摘 要：該文對(duì)電磁爐產(chǎn)生的電磁輻射對(duì)人體的影響進(jìn)行了計(jì)算。將電磁輻射看成是由稱為磁矩的磁偶極子所產(chǎn)生，然后向空間輻射。文中從電磁場理論的安培定律出發(fā)，推導(dǎo)了以磁感應(yīng)強(qiáng)度表示的計(jì)算公式。最后用一個(gè)例子說明公式的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：電磁輻射 電磁爐 電磁場理論

中圖分類號(hào)：T L 7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2012）12（c）-0-01

電磁波輻射就是將電場與磁場二者互相作用所形成的波動(dòng)，以輻射形式向空間傳播出去。事實(shí)上，由于醫(yī)療器械、家用電器等的使用，使人體無時(shí)不刻處在電磁波的輻射之中，電磁波輻射對(duì)環(huán)境及人體健康的影響日益受到研究者的關(guān)注。國家環(huán)保局推薦的《500 kV超高壓送變電工程電磁輻射環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范》（HJ/T24-1998）標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定暴露磁感應(yīng)強(qiáng)度的安全值為1高斯（即1 Gs=1000mGs=100 μT，微特斯拉）。1995年美國國家輻射防護(hù)委員會(huì)（NCRP）提出電磁場暴露導(dǎo)則，在居民區(qū)的工頻磁感應(yīng)強(qiáng)度安全標(biāo)準(zhǔn)為2 mGs（即0.2 μT，微特斯拉）。兩者相差500倍。電磁爐是一種使用安全、清潔衛(wèi)生、操作簡便靈活的爐具。但在使用過程中，人們對(duì)它產(chǎn)生的電磁輻射給人體的影響存有疑慮。以往人們對(duì)電磁爐的輻射也有過不少討論，但從科學(xué)觀點(diǎn)出發(fā)進(jìn)行嚴(yán)密的計(jì)算仍較少見。該文基于電磁場理論的安培定律，將電磁爐的核心部分即電磁體，看成是一個(gè)磁偶極子的輻射源，產(chǎn)生電磁振蕩輻射到空間。電磁體由圓形導(dǎo)磁盤及在其上單層螺旋繞制的線圈組成。線圈輸入30～50 kHz的高頻電流I。線圈的平面面積S與電流I的乘積，Mm=IS 稱為磁矩。該文推導(dǎo)出一個(gè)距離輻射源的空間某點(diǎn)上接受到的以磁感應(yīng)強(qiáng)度表示的輻射量的計(jì)算公式，該文給出的公式正是以磁矩作為基本的計(jì)算數(shù)據(jù)。

1 電磁體產(chǎn)生電磁輻射的機(jī)理

圖1為單匝平面線圈在距離R的觀測點(diǎn)G產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的機(jī)理圖。線圈平面與G均處在X—Y坐標(biāo)平面上，線圈平面法線與Z軸重合，R與X軸夾角為θ，與Y軸夾角為Ф。線圈回路電流為I，反時(shí)針方向，回路半徑為ρ?；芈飞先o限短的一段長度dl，電流元在G上產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度為。d為微分算符，為向量。電磁場理論中的安培定律的微分形式為

2 計(jì)算實(shí)例

設(shè)某電磁爐的參數(shù)如下：工作電壓220 V，功率1～2000 W可調(diào)，設(shè)計(jì)時(shí)未加屏蔽或防輻射措施，所用烹鍋底面足夠大，大于設(shè)計(jì)規(guī)定的12 cm，且放置在與線圈導(dǎo)磁盤完全對(duì)應(yīng)的位置上（即沒有放歪）；電磁爐盤式線圈最外圈直徑17.5 cm，最內(nèi)圈直徑4 cm，共32圈；線圈總面積S為各圈面積之和；取最大功率檔1800W計(jì)算；取功率因數(shù)Cosф=0.75。求得電流 I=1800/220·0.75=10.91 A。θ角取法如下：求公式（1）右端括號(hào)內(nèi)的函數(shù)對(duì)θ的最大值，可得θ=45 °，得Sinθ=Cosθ= 0.707。當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度單位用高斯制即以Gs為單位、電流用MKS制即安培單位時(shí)，給出的電流值應(yīng)除以10后才代入計(jì)算。磁導(dǎo)率μ取高斯制單位時(shí)，其值為4π×10-3GsA/m。r從電磁盤中心點(diǎn)到觀測點(diǎn)G距離變化時(shí)，計(jì)算結(jié)果如表1。結(jié)果分析：表中第8點(diǎn)的數(shù)據(jù)表明，當(dāng)人體離開電磁爐中心距離0.5 m時(shí)，其電磁輻射為2毫高斯（0.002 Gs），即可達(dá)到美國NCRP的標(biāo)準(zhǔn)。但如以國家HJ/T241998的1Gs為標(biāo)準(zhǔn)，即使將手放在爐板上也是十分安全的。

3 結(jié)語

未加屏蔽的電磁爐在使用中確實(shí)存在電磁輻射，并在一定程度上對(duì)人體產(chǎn)生影響。影響大小視電磁體線圈電流的大小和人體到電磁爐的距離而定。應(yīng)該指出，電磁輻射對(duì)人體的傷害主要是短波、超短波，而工頻電的波長為10000 m，況且人們使用電磁爐是短時(shí)和間歇的，因此，即使有影響也是微小的。近年來市場上出現(xiàn)帶電磁輻射屏蔽裝置的電磁爐產(chǎn)品。不過，其防輻射效果如何還有待研究。

參考文獻(xiàn)

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