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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE
Les dangers de l'électricité : réels, imaginaires et inexplorés. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / L'électricité pour les débutants Les discussions sur les effets nocifs des champs électromagnétiques (CEM) ont commencé à la fin des années 20, lorsqu'une technique est apparue qui fonctionnait à des courants relativement élevés dans la gamme des hautes fréquences (HF). Et après la guerre, ils ont commencé à étudier sérieusement les effets biologiques des radars, des appareils HF, UHF et micro-ondes. Toute l'attention a été dirigée vers les effets thermiques des ultra-traits d'union et des fréquences micro-ondes. Le modèle thermique d'impact était basé sur la possibilité d'une surchauffe inacceptable du corps humain ou d'organes individuels dans la zone EMF (l'effet "d'un homme dans un four à micro-ondes"). Si l'on parle de fréquences relativement basses (de 50 Hz à des centaines de kHz), alors le point de vue généralement accepté était le suivant : la densité du courant induit dans les tissus biologiques par l'alternance des champs magnétiques et électriques devrait être nettement inférieure à la densité des biocourants circulant dans les tissus vivants. La surchauffe (comme au micro-ondes) a été exclue. Tous les autres effets observés de temps à autre ont été attribués à des artefacts - des processus qui se produisent parfois au cours de l'étude du corps à la suite d'une exposition ou d'un traitement et qui ne sont normalement pas caractéristiques de celui-ci. Pour l'effet biologique possible d'un CEM constant, ils ont fait une indulgence et ont supposé qu'un champ électrique constant avait un certain effet sur les cellules vivantes, mais ils ont complètement nié cela à un champ magnétique constant. Cela a été soutenu par le fait que l'énergie d'interaction du champ magnétique avec les molécules biologiques est inférieure de plusieurs ordres de grandeur à l'énergie du mouvement thermique des molécules. Aujourd'hui, cette opinion fait sourire. En toute justice, il faut dire que l'idée de l'effet des champs faibles sur le corps a été dans une certaine mesure discréditée par certaines données d'expériences magnétobiologiques publiées dans la littérature, dont la formulation n'a pas résisté à la critique. Dans les années 1970, les spécialistes sont revenus sur les effets des champs magnétiques et électriques faibles et très faibles sur des systèmes physico-chimiques modèles, des objets biologiques et le corps humain. Les mécanismes qui provoquent ces effets "fonctionnent" au niveau des molécules, et parfois des atomes, ce qui les rend très difficilement détectables. Néanmoins, les scientifiques ont démontré expérimentalement et théoriquement expliqué effets magnétiques et de spin. Il s'est avéré que bien que l'énergie de l'interaction magnétique soit inférieure de plusieurs ordres de grandeur à l'énergie du mouvement thermique, mais à ce stade de la réaction, où tout se passe réellement, le mouvement thermique n'a pas le temps d'interférer avec l'action du magnétique champ. Cette découverte nous fait porter un regard neuf sur le phénomène même de la vie sur Terre, qui est né et s'est développé dans les conditions du champ géomagnétique. Le laboratoire a montré l'effet de champs magnétiques permanents et variables relativement faibles (un ordre de grandeur ou deux supérieurs au géomagnétique) sur la sortie de la réaction primaire de la photosynthèse - le fondement de tout l'écosystème de notre planète. Cette influence s'est avérée faible (moins d'un pour cent), mais autre chose est important : la preuve de son existence réelle. La deuxième découverte importante est la présence des soi-disant "fenêtres de sensibilité" des objets physiques et chimiques vivants et modèles à la fréquence et à l'amplitude des champs. En 1985, il a été établi pour la première fois que les fréquences des «fenêtres de sensibilité» des objets biologiques coïncidaient avec les fréquences cyclotron dans un champ magnétique constant donné d'ions de molécules clés dans diverses réactions biochimiques. Le phénomène porte le nom résonance cyclotron biologique. Des expériences ont montré que l'effet produit à la fréquence cyclotronique par un champ magnétique alternatif est déterminé par la valeur de sa projection sur la direction du champ magnétique constant. Si les directions des champs sont perpendiculaires, alors il n'y a pas d'effets. À un champ magnétique constant faible, la résonance cyclotron biologique peut se manifester à de basses fréquences. Ainsi, dans le champ géomagnétique de Novossibirsk et Iakoutsk, la fréquence de résonance cyclotronique est proche de 50 Hz, c'est-à-dire de la fréquence du courant alternatif dans le réseau. Et pour le champ géomagnétique de Moscou, il est plus faible. Dans les maisons en béton armé, la fréquence de résonance du cyclotron est déformée. Qu'est-ce que tout cela signifie dans la pratique, dans la vie de tous les jours ? Nous repassons avec un fer électrique à ces moments où la position du fer et le champ magnétique terrestre créent une position dans laquelle les ions calcium de nos cellules entrent dans un état de résonance magnétique. Autrement dit, ils commencent à se comporter dans les cellules pas comme ils le devraient. Que ce soit bon ou mauvais, nous examinerons un peu plus tard, mais maintenant prêtons attention à autre chose. La télévision, la cuisinière électrique, la machine à laver, l'ordinateur et les autres appareils électroménagers qui nous entourent, à une certaine position par rapport à notre corps (ou notre corps par rapport aux appareils) peuvent affecter les processus électrochimiques se produisant dans les cellules du corps. Cette circonstance explique la complexité de l'étude de l'effet des champs faibles sur les organismes vivants. Il suffit de réorganiser la table avec la configuration expérimentale, de changer son orientation dans l'espace, car les expériences ont cessé d'être obtenues. Dans d'autres laboratoires où ils ont essayé de reproduire des expériences publiées dans des revues réputées, rien ne pouvait immédiatement fonctionner ! Il ne faut pas longtemps avant que des collègues soient accusés de charlatanisme ou de contrefaçon scientifique. Mais le lecteur ne s'intéresse pas aux problèmes des scientifiques, mais à la question : est-il bon ou mauvais de vivre avec un fond accru de champs électromagnétiques ? Du point de vue de l'évolution, toute vie sur Terre n'est pas adaptée à l'augmentation rapide ou aux fortes fluctuations des champs électromagnétiques qui nous entourent. Prenons l'exemple du rayonnement. L'homme s'est adapté pour survivre à d'énormes fluctuations de température, à des niveaux incroyables de pollution chimique de l'environnement, mais il n'a aucune protection contre une augmentation du fond radioactif. Nous n'avons pas de mécanismes évolutifs établis pour contrecarrer les rayonnements ionisants. Nous n'avons pas non plus de mécanismes pour neutraliser les champs électriques et magnétiques qui ont d'autres caractéristiques que les naturelles. Jusqu'à récemment, en tant qu'espèce biologique, l'homme existait dans des conditions de petit champ magnétique et dans des champs électromagnétiques à basse fréquence encore plus petits, dont les principales sources sont les impulsions électromagnétiques proches et lointaines causées par les orages et les perturbations qui surviennent dans la magnétosphère terrestre. lorsque le plasma solaire l'envahit. "L'humanité moderne, comme tous les êtres vivants, vit dans une sorte d'océan électromagnétique, dont le comportement est maintenant déterminé non seulement par des causes naturelles, mais aussi par une intervention artificielle. Nous avons besoin de pilotes expérimentés qui connaissent parfaitement les courants cachés de cet océan, ses bas-fonds et ses îles. Et nous avons besoin de règles de navigation encore plus strictes qui aident à protéger les voyageurs des orages électromagnétiques », l'un des pionniers de la magnétobiologie russe, Yu.A. Kholodov. Néanmoins, certaines règles pour vivre entouré de téléviseurs, de fers à repasser, de machines à laver, d'ordinateurs personnels, de téléavertisseurs et de téléphones portables existent déjà. Parlons d'eux. Conformément à la classification internationale, les sources de champs électromagnétiques (EMF) sont divisées en deux groupes : de 0 à 3 kHz et de 3 kHz à 300 GHz. Le premier groupe comprend les CEM dans la gamme de fréquences de zéro à plusieurs centaines de milliers de Hz - champs de lignes électriques aériennes et câblées, centres de radiodiffusion à ondes longues, véhicules électrifiés et appareils électroménagers. Le deuxième groupe comprend les CEM de hautes, ultra-hautes et ultra-hautes fréquences (0,3 à 30 billions de G) - systèmes de communication cellulaire, fours à micro-ondes et émetteurs de télévision. Les limites des zones de protection sanitaire des lignes électriques conçues en Fédération de Russie jusqu'au logement le plus proche sont d'au moins 750 m pour les lignes électriques 250 et 1150 m pour les lignes électriques 300. Dans certains pays à forte densité de population, les bâtiments résidentiels sont situés même sous les lignes électriques. On pense que l'effet principal est dû au champ électrique de la ligne d'alimentation en courant alternatif, qui induit un courant de déplacement (capacitif) dans le corps humain. Nous autorisons le séjour permanent des personnes dans le domaine de tension inférieure à 0,5 kV/m. Avec une intensité de champ 2 à 4 fois supérieure et une fréquence de 50 Hz, le courant de polarisation ne dépasse pas un an et demi à trois dizaines de microampères et une personne ne ressentira aucune sensation désagréable. Mais cela vaut la peine de toucher la voiture, qui se tient à côté de la ligne électrique, et vous serez légèrement "tiré". Le toit métallique de la maison ne protège d'un champ électrique alternatif que s'il est mis à la terre. Le toit non métallique est recouvert d'un treillis métallique et mis à la terre. Sur les fils des lignes électriques aériennes à haute tension, la tension est proche du seuil d'une décharge couronne dans l'air. Par mauvais temps, la décharge corona résultante de la ligne électrique CA projette dans l'atmosphère des nuages d'ions de signes différents, dont les charges ne se compensent pas. Même loin des lignes électriques, le champ électrique créé par le nuage d'ions à la surface de la Terre peut dépasser le champ électrique naturel de la Terre et les niveaux maximaux admissibles (MPL). La chercheuse américaine Louise Jung a proposé une manière originale de démontrer une décharge corona sur les lignes électriques. Si vous vous approchez d'une ligne électrique avec une lampe fluorescente lumière du jour la nuit, alors en présence d'une décharge corona, la lampe commencera à briller d'une lumière surnaturelle, et lorsque les rafales de vent, la lumière à l'intérieur de la lampe oscillera comme une bougie flamme. Une autre source de pollution électromagnétique est centres de transmission radio à ondes longues. Une fois qu'ils ont été placés dans des zones résidentielles. Dans les années 20-30 du siècle dernier, dans les maisons de Moscou situées autour de la station de radio nommée d'après le Komintern, qui diffusait à une longueur d'onde de 2 km, il était possible de mener une telle expérience. Si vous enroulez une centaine de tours de fil autour du cadre et fixez une ampoule d'une lampe de poche aux extrémités, elle s'allume. Un calcul simple montre que pour cela l'intensité du champ magnétique ne doit pas être inférieure à quelques A/m. Aujourd'hui, dans de nombreux pays, il s'agit du niveau maximal autorisé pour une journée de travail de 8 heures. Des ondes radio plus longues "couvrent" plus d'espace. On sait que les murs des bâtiments protègent la composante électrique de l'onde, mais ils affaiblissent un peu la composante magnétique. Dans l'État du Maine, à un moment donné, un système de communication radio a été déployé avec des sous-marins dans l'océan. L'eau de mer absorbe fortement les ondes radio, mais plus la longueur d'onde est longue, plus l'absorption est faible. Pour cette raison, la communication a été effectuée à une fréquence de 15 Hz, c'est-à-dire à une longueur d'onde de 20 XNUMX km. Étant donné que la puissance rayonnée par une antenne est proportionnelle au cube du rapport de sa taille à la longueur d'onde, les antennes devaient être étirées sur presque tout l'état. Mais les résidents locaux ont eu beaucoup de chance: dans le champ géomagnétique de l'État, les fréquences de résonance cyclotron biologique (elle n'était pas encore découverte à l'époque) des ions importants pour le corps diffèrent nettement de 15 Hz. Mais les habitants des maisons proches de l'église orthodoxe russe d'Octobre à Moscou ont eu beaucoup moins de chance. Selon l'Institut de médecine du travail de l'Académie russe des sciences médicales, certaines maisons se sont retrouvées dans la zone de restriction de développement, où les limites maximales autorisées ont été dépassées. On ne peut guère rassurer les habitants de nombreuses autres maisons de Moscou, en particulier celles situées près du centre de télévision d'Ostankino. Le problème, ce sont les ROC départementales et privées, qui poussent comme des champignons ces dernières années. Dans le contexte du ROC, les antennes des stations de base des communications téléphoniques cellulaires apportent une contribution insignifiante à la pollution électromagnétique des rues de la ville. Un autre sujet de conversation - transport électrique, qui sert de source de champs électriques et magnétiques dans la gamme de fréquences de 0 à 1 kHz. Le transport ferroviaire utilise le courant alternatif, urbain (trolleybus, tramways, métro) - direct. Les valeurs moyennes du champ magnétique dans les trains électriques de banlieue sont d'environ 20 μT, dans les véhicules à entraînement par courant continu - d'environ 30 μT. Dans les tramways, où les rails sont le fil de retour, les champs magnétiques se compensent à une distance beaucoup plus grande que dans les fils d'un trolleybus, à l'intérieur desquels les fluctuations du champ magnétique sont faibles même pendant l'accélération. A cet égard, le trolleybus est plus respectueux de l'environnement que le tram. Parmi les véhicules électriques, les fluctuations les plus importantes du champ magnétique sont observées dans le métro. À la gare Universitet, au départ du train, l'amplitude du champ magnétique sur le quai est de 50-100 μT et plus, dépassant le champ géomagnétique, en particulier sa composante horizontale, et même changeant de direction. Et même lorsque le train a disparu dans le tunnel pendant une longue période, le champ magnétique n'a pas voulu revenir à sa valeur précédente. Ce n'est qu'après que le train a passé le prochain point de connexion au rail de contact ou était en roue libre que le champ magnétique sur le quai est revenu à l'ancienne valeur. Dans la voiture de métro elle-même, le champ magnétique est encore plus élevé - 150-200 μT, soit 10 fois plus élevé que dans une rame au sol conventionnelle. Les champs électromagnétiques dans nos maisons peuvent être grossièrement divisés en deux catégories : les champs des équipements électriques du bâtiment et les champs des appareils électroménagers à l'intérieur des appartements. Le champ électrique de l'équipement électrique externe dans les bâtiments résidentiels, qui est créé par transformateurs de puissance dans les escaliers, câbles dans l'entrée, etc., généralement petits - 1-10 V / m, c'est-à-dire sous la télécommande - 500 V / m. Mais le champ magnétique qui en découle dépasse souvent le MPD magnétique (0,2 μT). Dans chaque cas, tout dépend de la disposition de la maison et de l'appartement. Une contribution tangible au champ électrique alternatif dans la pièce est apportée par câblage interne, qui agit comme une antenne, rayonnant à une fréquence de 50 Hz. Ainsi, les interrupteurs domestiques sont unipolaires et coupent le circuit d'un seul fil. Par conséquent, en éteignant la lampe de table, nous réduisons ainsi le champ magnétique de la section correspondante du câblage à zéro. Mais il est déjà petit, car les courants dans un fil à deux fils circulent dans des directions opposées et leurs champs magnétiques sont soustraits l'un de l'autre. Cependant, le champ électrique total d'un fil à deux fils après avoir cliqué sur l'interrupteur peut augmenter si le circuit du fil neutre est interrompu et que le deuxième fil reste sous tension. Cette situation est courante, car lorsque des interrupteurs muraux sont montés ou que des appareils électriques avec leurs propres interrupteurs sont connectés à des prises de courant, peu de gens pensent lequel des fils est nul. Un champ magnétique des cuisinières électriques domestiques standard à une distance de 20 à 30 cm du panneau avant, où se tient généralement l'hôtesse, est de 1 à 3 μT (l'indicateur dépend de la modification et de l'état du poêle). Les brûleurs ont un champ magnétique plus grand, bien sûr. Mais à une distance de 50°cm, il est déjà indiscernable du champ général dans la cuisine, qui est d'environ 0,1-0,15 µT. Les champs magnétiques des réfrigérateurs et des congélateurs sont faibles. Selon le Center for Electromagnetic Safety, dans un réfrigérateur domestique classique, un champ supérieur au MPD (0,2 μT) se produit dans un rayon de 10 cm du compresseur et uniquement pendant son fonctionnement, mais pour les réfrigérateurs équipés d'un système "frost" , un excès de MPC peut être enregistré même à 1 m de distance de la porte du réfrigérateur. Petits sont les champs de puissantes bouilloires électriques. Ainsi, à une distance de 20 cm de la théière "Tefal", le champ est d'environ 0,6 μT, et à une distance de 50 cm, il est impossible de le distinguer du fond EMF général dans la cuisine. Pour les fers, un champ supérieur à 0,2 μT est détecté à une distance de 25 cm de la poignée et uniquement en mode chauffage. Les domaines des machines à laver peuvent être qualifiés d'assez grands. Même pour les petites machines, le champ à une fréquence de 50 Hz au niveau du panneau de commande est supérieur à 10 μT, à une hauteur de 1 m - 1 μT, de côté, à une distance de 50 cm, - 0,7 μT. Certes, un grand lavage n'est pas si fréquent, de plus, lorsqu'une machine à laver automatique ou semi-automatique est en marche, l'hôtesse peut s'éloigner ou même quitter la pièce où se fait la lessive. Un aspirateur crée un champ encore plus grand pendant le fonctionnement - environ 100 μT. Le détenteur du record parmi les appareils électroménagers à l'égard qui nous intéresse est un petit rasoir électrique, dont le champ se mesure en centaines de microtesla. Les CEM les plus connus dans un appartement sont les champs des ordinateurs personnels. Par leur conception et par les domaines qu'ils créent, les ordinateurs sont proches des récepteurs de télévision et de radio, des enregistreurs vidéo et audio, des centres de musique et d'autres équipements que vous trouverez aujourd'hui dans presque toutes les maisons. Un écran d'ordinateur est une source de champs électriques constants et alternatifs. Le premier est indésirable en raison de l'action biologique directe, le second - en tant que facteur affectant l'équilibre des ions de l'air dans la pièce. L'intensité d'un champ électrique statique directement à proximité de l'écran des tubes cathodiques des moniteurs dans un air relativement sec peut atteindre plusieurs centaines de kV/m. A une distance de 40-50 cm, c'est moins : des dizaines à des unités de kV/m, mais même dans ce cas, c'est encore plus élevé que le MPC. En plus du composant électrique d'un ordinateur EMF, il existe également un composant magnétique. Dans les téléviseurs et les moniteurs, les champs magnétiques sont principalement dus au fonctionnement des systèmes de balayage vertical et linéaire, ils n'ont pas de directivité prononcée et sont approximativement les mêmes devant les écrans : à des angles de 45, 90 et 180° par rapport à eux. Les ordinateurs portables ont remplacé le tube à rayons cathodiques par un écran à cristaux liquides, mais le champ magnétique alternatif d'autres éléments est toujours présent et ils maintiennent l'ordinateur portable beaucoup plus près d'eux-mêmes pendant le fonctionnement qu'un ordinateur de bureau. En conséquence, pour la plupart des ordinateurs portables de différents modèles, les recommandations sur les niveaux de champs magnétiques ne sont pas respectées. Il est impossible d'ignorer les sources de pollution électromagnétique les plus odieuses à haute, ultra-haute et fréquences micro-ondes - Fours à micro-ondes et radiotéléphones (téléphones mobiles) fonctionnant dans la gamme 0,3-3 GHz. De par leur principe de fonctionnement, les fours à micro-ondes constituent une puissante source de rayonnement. Pour cette raison, leur conception nécessite la présence d'un blindage approprié et le temps de fonctionnement est relativement court - les aliments sont chauffés ou cuits rapidement. Et pourtant, vous ne devriez pas être à proximité du micro-ondes inclus. À une distance de 30 cm, il crée un champ magnétique alternatif (50 Hz) perceptible (0,3-8 μT), il est donc préférable de se déplacer d'un mètre ou deux, où, comme le montrent les mesures, la densité de flux d'énergie est inférieure aux normes sanitaires et normes d'hygiène. La fréquence des téléphones portables est inférieure à celle des fours à micro-ondes et dépend du type de système. De nombreux pays étudient les effets du rayonnement des radiotéléphones cellulaires sur les animaux et les volontaires. Ils prennent des encéphalogrammes, fixent la quantité de flux sanguin cérébral total, modifient l'activité cardiovasculaire et respiratoire, le système hormonal, étudient l'effet sur les fonctions cognitives (cognitives), le sommeil, etc. La plupart des études sur l'activité bioélectrique du cerveau ne notent encore que de tels changements qui peuvent être attribués à une réaction protectrice non spécifique du corps en réponse à un impact désagréable, mais faible dans sa signification biologique. L'absence de changements significatifs indique la nature infraliminaire des changements. Cependant, le fait que les changements aient été particulièrement clairement enregistrés après l'arrêt de l'irradiation signifie qu'une certaine influence existe toujours et qu'il y a un effet secondaire. Au cours des recherches, un curieux phénomène a été découvert. Il s'est avéré que les champs électromagnétiques de hautes fréquences, modulés en amplitude, peuvent produire un effet biologique significativement plus important sur une personne que ceux non modulés. Cela signifie ce qui suit : si vous gardez simplement le téléphone portable allumé près de votre oreille, son effet est unique, et si à l'autre bout quelqu'un commence à parler ou à émettre des sons (modulant l'EMF en amplitude), alors l'action sera différente et sensiblement plus grande. Il s'ensuit qu'il est plus sain de parler que d'écouter. En général, on peut dire qu'il y a encore plus de questions que de réponses, et chacun peut décider par lui-même ce qui lui est le plus profitable et utile - profiter de tous les avantages de la civilisation ou rester à l'âge de pierre. Certes, il est peu probable qu'une personne réussisse dans ce dernier cas, du moins dans les lieux habités. Auteur : Bannikov E.A.
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