![Page 1: Villamosság élettani hatásai Erőterek és biológiai anyagok kölcsönhatása](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022020117/56812a77550346895d8dfe1f/html5/thumbnails/1.jpg)
Villamosság élettani hatásai
Erőterek és biológiai anyagok kölcsönhatása
Tamus Zoltán Ádám [email protected]
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi EgyetemVillamos Energetika Tanszék
Nagyfeszültségű Technika és Berendezések Csoport
![Page 2: Villamosság élettani hatásai Erőterek és biológiai anyagok kölcsönhatása](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022020117/56812a77550346895d8dfe1f/html5/thumbnails/2.jpg)
![Page 3: Villamosság élettani hatásai Erőterek és biológiai anyagok kölcsönhatása](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022020117/56812a77550346895d8dfe1f/html5/thumbnails/3.jpg)
Az elektromágneses spektrum
• Nem ionizáló sugárzások
• Ionizáló sugárzások
• Határ: 100 nm 12,4 eV
![Page 4: Villamosság élettani hatásai Erőterek és biológiai anyagok kölcsönhatása](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022020117/56812a77550346895d8dfe1f/html5/thumbnails/4.jpg)
Elektromágneses tartomány
Nem ionozó sugárzásokEf<12,4 eV
Ionozó sugárzásokEf>12,4 eV
Mikrohullámú sugárzás300 MHz<f<300 GHz
Optikai sugárzás300 GHz<f<3 PHz
Rádiófrekvenciás sugárzás300 kHz<f<300 MHz
Kisfrekvenciás erőterek0<f<300 kHz
Statikus erőterek0 Hz
LF30 kHz<f<300 kHz
VLF300 Hz<f<30 kHz
ELF0<f<300 Hz
![Page 5: Villamosság élettani hatásai Erőterek és biológiai anyagok kölcsönhatása](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022020117/56812a77550346895d8dfe1f/html5/thumbnails/5.jpg)
Ember villamos erőtérben
![Page 6: Villamosság élettani hatásai Erőterek és biológiai anyagok kölcsönhatása](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022020117/56812a77550346895d8dfe1f/html5/thumbnails/6.jpg)
Élettani hatások• Villamos erőtér által létrehozott
testáramok
![Page 7: Villamosság élettani hatásai Erőterek és biológiai anyagok kölcsönhatása](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022020117/56812a77550346895d8dfe1f/html5/thumbnails/7.jpg)
Élettani hatások• Villamos erőtér által létrehozott
testáramok
![Page 8: Villamosság élettani hatásai Erőterek és biológiai anyagok kölcsönhatása](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022020117/56812a77550346895d8dfe1f/html5/thumbnails/8.jpg)
Élettani hatások• Villamos erőtér által létrehozott
testáramok
![Page 9: Villamosság élettani hatásai Erőterek és biológiai anyagok kölcsönhatása](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022020117/56812a77550346895d8dfe1f/html5/thumbnails/9.jpg)
Élettani hatások• Villamos erőtér által létrehozott
testáramok
![Page 10: Villamosság élettani hatásai Erőterek és biológiai anyagok kölcsönhatása](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022020117/56812a77550346895d8dfe1f/html5/thumbnails/10.jpg)
Élettani hatások• Villamos erőtér által létrehozott
testáramok
![Page 11: Villamosság élettani hatásai Erőterek és biológiai anyagok kölcsönhatása](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022020117/56812a77550346895d8dfe1f/html5/thumbnails/11.jpg)
Ember mágneses erőtérben
![Page 12: Villamosság élettani hatásai Erőterek és biológiai anyagok kölcsönhatása](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022020117/56812a77550346895d8dfe1f/html5/thumbnails/12.jpg)
Élettani hatások• Mágneses erőtér által létrehozott
testáramok [mA/m2]
testrész sugár[cm]
foglalkozási500 T
lakossági100 T
szív 5 0,4 0,08fej 10 0,8 0,16
törzs 30 2,36 0,47
![Page 13: Villamosság élettani hatásai Erőterek és biológiai anyagok kölcsönhatása](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022020117/56812a77550346895d8dfe1f/html5/thumbnails/13.jpg)
RF expozíció
• Természetes RF háttérintenzitás:<1,4*10-9 W/m2
• 70-es években (USA): 50 W/m2
• nagyvárosban (svéd): 20 W/m2
• 100 W-os rádióadótól 30-40 m távolságban: 1 W/m2
![Page 14: Villamosság élettani hatásai Erőterek és biológiai anyagok kölcsönhatása](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022020117/56812a77550346895d8dfe1f/html5/thumbnails/14.jpg)
Dozimetriai egységek
![Page 15: Villamosság élettani hatásai Erőterek és biológiai anyagok kölcsönhatása](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022020117/56812a77550346895d8dfe1f/html5/thumbnails/15.jpg)
Dozimetriai egységek
• SAR (Specific Absorption Rate) W/kg, mW/g
• SA (Specific Absorption) J/kg, mJ/g
![Page 16: Villamosság élettani hatásai Erőterek és biológiai anyagok kölcsönhatása](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022020117/56812a77550346895d8dfe1f/html5/thumbnails/16.jpg)
Elnyelőképesség frekvenciafüggése-20 MHz Szubrezonáns
tartomány
20-300 MHz Rezonánstartomány
300 2000 MHz Lokáliselnyelődés
10 GHz- Felszínielnyelődés
![Page 17: Villamosság élettani hatásai Erőterek és biológiai anyagok kölcsönhatása](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022020117/56812a77550346895d8dfe1f/html5/thumbnails/17.jpg)
Élő szervezet modellje• Stolwijk modell
![Page 18: Villamosság élettani hatásai Erőterek és biológiai anyagok kölcsönhatása](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022020117/56812a77550346895d8dfe1f/html5/thumbnails/18.jpg)
Reflexió különböző rétegeken
![Page 19: Villamosság élettani hatásai Erőterek és biológiai anyagok kölcsönhatása](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022020117/56812a77550346895d8dfe1f/html5/thumbnails/19.jpg)
Behatolási mélység
![Page 20: Villamosság élettani hatásai Erőterek és biológiai anyagok kölcsönhatása](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022020117/56812a77550346895d8dfe1f/html5/thumbnails/20.jpg)
A polarizáció• A polarizáció makro-jellemzői
![Page 21: Villamosság élettani hatásai Erőterek és biológiai anyagok kölcsönhatása](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022020117/56812a77550346895d8dfe1f/html5/thumbnails/21.jpg)
A polarizáció• A polarizáció makro-jellemzői
![Page 22: Villamosság élettani hatásai Erőterek és biológiai anyagok kölcsönhatása](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022020117/56812a77550346895d8dfe1f/html5/thumbnails/22.jpg)
A polarizáció• A polarizáció fajtái
– Elektroneltolódási polarizáció (τ=10-
16…10-14 s)
![Page 23: Villamosság élettani hatásai Erőterek és biológiai anyagok kölcsönhatása](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022020117/56812a77550346895d8dfe1f/html5/thumbnails/23.jpg)
A polarizáció• A polarizáció fajtái
– Ioneltolódási polarizáció (τ=10-13…10-12 s)
![Page 24: Villamosság élettani hatásai Erőterek és biológiai anyagok kölcsönhatása](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022020117/56812a77550346895d8dfe1f/html5/thumbnails/24.jpg)
A polarizáció• A polarizáció fajtái
– Hőmérsékleti ionpolarizáció (τ=10-
4…10-2 s)
![Page 25: Villamosság élettani hatásai Erőterek és biológiai anyagok kölcsönhatása](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022020117/56812a77550346895d8dfe1f/html5/thumbnails/25.jpg)
A polarizáció
• A polarizáció fajtái– Állandó dipólusok
![Page 26: Villamosság élettani hatásai Erőterek és biológiai anyagok kölcsönhatása](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022020117/56812a77550346895d8dfe1f/html5/thumbnails/26.jpg)
A polarizáció
• A polarizáció egyéb fajtái– Hőmérsékleti orientációs polarizáció (τ=10-
10…10-6 s)– Rugalmas orientációs polarizáció (τ=10-13…
10-12 s)
![Page 27: Villamosság élettani hatásai Erőterek és biológiai anyagok kölcsönhatása](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022020117/56812a77550346895d8dfe1f/html5/thumbnails/27.jpg)
A polarizáció• A polarizáció egyéb fajtái
– Határréteg polarizáció (τ=10-3…103 s)
![Page 28: Villamosság élettani hatásai Erőterek és biológiai anyagok kölcsönhatása](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022020117/56812a77550346895d8dfe1f/html5/thumbnails/28.jpg)
• A polarizáció egyéb fajtái– Téröltéses polarizáció (τ=10-3…
103 s)
A polarizáció
![Page 29: Villamosság élettani hatásai Erőterek és biológiai anyagok kölcsönhatása](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022020117/56812a77550346895d8dfe1f/html5/thumbnails/29.jpg)
A polarizáció• A permittivitás változása a frekvencia
függvényében
![Page 30: Villamosság élettani hatásai Erőterek és biológiai anyagok kölcsönhatása](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022020117/56812a77550346895d8dfe1f/html5/thumbnails/30.jpg)
A polarizáció• A polarizációs spektrum
![Page 31: Villamosság élettani hatásai Erőterek és biológiai anyagok kölcsönhatása](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022020117/56812a77550346895d8dfe1f/html5/thumbnails/31.jpg)
A relaxáció
• Saját tehetetlenség
• Viszkozitásból származó erők
• Határfelületek
• Vezetés
![Page 32: Villamosság élettani hatásai Erőterek és biológiai anyagok kölcsönhatása](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022020117/56812a77550346895d8dfe1f/html5/thumbnails/32.jpg)
ε’’ értéke víz esetén
![Page 33: Villamosság élettani hatásai Erőterek és biológiai anyagok kölcsönhatása](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022020117/56812a77550346895d8dfe1f/html5/thumbnails/33.jpg)
Izomszövet permittivitása
![Page 34: Villamosság élettani hatásai Erőterek és biológiai anyagok kölcsönhatása](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022020117/56812a77550346895d8dfe1f/html5/thumbnails/34.jpg)
Hőatások
• Termikus (2-8 mW/g felett)
• Atermikus (0,5-2 mW/g)
• Nem termikus (0,5 mW/g alatt)
![Page 35: Villamosság élettani hatásai Erőterek és biológiai anyagok kölcsönhatása](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022020117/56812a77550346895d8dfe1f/html5/thumbnails/35.jpg)
Biológiai szövetek villamos tulajdonságai
• Nem mágneses anyagok µr~1• Dielektromos tulajdonságok
– Relatív dielektromos állandójuk (ε) nagy, erősen frekvenciafüggő› Nagy időállandójú polarizációs folyamatok
– Vezetőképességük (σ) is erősen frekvenciafüggő
• Dielektromos tulajdonságaik erősen hőmérsékletfüggőek
![Page 36: Villamosság élettani hatásai Erőterek és biológiai anyagok kölcsönhatása](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022020117/56812a77550346895d8dfe1f/html5/thumbnails/36.jpg)
Kölcsönhatás a szervezettel
Frekvencia [Hz] Korlát
0-1 áramsűrűség 1-10 M áramsűrűség
100 k-10 G hőhatás 10 G-300 G hőhatás
![Page 37: Villamosság élettani hatásai Erőterek és biológiai anyagok kölcsönhatása](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022020117/56812a77550346895d8dfe1f/html5/thumbnails/37.jpg)
Irodalom
• Horváth T. – Csernátony Hoffer A. : Nagyfeszültségű technika, Tankönyvkiadó, 1984., 217.-244.
• Mátay G. – Zombory L.: A rádiófrekvenciás sugárzás élettani hatásai és orvosbiológiai hatásai, Műegyetemi Kiadó, 2000., 31.-52.