Camp electromagnetic

Definitie

Campul electromagnetic este ansamblul campurilor electrice si magnetice, care oscileaza si se genereaza reciproc la trecerea curentului electric printr-un conductor. Campul electromagnetic se propaga indefinit in spatiu si constituie una din fortele principale ale naturii. Campul electric este produs de un curent electric care traverseaza un conductor stationar, iar cel magnetic de un curent electric care traverseaza un conductor in miscare.In viziunea clasica, acest camp electromagnetic este un camp uniform si continuu, care se propaga sub forma de unde. In viziunea teoriei cuantice, campul electromagnetic este compus din particule.

Descrierea matematica

Campurile electric si magnetic sunt reprezentate prin campuri vectoriale tridimensionale. Aceste campuri vectoriale au cate o valoare definita in fiecare punct, valori care sunt functii ale coordonatelor de spatiu si timp. Astfel, ele sunt notate de obicei prin (campul electric) si (campul magnetic).Daca numai este nenul si constant in timp, campul se numeste camp electrostatic. Daca numai este nenul si constant in timp, campul se numeste camp magnetostatic. Daca unul din cele doua campuri este dependent de timp, atunci ambele campuri trebuie considerate ca un camp unitar (electromagnetic) descris de ecuatiile lui Maxwell. In vid, aceste ecuatii vectoriale sunt: (legea lui Gauss) (legea de magnetism a lui Gauss) (legea lui Faraday) (legea Ampre-Maxwell) unde este densitatea sarcinii, 0 este permitivitatea spatiului vid, 0 este permeabilitatea spatiului vid si este vectorul densitatii curentului. Intr-un material liniar, ecuatiile lui Maxwell se modifica prin inlocuirea permitivitatii si permeabilitatii spatiului vid cu cele ale materialului respectiv.

Legea fortei Lorentz descrie interactiunea campului electromagnetic cu materia incarcata. Cand un camp circula prin mai multe medii, proprietatile campului se modifica in functie de diferitele conditii la frontiera mediilor. Componentele tangentiale ale campurilor electric si magnetic relativ la frontiera celor doua medii sunt:

(fara curent) (fara sarcina)

Unghiul de refractie a unui camp electric intre medii depinde de permitivitatea a fiecarui mediu:

Unghiul de refractie a unui camp electric intre medii depinde de permeabilitatea () fiecarui mediu:

Masurarea campului electromagnetic

Pentru evaluarea expunerii omului la campul electromagnetic, masuratoarea vizeaza intensitatea (puterea, amplitudinea) campului ca fiind parametrul cel mai relevant. Intrucat expunerea provine din mai multe surse, ambientale si ocupationale, puterea acesteia va fi o rezultanta a puterilor campurilor care se propaga pe mai multe directii. Puterea campului electromagnetic se masoara cu un aparat cu senzor magnetic - denumit gaussmetru (teslametru) - sau electric. Se pot executa doua tipuri de masuratori, cu aparate specifice: masurarea in banda larga (cu aparate care detecteaza semnalul intr-un interval mare de frecvente) si masurarea cu frecventa selectata.

Campul are doua componente principale componenta reactiva si cea radiativa. Componenta reactiva se refera la energia inmagazinata in regiunea din apropierea sursei si este responsabila de efectele asupra omului. Aceasta regiune se gaseste in jurul sursei, pana la o distant de aprox. 1/6 m - 2 m (regiunea campului apropiat).

Componenta radiativa se gaseste la distante mai mari de o lungime de unda (regiunea campului indepartat), unde unda electromagnetica poate fi descrisa ca o unda plana, raportul dintre intensitatea campului electric si cea a campului magnetic fiind constant. Aceasta caracteristica face suficienta masurarea unei singure componente a campului. Intre cele doua regiuni exista o zona de tranzitie, in care predomina componenta radiativa. Deoarece lungimea de unda este invers proportionala cu frecventa, aceste regiuni variaza considerabil, de la 1 mm la 100 km in banda de radiofrecventa. De exemplu, pentru frecvente mai mari de 300 MHz (