«Исследование магнитного поля с использованием цифровой лаборатории Физика-5, компании «RELEON» и датчика магнитного поля».

МКУ «Районное управление образования»

Администрация МО «Кабанский район»

МАОУ «Селенгинская СОШ № 1»

«Исследование магнитного поля с использованием цифровой лаборатории Физика-5, компании «RELEON»

и датчика магнитного поля».

направление деятельности: физика.

Автор:

Рудых Макар, ученик 9 «а» класса.

Научный руководитель:

Мордовская Светлана Владимировна,

учитель физики

первой квалификационной

категории

89021626600

Селенгинск

2023г

Содержание

1. Введение………………………………………………………………..3

2 Магнитное поле. Источники магнитного поля.…………….............4

3 Экспериментальная часть……………………………………….…….4

3.1 Тестирование ………………………………………………..……….6

4 Применение магнитного поля в медицине.…………………...……...7

5 Заключение…………………………………………………….…..…...8

6 Литература………………………………………………………..….....9

1 Введение.

Наш мир сложен и уязвим, как паутина. Коснитесь одной паутинки, и дрогнут все остальные.

Каждый орган в нашем теле вибрирует. Благодаря вибрации вокруг нас создается электромагнитное поле, содействующее гармоничной работе всего организма. Когда на наше биополе воздействуют другие магнитные поля, это вызывает в нем изменения. Иногда организм справляется с влиянием, иногда – нет. Это становится причиной ухудшения самочувствия.

При воздействии ЭМИ на человека не только подавляется иммунитет – он начинает атаковать организм.

В связи с этим я выбрал тему, актуальную по сей день, так как наш современный мир с каждым днём развивается в плане техники, а это приводит к увелечению магнитных полей.

В нашей школе есть возможность определить магнитное поле с помощью цифровой лаборатории «Точка Роста».

Где для измерения магнитного поля я буду пользоваться датчиком магнитного поля который входит в комплект Физика-5. С помощью данного прибора определим: насколько безопасен наш дом и школа, а также проверим самые распространенные электрические устройства на наличие допустимого излучения ЭМП.

Цель: Исследовать магнитное поле электрических приборов окружающих нас в повседневной жизни, используя оборудование цифровой лаборатории и его возможного влияния на организм человека.

Для достижения цели поставлены следующие задачи:

-изучить источники информации по данному вопросу;

-выявить источники магнитного поля и экспериментально измерить магнитную индукцию различных источников магнитного поля.

-выяснить влияние магнитного поля на человека.

Предметом исследования является магнитное поле;

Объектом - силовая характеристика магнитного поля.

В ходе выполнения работы использовались следующие методы исследовательской работы: эксперимент, анализ, сравнение и обобщение полученной информации.

При проведении измерений индукции магнитного поля использовали следующее оборудование: Цифровую лабораторию компании RELEON, Физика-5; датчик магнитного поля.

Практическая значимость проведенного исследования состоит в том, что материал можно использовать на уроках физики, факультатива и на внеурочном занятии.

1. Магнитное поле. Источники магнитного поля.

Появление жизни, ее эволюция во многом обязаны магнитному полю. Из учебников физики мы выяснили, что магнитное поле — это особый вид материи, посредством которой осуществляется связь и взаимодействие между движущимися электрическими зарядами. Везде, где существует движущийся электрический заряд или ток, возникает магнитное поле.

Электромагнитные поля являются неотъемлемой частью окружающего нас мира. Электрическое поле появляется за счет разницы электрических напряжений, магнитное поле появляется там, где проходит электрический ток.

Сами мы - тоже магниты: биотоки, текущие в нас, рождают вокруг нас причудливый узор магнитных силовых линий. Земля, на которой мы живём, гигантский голубой магнит. Магнитное поле оказывает влияние на все.

Помимо природных источников ЭМП есть и искусственные, такие как: бытовые электроприборы, электрические инструменты, линии электропередач, электропроводка и прочие электрические устройства.

В современном мире каждый из нас окружен различными электрическими устройствами, которые являются источниками ЭМП.

Даже большое скопление людей создает электрический заряд в атмосфере. Полностью изолироваться от электромагнитного излучения невозможно. Есть допустимый уровень ЭМИ, который лучше не превышать.

Исследования, проведенные Всемирной организацией здравоохранения показывают, что кратковременное воздействие низкочастотных ЭМП на организм человека не вызывает пагубных последствий. На основании данных исследований, был выработан норматив низкочастотного магнитного поля, имеющий значение в 0,2 мкТл. Данный норматив в России, ссылаясь на «Санитарно-эпидемиологические требования к жилым зданиям и помещениям», имеет значение в 10 мкТл.

1. Экспериментальная часть.

Техника безопасности:

Во время проведения эксперимента необходимо соблюдать все правила техники безопасности, указанные для персонального компьютера как электрического оборудования.

Используемое измерительное оборудование экспериментальной установки рассчитано на питание от низковольтного напряжения, не представляющего опасности для человека.

Для того, чтобы в ходе эксперимента не привести к поломке сотовые телефоны, не подносить их близко к постоянным магнитам.

В экспериментальной части я провёл исследования магнитного поля различных источников. Основным прибором для измерения индукции магнитного поля служит датчик магнитного поля.

Мой первый эксперимент, взял два постоянных магнита один полосовой, другой дугообразный провел измерения индукции магнитного поля датчиком. Знак минус перед значением индукции магнитного поля указывает на северный полюс. Смотрите приложение, стр 2 , таблица №2.

Наибольший вклад в электромагнитную обстановку жилых помещений в диапазоне промышленной частоты 50 Гц вносит электротехническое оборудование здания, а именно кабельные линии, подводящие электричество ко всем квартирам и другим потребителям системы жизнеобеспечения здания.

Электромагнитное излучение также, как и физические факторы может оказывать негативное воздействие на здоровье человека. В трудовой деятельности большинство из нас соприкасается с большим количеством источников электромагнитного излучения. Примером таких источников является офисная техника, персональные компьютеры и т.д. С электромагнитным излучением мы сталкиваемся и вне рабочей деятельности. Это излучение мобильных телефонов, бытовой техники, линии электропередач .

Следующий эксперимент, это измерение вектора магнитной индукции различных источников дома и в кабинете физики, информатики.

Результаты измерений представлены в таблице 3, приложение, стр 3.

Индукция магнитного поля в кабинете физики на момент проведение измерений равна 0,1 мТл. График показывает, что магнитная индукция изменяется, следовательно, магнитное поле существует.

Размер негативного влияния прямо пропорционален мощности и обратно пропорционален расстоянию до источника, способного излучать электромагнитные волны. То есть, чем ближе к нам прибор и чем он мощнее, тем больший вред будет нанесен нашему организму. Влияние электромагнитного излучения носит аккумулятивный характер, т.е. для появления каких-либо последствий необходимо продолжительное и систематическое влияние.

Опасным в данной ситуации является отсутствие видимых причин воздействия электромагнитных волн. К тому же обнаружение электромагнитных волн без специального оборудования почти невозможно. Электромагнитное излучение может вызывать: головокружения, головные боли, бессонницу, усталость, ухудшение концентрации

внимания, депрессивное состояние, повышенную возбудимость, раздражительность, резкие перепады настроения и т.д.

Тестирование

Перед началом тестирования, вспомним предельно допустимые нормы электромагнитного излучения, рекомендованные Всемирной организацией здравоохранения:

Санитарные правила и нормативы в РФ:

Приложение, стр 1, таблица№1.

Включив прибор, первым делом я протестировал своё рабочее место, где находится ноутбук. При выключенном ноутбуке датчик показывал значения, магнитного поля, равными нулю. Включив я провел измерения. Расстояние датчика до монитора с было около 20 см.

Показания уровня излучения магнитного поля были в норме. 0.1-0.2 мТл.

Кабинет информатики где 15 системных блоков 0.2-0,6 мТл.

Кабинет физики 28 ноутбуков 0.2-0,7 мТл.

Затем я протестировал WI-fi роутер. Тестирование роутера на расстоянии 1 метра от прибора:

Показания уровня магнитного поля равны 0.

Тестирование роутера на расстоянии 10 см: 0.1-0.2 мТл.

Тестирование своей квартиры.

Микроволновая печь. Данное устройство отличается повышенной мощностью в сравнении с другими бытовыми электроприборами. Микроволновка была включена в сеть, замер излучения ЭМП был произведен на расстоянии 1 метра от печки.

Замер излучения ЭМП вблизи печки:

Результат тестирования:

Прибор показал значительно превышение магнитного поля с результатами от 0.1 мT до 0.9 мT.

На расстоянии 1 метра от включенной микроволновой печи прибор показал результат норм:

Тестирование мобильных телефонов. Для тестирования устройств мобильной связи были выбраны 2 устройства:

Проведем тест Nokia и Android в режиме «ожидания»:

На обоих телефонах значения магнитного поля равны 0. На Android был включен Wi-fi, а также мобильный интернет.

Затем были проведены замеры на телефонах при входящем вызове.

На современном смартфоне при входящем вызове превышения допустимого значения ЭМП замечено не было. Телефон «старого» поколения, напротив, показал превышение допустимого значения магнитного поля в диапазоне от 0.28 мT до 0.3мT.

4. Применение магнитов в медицине.
Магнитотерапия (лечебное использование постоянных, импульсных и переменных магнитных полей) применяется в медицине для профилактики и лечения многих заболеваний.

Индукция (у поверхности полюса) применяемых в лечебных целях магнитов (постоянных керамических магнитофоров или индукторов – электромагнитов) составляет, стандартно, порядка 25-40 миллитесл (соответствует 250-400 Гаусс) для постоянного, до 50 мТл – для пульсирующего и 1-5 мТл (в геометрическом центре цилиндрического индуктора-соленоида) для переменного магнитного поля. Продолжительность воздействия, обычно – 10-20 мин. Процедуры проводят 4-6 раз в неделю в количестве 15-20 на курс лечения. Приложение, стр 3.

АЛМАГ- относится к классу аппаратов магнитной физиотерапии. Инструкция так описывает его лечебное действие: создавая магнитное поле, данный аппарат воздействует на больные органы и ткани, уменьшая воспаление и отёк. Он эффективен при комплексном лечении различных заболеваний, устраняет боль, ускоряет регенерацию тканей, а в некоторых случаях даже избавляет от необходимости оперативного вмешательства.

Естественное магнитное поле Земли, на её дневной поверхности, в средних широтах европейской части России, имеет значения полного вектора – приблизительно 0.05 мТл  = 50 мкТл (микротесл) = 50x10^-6 Тл (Тесл), что в старых единицах СГС составляет 0.5 Гаусс. С первого тысячелетия нашей эры, величина земного, геомагнитного поля уменьшилась более чем вдвое и человеческий организм испытывает синдромы его дефицита (магнитодефицит), который можно восполнить благодаря магнитотерапии с помощью внешних источников магнитного поля.

Заключение.

С развитием современных технологий в нашей жизни становится все больше электрических устройств. Исследования на тему влияния электромагнитных излучений на тело человека продолжаются по сей день. Учеными доказано, что кратковременное воздействие ЭМП допустимого уровня не оказывает пагубного воздействия на человека. Однако, при воздействии ЭМП выше допустимых норм, существует вероятность получить негативные последствия для своего организма, как в краткосрочной, так и в долгосрочной перспективе.

Проведя тесты на излучение ЭМП компьютера, микроволновой печи, мобильных телефонов, можно сделать вывод, что при соблюдении рекомендаций, влияние ЭМП на организм человека, можно свести к минимуму. Как пример, можно взять микроволновую печь. Микроволновая печь является одним из самых мощных источников ЭМП в доме. Однако, она становится практически полностью безопасной, на расстоянии одного метра.

Рекомендации

-приобретая бытовую технику проверяйте в Гигиеническом заключении (сертификате) отметку о соответствии изделия требованиям "Межгосударственных санитарных норм допустимых уровней физических факторов при применении товаров народного потребления в бытовых условиях", МСанПиН 001-96;

-используйте технику с меньшей потребляемой мощностью: магнитные поля промышленной частоты будут меньше при прочих равных условиях;

-к потенциально неблагоприятным источникам магнитного поля промышленной частоты в квартире относятся холодильники с системой “без инея”, некоторые типы “теплых полов”, нагреватели, телевизоры, некоторые системы сигнализации, различного рода зарядные устройства,– спальное место должно быть на расстоянии не менее 2-х метров от этих предметов если они работают во время Вашего ночного отдыха;

-при размещении в квартире бытовой техники руководствуйтесь следующими принципами: размещайте бытовые электроприборы по возможности дальше от мест отдыха, не располагайте бытовые электроприборы по близости и не ставьте их друг на друга.

-при размещении в кабинете руководствуйтесь теми же самыми принципами.

Но, как рекомендуют ученые, не следует включать одновременно несколько электрических приборов и необходимо следить за исправностью электрической проводки, чтобы избежать сильного воздействия электромагнитного поля на человека.

Литература.

1 https://biznessrussia.ru/dom-i-dacha/ut-magnitnoe-pole-norma-dlya-cheloveka.html

2 https://dzen.ru/a/W7HbAR9V-wCpGkBC

3 https://infourok.ru/issledovanie-magnitnogo-polya-s-pomoshyu-cifrovoj-laboratorii-vernier-i-datchika-magnitnogo-polya-ego-vzaimosvyaz-s-professional-6031848.html

Приложение

Фото

Таблица N 1

Предельно допустимые уровни (ПДУ) постоянного магнитного поля (по времени, в течение трудового дня), воздействие которых не вызывает заболеваний или отклонений в состоянии здоровья в процессе работы или в отдаленные сроки жизни настоящего и последующего поколения. Для условий общего (на все тело) и локального (кисти рук, предплечье) воздействия. Таблица по нормам СанПиН 2.2.4.1191-03 в производственных условиях.

Допустимые уровни магнитного поля.

Таблица №2.

Таблица №3

1