,以速度V 平行于导线作匀速运动,问 (1金属棒两端电势U A 和U B 哪个较高?(2若电流I 反向,U A 和U B 哪个较高?(3金属棒与导线平行,结果又如何?二、填空题 U A =U B U A U B ; 三、计算题 1.如图,匀强磁场B 与矩形导线回路法线 n 成60°角 B = B = B = kt kt (k 为大于零的常数。长为L的导体杆AB以匀速 u 向右平动,求回路中 t 时刻感应电动势大小和方向(设t = 0 时,x = 0。解:S B m ρρ?=φLvt kt ?=21dt d m i φε=2 21kLvt =kLvt =方向a →b ,顺时针。 ο 60cos SB =用法拉第电磁感应定律计算电动势,不必 再求动生电动势 浅谈电磁场及其电磁场对人体的伤害(一) 近年来，随着科技与国民经济的快速发展，电磁波在计算机、广播、电视、电话、无线通讯、雷达监测等领域慧日益深入到人们的生产和生活活动中。电磁波在造福人类的同时，又给环境带来不利的影响，起着电磁污染的作用，从而扰乱人体的自然生理节律（如头痛、失眠、健忘等神经衰弱症状）、使人体热调节系统失调（如心率加快、呼吸障碍）和助长癌细胞生长，使癌症发病率增高。因此电磁波被称之为既水污染、空气污染、噪音污染之后的第四大公害。1电磁波的基本概念1.1电磁波电磁波包括长波、中波、短波、超短波和微波。长波的频率为100KHz—300KHz，波长为3km—1km；中波的频率为300KHz—3MHz，波长为1km—100m；短波的频率为3MHz—30MHz，波长为100m—10m；超短波的频率为30MHz—300MHz，波长为10m—1m；微波指频率为300MHz—300GHz，波长为1m—1mm。 1.2电磁波污染电磁波污染是指各种电子生活产品（包括计算机、移动电话、空调机、电视机、电冰箱、微波炉、卡拉OK机、VCD机、音乐、电热毯等）在正常工作时所产生的各种不同波长和频率的电磁波。它无色、无味、无形、无踪、无任何感觉又无处不在，现已被科学家称之为"电子垃圾"或"电子辐射污染"，给人类带来的危害不可小视。1.3电磁辐射电磁辐射是指能量以电磁波的形式通过空间传播的现象。可以分为天然的和人为两种。天然电磁辐射是某些自然现象引起的，包括雷电、火山喷发、地震、太阳黑子活动引起的磁暴、新星爆发、宇宙射线等。人为电磁辐射指人工制造的各种系统、电气和电子设备所产生的电磁辐射，包括脉冲放电、工频交变电磁场、射频电磁辐射等。2电磁辐射损伤人体的作用过程 2.1热效应（Thermaleffect）所谓热效应就是指生物体内自由电荷或离子在电磁场的作用下将产生振动，从而导致传导电流的产生，并伴有由于介质本身的电阻而造成的电磁能量的损耗的现象。即吸收电磁辐射能后，组织或系统产生的直接与热作用有关的变化。频率很高时将在其平衡位置振动，使电介质变热。同时由于机体内在不同程度上具有闭合回路的性质，还可产生局部性感应涡流，而导致生热。由于机体内各个部分的导电、导热性能不同，电磁场对各个组织的热作用也不一样。吸收的辐射能很多，靠生物体的温度调节来不及把吸收的热量散发出去，则会引起体温升高，并引发各种症状。不同类型的人或同一人的不同器官对热效应的感受能力不一样。体弱者如老人儿童等属于敏感人群，心脏、眼睛和生殖系统属于敏感器官。2.2非热效应（Non-thermaleffect）非热效应是指生物体内的偶极子发生取向运动，按外界电磁场的频率旋转，直接影响了通过介质的位移电流，同时伴有由于粘度而发生的能量损耗现象。非热效应是指吸收的辐射能不足以引起体温升高，但确出现生物学变化或反应。这类效应会影响人体的神经系统（植物神经紊乱）、循环系统、免疫功能、生殖功能等，研究发现，严重时会诱发癌症。电磁场在生物体中的热效应和非热效应存在于电磁场对人体作用过程的始终。致热作用是按电磁场场力的平方率增加，而非热效应大致是随场力线性递增的。当场力小于某一限值时，非热效应大于热效应，反之热效应大于非热效应。因此在高电平辐射场情况下，电波的致热作用占主导地位，而在长时期的低辐射电磁场作用下，电磁场的非致热作用占主导地位。3电磁辐射对人体损伤 3.1伤害眼睛眼组织含有大量的水分，易吸收电磁辐射功率，而且眼的血流量少，故在电磁辐射作用下，眼球的温度易升高。温度升高是造成产生白内障的主要条件，温度上升导致眼晶状体蛋白质凝 低频脉冲电磁场治疗骨关节炎的有效性及安全性观察目的观察低频脉冲电磁场治疗骨关节炎的有效性及安全性。方法80例 骨关节炎患者运用低频脉冲电磁场方法进行治疗。以患者的疼痛程度视觉类比量表（V AS）评分、WOMAC骨关节炎指数评分在治疗开始前、治疗开始后1周、治疗开始后1个月、治疗开始后3个月的变化对患者进行疗效评估；以患者治疗前后重要生命体征和实验室检查结果进行安全性评估。结果治疗前，患者的疼痛程度V AS评分为（7.56±2.41），WOMAC骨关节炎指数评分为（57.21±10.68）；治疗开始后1周、治疗开始后1个月、治疗开始后3个月患者的疼痛程度V AS 评分分别为（6.16±1.84）、（3.58±1.79）、（3.43±1.92），WOMAC骨关节炎指数评分分别为（47.26±9.81）、（26.5±7.45）、（16.57±4.23）；与治疗前相比，患者治疗开始后1周、治疗开始后1个月、治疗开始后3个月的疼痛程度V AS评分、WOMAC骨关节炎指数评分均有改善，各相应指标间的差异有统计学意义（P＜0.05）。治疗前后重要生命体征和实验室检查结果的差异无统计学意义（P>0.05）。结论低频脉冲电磁场疗法是一种安全、有效的骨关节炎治疗手段。 [Abstract] Objective To evaluate the efficacy and safety of low frequency pulsed electromagnetic fields （LFPEMFs）in the treatment of osteoarthritis（OA）. Methods Eighty patients with osteoarthritis received low frequency pulsed electromagnetic fields for thirty days. The V AS of the pain and the WOMAC Index were used to assess the efficacy before and in 1 week，1 month，3 months after the treatment. Meanwhile，the safety was evaluated through the vital signs and the results of laboratory examination before and after the treatment. Results Before the treatment，the V AS score and WOMAC Index of the patients were （7.56±2.41）and （57.21±10.68）. The V AS scores were （6.16±1.84 ）in 1 week，（3.58±1.79）in 1 month，（3.43±1.92）in 3 months after the treatment and the WOMAC Index were （47.26±9.81）in 1 week，（26.5±7.45）in 1 month，（16.57±4.23）in 3 months after the treatment. Compared with before the treatment，the V AS scores and WOMAC Index were improved in 1 week，1 month，3 months after the treatment，and the differences of the V AS scores and WOMAC Index were statistically significant before and after the treatment（P＜0.05）. Meanwhile，the differences of the vital signs and the results of laboratory examination were not statistically significant before and after the treatment（P>0.05）. Conclusion Low frequency pulsed electromagnetic fields was effective and safe in the treatment of osteoarthritis. [Key words] Low frequency；Pulsed electromagnetic fields；Osteoarthritis 骨关节炎（osteoarthritis，OA）是一种以关节软骨的变性、破坏及骨质增生为特征的慢性关节病。本病在中年以后多发，临床表现以关节肿痛、骨质增生及活动受限最为常见。该病的最终致残率高，给患者本人及其家庭，以及社会带来巨大的社会和经济影响。骨关节炎的治疗目前是临床治疗难点之一，主要包括一般性治疗、药物治疗和外科治疗等。药物治疗和外科治疗存在药物不良反应发生率高、病情易反复、费用高昂、手术风险等缺点，常不能为患者耐受或接受。本低频磁场
低频脉冲电磁场治疗骨关节炎的有效性及安全性观察
电磁波辐射的生物学效应与人体健康
电磁波的危害和防护
利与弊的电磁场解读
电磁场辐射对人体健康无害
《电磁场与电磁兼容》期末考试A及答案
电磁学基础知识
电磁波的危害和防护
电力设备低频电磁场仿真分析解决方案
磁场强度和人体健康的关系
吉大物理电磁场理论基础答案.
浅谈电磁场及其电磁场对人体的伤害(一)
低频脉冲电磁场治疗骨关节炎的有效性及安全性观察