Lauri Puranen Säteilyturvakeskus Ionisoimattoman säteilyn valvonta

Save this PDF as:

Koko: px
Aloita esitys sivulta:

Download "Lauri Puranen Säteilyturvakeskus Ionisoimattoman säteilyn valvonta"

Transkriptio

1 ELEC-E5770 Sähkömagneettisten kenttien ja optisen säteilyn biologiset vaikutukset ja mittaukset Syksy 2016 SÄHKÖ- JA MAGNEETTIKENTÄN KYTKEYTYMINEN IHMISEEN (DOSIMETRIA) Lauri Puranen Säteilyturvakeskus Ionisoimattoman säteilyn valvonta

2 Luennon sisältö kenttien kytkeytyminen kudoksiin ja soluihin kudosten ja solujen rakenne sekä koostumus permittiivisyys, johtavuus ja permeabilisuus dispersio ja polarisaatio kudoksissa kenttien kytkeytyminen kehoon kvasistaattinen alue resonanssialue pinta-absorptioalue 2

3 Kudosten ja solujen rakenne sekä koostumus Kudokset sisältävät vettä, siihen liuenneita suoloja, erilaisia orgaanisia yhdisteitä, mm. aminohappoja, hiilihydraatteja, nukleiini- ja rasvahappoja. Kudosten sähköisiin ominaisuuksiin vaikuttavat eniten vesipitoisuus (40-70 %) solurakenne Solu koostuu solulimasta ja siinä olevista soluelimistä (tuma, mitokondriot, endoplasminen kalvosto) sekä solua ympäröivästä solukalvosta, jonka muodostavat kaksi fosfolipidimolekyylikerrosta. Tuma koostuu DNA-rihmoista, joista muodostuvat kromosomit ja joissa sijaitsevat ihmisen geenit. Sähköisesti kudokset ja solut ovat sekoitus eristeitä ja johteita. 3

4 Solun ja solukalvon rakenne 4

5 Polarisaatio Aineen sisäisen sähkökentän ja varautuneiden hiukkasten väliset sähköiset vuorovaikutukset määräävät aineen sähköiset ominaisuudet. Vapaat varauksenkuljettajat liikkuvat sähkökentän suuntaan ja erimerkkisistä varauksista koostuvat hiukkaset eli dipolit pyrkivät kääntymään sähkökentän suuntaisiksi. Kudosten tärkeimpiä polarisaatiomuotoja ovat dipolipolarisaatio, esim. vesimolekyyli Maxwell-Wagnerin polarisaatio (sähköiset rajapinnat) 5

6 Solun polarisoituminen sähkökentässä 6

7 Permittiivisyys, johtavuus ja permeabilisuus Permittiivisyys kuvaa aineen kykyä varastoida ja kuluttaa sähkökentän energiaa. ' " ( r j ) 0 r 0 = tyhjiön permittiivisyys r = suhteellisen permittiivisyyden reaaliosa r = suhteellisen permittiivisyyden imaginaariosa Vapaat ionit ja polarisaatiohäviöt vaikuttavat teholliseen johtavuuteen " 0 r Pienillä taajuuksilla (< 1 MHz) kudokset ovat johteita (vapaat ionit) ja suurilla taajuuksilla häviöllisiä eristeitä (polarisaatiohäviöt). Kudoksissa ei ole magneettista materiaalia eli kudosten permeabilisuus = 0 vapaan tilan permeabilisuus. 7

8 Häviöllinen levy sähkökentässä E i d I A U I D I C I G G I U G jcu U=E i d I D + I G Yleinen levykondensaattorin yhtälö I A j U d G A d C ' 0 r A d j Levymäinen häviöllinen kappale kondensaattorilevyjen välissä A d A d ' " ' r j r U j 0 r U IG I D 0 I G = johtavuusvirta I D = kapasitiivinen siirrosvirta A d kuvaa aineen johtavuutta ja häviöllisyyttä kuvaa aineen energianvarastointikykyä 8

9 Häviöllinen levy sähkökentässä J G IG A E i johtavuusvirran tiheys J D I D A j 0 E ' r i kapasitiivisen siirrosvirran tiheys P U 2 G U d 2 Ad E 2 i V kondensaattorin tehohäviö SAR P m P V 2 E i tehohäviö massayksikköä kohti = ominaisabsorptionopeus 9

10 Dispersio kudoksissa dispersio = aallon etenemisnopeus kudoksessa riippuu taajuudesta 10

11 Polarisaatiomekanismeja 11

12 Maksakudoksen sähköiset ominaisuudet 12

13 2,,,, ) ( 1 r H L H L f f 2,, ) ( 1 ) ( 2 f f f r H L r L Debyen yhtälöt Esim. puhdas H 2 O 13 Kudosten suhteellisen permittiivisyyden ja johtavuuden muutokset taajuuden funktiona ovat monimutkaisempia.

14 Veden sähköiset ominaisuudet suolapitoisuuden funktiona (-dispersio) 0-3 % 14

15 Sähkökentän kytkeytyminen soluun (-dispersio) 15

16 Sähkökentän kytkeytyminen soluun U f r m E E i m K h 1 1 ( hc m U d m f f r ) e 2 1 1,5 i (1 ) 2 E e 1 i 1 2 e d 5 nm f / f r f 1 ( f r 2 ) E e solukalvon yli kytkeytynyt jännite K 1 = 0,75 pallomaisille soluille K 1 = 0,5 pitkulaisille soluille E e = sähkökenttä soluväliaineessa relaksaatiotaajuus pallomaisille soluille h = solun halkaisija c m = 1 µf/cm 2 sähkökenttä solukalvon sisällä (d on kalvon paksuus) solun sisäinen sähkökenttä J J e i E i e E i e e = 1 S/m i = 0,5 S/m virrantiheys soluväliaineessa virrantiheys solulimassa 16

17 Sähkökentän kytkeytyminen solu- ja tumakalvoon sekä solulimaan ja tumaan 17

18 Kudosten suhteellinen permittiivisyys taajuuden funktiona 18

19 Kudosten johtavuus taajuuden funktiona 19

20 Virran kulku hermokudoksessa pienillä taajuuksilla johtavuus riippuu merkittävästi virran suunnasta alle 1 khz taajuuksilla 20

21 Sähkö- ja magneettikenttien kytkeytyminen kehoon eri taajuusalueilla Alue Kvasistaattinen Resonanssi Pinta-absorptio Taajuus < 30 MHz MHz GHz Huom. kehon pituus </2 E ja H kytkeytyvät erikseen virta-absorptio kehon sisällä kehon tai sen osan pituus /2 resonansseja säteilylähteen puoleiset sisäelimet altistuvat kuumia pisteitä kehon sisällä (mm.päässä) absorptio muuttuu pinnalliseksi iho ja silmät altistuvat eniten 21

22 Pientaajuisen sähkökentän kytkeytyminen maassa seisovaan ihmiseen Ihmiskeho vaikuttaa merkittävästi pientaajuisen sähkökentän jakaumaan. Pintavarausten muodostama vastakkaissuuntainen sähkökenttä kumoaa ulkoisen sähkökentän melkein kokonaan kehon sisällä. Pienen pieni nettokenttä tarvitaan tuottamaan ulkoisen kentän tahdissa värähtelevä pintavaraus. E E i o taajuuksilla Hz 22

23 PIENTAAJUISEN SÄHKÖKENTÄN KYTKEYTYMINEN HOMOGEENISESSA KENTÄSSÄ SEISOVAAN IHMISEEN E s k en E o pintakenttä Q s E o s pintavaraus J s dq dt s o de dt s virrantiheys iholla J E i virrantiheys sisäosissa k en = 2-18 (maksimiarvo päässä) jalkavirta maahan 50 Hz johtavuus (S/m) veri 1,0 lihas 0,1 rasva 0,02-0,05 23

24 Pientaajuisen sähkökentän kytkeytyminen ihmisen kudosellipsoidimalliin maadoitettu eristetty 24

25 SÄHKÖKENTÄN KYTKEYTYMINEN PYÖRÄHDYSELLIPSOIDIIN ALLE 10 MHz TAAJUUKSILLA 2b E i J E o 2a E i E C o 1 C ( ε 1) N 1 1 r 1 R R K N ln K K R K E K= ( R = a/b, J E i R 2 1) alle 1 MHz taajuuksilla r i 1 oe j N 25 o vähennyskerroin depolarisaatiokerroin r << r = aksiaalisuhde o

26 Sähkökentän kytkeytyminen erimuotoisiin kudosmalleihin E i oe j N o E i = sisäinen sähkökenttä E o =ulkoinen (homog.) sähkökenttä ω =kulmataajuus σ =johtavuus N=depolarisaatiokerroin 26

27 10 kv/m sähkökentän indusoimia virrantiheyksiä ihmisen kehossa 1-3 ma/m 2 12 ma/m 2 jalat oikosulussa maahan 27

28 Pientaajuisen sähkökentän kytkeytyminen kehoon Sisäinen sähkökenttä on merkittävästi pienempi kuin ulkoinen. Suurimmat sisäiset sähkökentät syntyvät, kun jalat ovat hyvässä kontaktissa maahan ja pienimmät kentät syntyvät, kun keho on täysin eristetty maasta. Kehon koko ja muoto sekä asento vaikuttavat kehossa kulkevaan kokonaisvirtaan enemmän kuin kudosten johtavuus, kun jalat ovat hyvässä kontaktissa maahan. Kehoon syntyvien virtojen paikallinen jakauma riippuu kudosten ja elinten johtavuudesta. Pientaajuisen sähkökentän välillinen vaikutus on kosketusvirta, joka syntyy kosketettaessa sähkökentässä maasta eristettyä johtavaa kappaletta. 28

29 Pientaajuisen magneettikentän kytkeytyminen ihmiseen ja erimuotoisiin kappaleisiin Ihmiskeho ei vaikuta ulkoiseen magneettikenttään. Sisäinen ja ulkoinen magneettikenttä ovat yhtä suuria. Muuttuva magneettikenttä indusoi sähkökentän ja pyörrevirtoja Sisäinen sähkökenttä ja virrantiheys ovat suurimmillaan kehon ja kappaleen pinnalla. 29

30 Pientaajuisen magneettikentän kytkeytyminen palloon Φ = r 2 B o U = 2rE i magneettivuo induktiojännite E i r B o U = -dφ/dt - d / dt Ei ( r) 2 r Faradayn laki 1 2 db r dt Sinimuotoisella kentällä o maksimikenttä pinnalla keskellä 0 1 E ( r) r j 2 i B o 30

31 Magneettikentän kytkeytyminen pyörähdysellipsoidiin Induktiokenttä suurimmillaan B-kenttää vasten kohtisuorassa tasossa pinnalla B-kenttä xy-tasossa Indusoituva sähkökenttä keskialueella (z=0), E ( y) y a 2 a b i 2 2 Indusoituva sähkökenttä keskialueella (z=0), kun a/b>6 db Ei ( y) b dt E ( y) j o i bb o db dt o (sinimuotoinen kenttä) 31

32 Pientaajuisen magneettikentän kytkeytyminen kehoon Kookkaampien ihmisten kehoon syntyy suuremmat sisäiset sähkökentät, koska kehon sisäiset virtasilmukat ovat suuremmat. Sisäinen sähkökenttä riippuu magneettikentän suunnasta kehoon nähden. Suurin sisäinen sähkökenttä syntyy, kun magneettikenttä tulee kehon edestä tai takaa ja on kohtisuorassa kehon pituusakseliin nähden (suurin poikkipinta-ala). Pienin sisäinen sähkökenttä syntyy, kun magneettikenttä on kehon pituusakselin suuntainen (pienin poikkipinta-ala). Elimen sisäinen sähkökenttä riippuu magneettikentän suunnasta elimeen nähden. Sisäisen sähkökentän paikallinen jakauma riippuu kudosten ja elinten johtavuudesta. 32

33 Taajuuden vaikutus kehon sisäiseen altistumiseen sähkö- ja magneettikentässä laskettu maadoitetulla ihmisen pyörähdysellipsoidimallilla E on pituusakselin suuntainen H on kohtisuorassa pituusakseliin nähden johtavuus 0,2 S/m taajuudella 50 Hz ja 0,4 S/m taajuudella 1 MHz tasoaalto-olosuhteissa (E/H=613/1,63 = 377 W) sähkökenttä kytkeytyy voimakkaammin kuin magneettikenttä 33

34 SAR pyörähdysellipsoidissa E E i,e SAR E E 2 i E, E i i e i, h = ave= 2/3 lihas = 1000 kg/m 3 H E i,h SAR SAR wba, e wba, h E 2 i, e E 2 i, h 5 E i,h = pintakenttä SAR wba = SAR wba,e + SAR wba,h 34

35 Oikosulkuvirta jaloissa homogeenisessa sähkökentässä E 0 johtavaan maatasoon oikosulussa olevan ihmisen jalkojen kautta kulkeva oikosulkuvirta I sc K 2 0h fe0 h = ihmisen pituus f = taajuus K 0 = virtavakio pyörähdysellipsoidista johdettu virtavakion lauseke R N K0 2 keskikokoiselle miehelle R = 12,8 K 0 = 0,078 na/(m 2 HzVm -1 ) realistisemmilla malleilla ja mittauksilla saadut virtavakiot 0,07-0,108 na/(m 2 HzVm -1 ) malli toimii noin 30 MHz taajuuteen asti 35

36 50 Hz SÄHKÖKENTÄN INDUSOIMA VIRTA KEHOSSA 36

37 Laskentamallien käyttökelpoisuus alle 30 MHz taajuuksilla Pyörähdysellipsoidimalleilla voidaan arvioida virrantiheyksiä ja oikosulkuvirtoja maahan sekä kentän polarisaation vaikutusta absorptioon homogeenisissa kentissä. Anatomisilla ja epähomogeenisilla kehon laskentamalleilla on arvioitava koko kehon SAR ja varsinkin paikallinen SAR myös homogeenisessa kentässä, koska raajoissa on suuria paikallisia absorptioita. koko kehon SAR, paikallinen SAR, virrantiheydet ja sisäinen sähkökenttä epähomogeenisessa kentässä, esim. hyvin lähellä säteilylähdettä Epähomogeeninen kenttä aiheuttaa aina pienemmän sisäisen sähkökentän kuin homogeeninen kenttä. 37

38 SAR 10g (W/kg) SAR 10g (W/kg) Kehon SAR-jakaumia taajuuksilla MHz laskettu aikuisen miehen (Duke) numeerisella anatomisella mallilla sähkökenttä on kehon pituusakselin suuntainen Plane wave (1 W/m 2 ), SAR 10g Plane wave (1 W/m 2 ), SAR 10g MHz grounded 110 MHz grounded 150 MHz grounded MHz isolated 110 MHz isolated 150 MHz isolated Height (cm) Height (cm) maadoitettu maasta eristetty 38

39 Koko kehon keskimääräinen ominaisabsorptionopeus SAR taajuuden funktiona SAR f 2 39

40 Koon ja maakontaktin vaikutus absorptioon 40

41 Ihmisen ja rotan SAR eri polarisaatioilla 41

42 KUUMAT PISTEET Virran ahtautuminen kapeissa kehon osissa Seisovat aallot Fokusoituminen kaareutuvista rajapinnoista Puoliaaltoresonanssi (pää, silmä) Pieni antenni lähellä kehoa (matkapuhelin) Tasoaallossa suurin paikallinen SAR on eristetyssä ihmisessä noin 25-kertainen koko kehon SAR-arvoon nähden taajuuksilla MHz. 42

43 SAR (W/kg) SAR-JAKAUMA 15 cm PALLOSSA (PÄÄ) z y x r =35 = 0,7 S/m y-akselilla x-akselilla 43

44 Matkapuhelimen aiheuttama SAR-jakauma päässä Matkapuhelimen aiheuttama SAR on pinnallinen, koska pää on puhelimen lähikentässä, joka pienenee nopeasti etäisyyden kasvaessa. 44

45 SM-aallon tunkeutuminen kudokseen z E o E t H o k H t k Tunkeutumissyvyydellä E t (z)/e t (0)=0,37 (1/e) S t (z)/s t (0)=0,135 (1/e 2 ) 45

46 IHO JA IHONALAINEN KUDOS 46

47 MIKROAALLON TUNKEUTUMINEN KEHOON 10 GHz TAAJUUDELLA 47

48 Maksimi SAR iholla taajuuden funktiona 48

49 TASOAALTO KOHTAA HÄVIÖLLISEN VÄLIAINEEN E tuleva aalto 0 heijastunut aalto H 0 H k H t E t k läpäissyt aalto r E r E E t z 49

50 SAR:n ja tehotiheyden välinen yhteys pinta-absorptioalueella koko kehon SAR SAR wba P m 2 1 R SA V R 2 = tehonheijastuskerroin, S = tehotiheys, A = kehon fysikaalinen poikkipinta-ala noin kolmannes mikroaaltotehosta absorboituu kehoon koko kehon SAR pyörähdysellipsoidimallilla, kun sähkökenttä on pituusakselin suuntainen, A = ab, 2a = kehon pituus, V= 4π 3 ab SAR wba 2 31 R 4b S Samanmuotoisilla kehoilla koko kehon SAR on kääntäen verrannollinen kehon läpimittaan (2b), koska massa m kasvaa nopeammin kuin kehon poikkipinta-ala A. 50

51 Yhteenveto Kudosten sähköiset ominaisuudet määräytyvät kentän ja varautuneiden hiukkasten välisistä vuorovaikutuksista. Kudoksessa tapahtuu sähköistä polarisaatiota eli vapaat varauksenkuljettajat liikkuvat sähkökentän suuntaan ja dipolit kääntyvät sähkökentän suuntaisiksi. Kudosten permittiivisyys ja johtavuus riippuvat eniten vesimolekyylien muodostamien dipolien aiheuttamasta polarisaatiosta (dispersio) kudosnesteiden vapaiden ionien kulkeutumisesta kentän suuntaan solukalvojen polarisoitumisesta (-dispersio, < 10 MHz) Kudoksen johtavuus riippuu sen vesipitoisuudesta. Kehoon sisään syntyvään sähkökenttään vaikuttavat ulkoiset kentät ja ympäristö kehon koko ja muoto sekä kudosten sähköiset ominaisuudet Kentän kytkeytymisen taajuusalueet kvasistaattinen alue (< 30 MHz) resonanssialue ( MHz) pinta-absorptioalue (3-300 GHz) 51

= ωε ε ε o =8,853 pf/m

= ωε ε ε o =8,853 pf/m KUDOKSEN POLARISOITUMINEN SÄHKÖKENTÄSSÄ E ε,, jε r, jε, r i =,, ε r, i r, i E Efektiivinen johtavuus σ eff ( ω = = ωε ε ε o =8,853 pf/m,, r 2πf ) o Tyypillisiä arvoja radiotaajuukislla Kompleksinen permittiivisyys

Lisätiedot

PIENTAAJUISET SÄHKÖ- JA MAGNEETTIKENTÄT HARJOITUSTEHTÄVÄ 1. Pallomaisen solun relaksaatiotaajuus 1 + 1

PIENTAAJUISET SÄHKÖ- JA MAGNEETTIKENTÄT HARJOITUSTEHTÄVÄ 1. Pallomaisen solun relaksaatiotaajuus 1 + 1 Aalto-yliopisto HARJOITUSTEHTÄVIEN Sähkötekniikan korkeakoulu RATKAISUT Sähkömagneettisten kenttien ja optisen säteilyn biologiset 8.1.016 vaikutukset ja mittaukset ELEC-E770 Lauri Puranen Säteilyturvakeskus

Lisätiedot

DOSIMETRIA. Kari Jokela

DOSIMETRIA. Kari Jokela 3 DOSIMETRIA Kari Jokela SISÄLLYSLUETTELO 3.1 Yleistä... 60 3.2 Kudosten ja solujen sähköiset ominaisuudet... 60 3.3 Kenttien kytkeytyminen kehoon... 78 3.4 Kvasistaattinen alue... 81 3.5 Resonanssialue...

Lisätiedot

Lauri Puranen Säteilyturvakeskus Ionisoimattoman säteilyn valvonta

Lauri Puranen Säteilyturvakeskus Ionisoimattoman säteilyn valvonta LC-577 Sähömagneettisten enttien ja optisen säteilyn biologiset vaiutuset ja mittauset Sysy 16 PINTAAJUIST SÄHKÖ- JA MAGNTTIKNTÄT Lauri Puranen Säteilyturvaesus Ionisoimattoman säteilyn valvonta SÄTILYTURVAKSKUS

Lisätiedot

SÄHKÖMAGNEETTISTEN KENTTIEN BIOLOGISET VAIKUTUKSET JA TERVEYSRISKIT

SÄHKÖMAGNEETTISTEN KENTTIEN BIOLOGISET VAIKUTUKSET JA TERVEYSRISKIT Sähkö- ja magneettikentät työpaikoilla 11.10. 2006, Teknologiakeskus Pripoli SÄHKÖMAGNEETTISTEN KENTTIEN BIOLOGISET VAIKUTUKSET JA TERVEYSRISKIT Kari Jokela Ionisoimattoman säteilyn valvonta Säteilyturvakeskus

Lisätiedot

SÄHKÖMAGNEETTISTEN KENTTIEN BIOLOGISET VAIKUTUKSET, TERVEYSRISKIT JA LÄHTEET

SÄHKÖMAGNEETTISTEN KENTTIEN BIOLOGISET VAIKUTUKSET, TERVEYSRISKIT JA LÄHTEET Atomiteknillinen seura 28.11.2007, Tieteiden talo SÄHKÖMAGNEETTISTEN KENTTIEN BIOLOGISET VAIKUTUKSET, TERVEYSRISKIT JA LÄHTEET Kari Jokela Ionisoimattoman säteilyn valvonta Säteilyturvakeskus Ionisoimaton

Lisätiedot

Coulombin laki. Sähkökentän E voimakkuus E = F q

Coulombin laki. Sähkökentän E voimakkuus E = F q Coulombin laki Kahden pistemäisen varatun hiukkasen välinen sähköinen voima F on suoraan verrannollinen varausten Q 1 ja Q 2 tuloon ja kääntäen verrannollinen etäisyyden r neliöön F = k Q 1Q 2 r 2, k =

Lisätiedot

Laske relaksaatiotaajuus 7 µm (halk.) solulle ja 100 µm solulle.

Laske relaksaatiotaajuus 7 µm (halk.) solulle ja 100 µm solulle. TEKNILLINEN KORKEAKOULU HARJOITUSTEHTÄVÄT Sähkömagneettisten kenttien ja optisen säteilyn biologiset 31.10.2005 vaikutukset ja mittaukset 1(5) Kari Jokela Säteilyturvakeskus HARJOITUSTEHTÄVÄ 1 Laske relaksaatiotaajuus

Lisätiedot

Scanned by CamScanner

Scanned by CamScanner Scanned by CamScanner ELEC-C414 Kenttäteoria ESIMERKKIRATKAISUT 2. välikoe: 13.12.216 4. (a) Ominaisimpedanssi (merkitään Z ) on siirtojohdon ominaisuus. Se on siis eri asia kuin tasoaaltojen yhteydessä

Lisätiedot

Kapasitiivinen ja induktiivinen kytkeytyminen

Kapasitiivinen ja induktiivinen kytkeytyminen Kapasitiivinen ja induktiivinen kytkeytyminen EMC - Kaapelointi ja kytkeytyminen Kaapelointi merkittävä EMC-ominaisuuksien kannalta yleensä pituudeltaan suurin elektroniikan osa > toimii helposti antennina

Lisätiedot

N:o 294 2641. Liite 1. Staattisen magneettikentän (0 Hz) vuontiheyden suositusarvo.

N:o 294 2641. Liite 1. Staattisen magneettikentän (0 Hz) vuontiheyden suositusarvo. N:o 94 641 Liite 1. Staattise mageettiketä (0 Hz) vuotiheyde suositusarvo. Altistumie Koko keho (jatkuva) Mageettivuo tiheys 40 mt Tauluko selityksiä Suositusarvoa pieemmätki mageettivuo tiheydet saattavat

Lisätiedot

Häiriöt kaukokentässä

Häiriöt kaukokentässä Häiriöt kaukokentässä eli kun ollaan kaukana antennista Tavoitteet Tuntee keskeiset periaatteet radioteitse tapahtuvan häiriön kytkeytymiseen ja suojaukseen Tunnistaa kauko- ja lähikentän sähkömagneettisessa

Lisätiedot

RG-58U 4,5 db/30m. Spektrianalysaattori. 0,5m. 60m

RG-58U 4,5 db/30m. Spektrianalysaattori. 0,5m. 60m 1. Johtuvia häiiöitä mitataan LISN:n avulla EN55022-standadin mukaisessa johtuvan häiiön mittauksessa. a. 20 MHz taajuudella laite tuottaa 1.5 mv suuuista häiiösignaalia. Läpäiseekö laite standadin B-luokan

Lisätiedot

12. Eristeet Vapaa atomi

12. Eristeet Vapaa atomi 12. Eristeet Eristeiden tyypillisiä piirteitä ovat kovalenttiset sidokset (tai vahvat ionisidokset) ja siitä seuraavat mekaaniset ja sähköiset ominaisuudet. Makroskooppisen ulkoisen sähkökentän E läsnäollessa

Lisätiedot

ELEC C4140 Kenttäteoria (syksy 2016)

ELEC C4140 Kenttäteoria (syksy 2016) ELEC C4140 Kenttäteoria (syksy 2016) Henrik Wallén / versio 17. marraskuuta 2016 Tasoaallot, osa 2 (Ulaby 7.3, 7.5, 7.6) Tasoaallon polarisaatio Virranahtoilmiö Tehotiheys ja Poyntingin vektori 2 (18)

Lisätiedot

Kenttäteoria. Viikko 10: Tasoaallon heijastuminen ja taittuminen

Kenttäteoria. Viikko 10: Tasoaallon heijastuminen ja taittuminen Kenttäteoria Viikko 10: Tasoaallon heijastuminen ja taittuminen Tämän viikon sisältöä Todellinen aalto vai tasoaalto Desibelit Esitehtävä Kohtisuora heijastus metalliseinästä Kohtisuora heijastus ja läpäisy

Lisätiedot

Maxwell ja hänen yhtälönsä mitä seurasi?

Maxwell ja hänen yhtälönsä mitä seurasi? Maxwell ja hänen yhtälönsä mitä seurasi? Oleteaan tyhjiö: ei virtoja ei varauksia Muutos magneettikentässä saisi aikaan sähkökentän. Muutos vuorostaan sähkökentässä saisi aikaan magneettikentän....ja niinhän

Lisätiedot

Maxwell ja hänen yhtälönsä mitä seurasi?

Maxwell ja hänen yhtälönsä mitä seurasi? Maxwell ja hänen yhtälönsä mitä seurasi? Oleteaan tyhjiö: ei virtoja ei varauksia Muutos magneettikentässä saisi aikaan sähkökentän. Muutos vuorostaan sähkökentässä saisi aikaan magneettikentän....ja niinhän

Lisätiedot

ELEC C4140 Kenttäteoria (syksy 2016)

ELEC C4140 Kenttäteoria (syksy 2016) ELEC C4140 Kenttäteoria (syksy 2016) Henrik Wallén / versio 13. lokakuuta 2016 Luentoviikko 7 Dynaamiset kentät (Ulaby, luku 6) Maxwellin yhtälöt Faradayn induktiolaki ja Lenzin laki Muuntaja Generaattori

Lisätiedot

12. Eristeet Vapaa atomi. Muodostuva sähköinen dipolimomentti on p =! " 0 E loc (12.4)

12. Eristeet Vapaa atomi. Muodostuva sähköinen dipolimomentti on p =!  0 E loc (12.4) 12. Eristeet Eristeiden tyypillisiä piirteitä ovat kovalenttiset sidokset (tai vahvat ionisidokset) ja siitä seuraavat mekaaniset ja sähköiset ominaisuudet. Makroskooppisen ulkoisen sähkökentän E läsnäollessa

Lisätiedot

SMG-5250 Sähkömagneettinen yhteensopivuus (EMC) Jari Kangas Tampereen teknillinen yliopisto Elektroniikan laitos

SMG-5250 Sähkömagneettinen yhteensopivuus (EMC) Jari Kangas Tampereen teknillinen yliopisto Elektroniikan laitos SMG-5250 Sähkömagneettinen yhteensopivuus (EMC) Jari Kangas jari.kangas@tut.fi Tampereen teknillinen yliopisto Elektroniikan laitos Sähkömagnetiikka 2009 1 1 Maxwellin & Kirchhoffin laeista Piirimallin

Lisätiedot

ELEC C4140 Kenttäteoria (syksy 2015)

ELEC C4140 Kenttäteoria (syksy 2015) ELEC C4140 Kenttäteoria (syksy 2015) Henrik Wallén Luentoviiko 9 / versio 9. marraskuuta 2015 Tasoaallot, osa 2 (Ulaby 7.3, 7.5, 7.6) Tasoaallon polarisaatio Virranahtoilmiö Tehotiheys ja Poyntingin vektori

Lisätiedot

MS-A0305 Differentiaali- ja integraalilaskenta 3 Luento 10: Stokesin lause

MS-A0305 Differentiaali- ja integraalilaskenta 3 Luento 10: Stokesin lause MS-A0305 Differentiaali- ja integraalilaskenta 3 Luento 10: Stokesin lause Antti Rasila Matematiikan ja systeemianalyysin laitos Aalto-yliopisto Syksy 2016 Antti Rasila (Aalto-yliopisto) MS-A0305 Syksy

Lisätiedot

Valtioneuvoston asetus

Valtioneuvoston asetus Valtioneuvoston asetus työntekijöiden suojelemiseksi sähkömagneettisista kentistä aiheutuvilta vaaroilta Valtioneuvoston päätöksen mukaisesti säädetään työturvallisuuslain (738/2002) nojalla: 1 Soveltamisala

Lisätiedot

Aiheena tänään. Virtasilmukka magneettikentässä Sähkömagneettinen induktio. Vaihtovirtageneraattorin toimintaperiaate Itseinduktio

Aiheena tänään. Virtasilmukka magneettikentässä Sähkömagneettinen induktio. Vaihtovirtageneraattorin toimintaperiaate Itseinduktio Sähkömagnetismi 2 Aiheena tänään Virtasilmukka magneettikentässä Sähkömagneettinen induktio Vaihtovirtageneraattorin toimintaperiaate Itseinduktio Käämiin vaikuttava momentti Magneettikentässä olevaan

Lisätiedot

ELEC C4140 Kenttäteoria (syksy 2016)

ELEC C4140 Kenttäteoria (syksy 2016) ELEC C4140 Kenttäteoria (syksy 2016) Henrik Wallén / versio 8. marraskuuta 2016 Tasoaallot, osa 1 (Ulaby 7.1, 7.2, 7.4) Kenttäosoittimet Aikaharmoniset Maxwellin yhtälöt Tasoaaltoratkaisu Tasoaaltoyhtälöt

Lisätiedot

SMG-5250 Sähkömagneettinen yhteensopivuus (EMC) Jari Kangas Tampereen teknillinen yliopisto Elektroniikan laitos

SMG-5250 Sähkömagneettinen yhteensopivuus (EMC) Jari Kangas Tampereen teknillinen yliopisto Elektroniikan laitos SMG-5250 Sähkömagneettinen yhteensopivuus (EMC) Jari Kangas jari.kangas@tut.fi Tampereen teknillinen yliopisto Elektroniikan laitos Sähkömagnetiikka 2009 1 Sähköstatiikka Coulombin laki ja sähkökentän

Lisätiedot

ELEC C4140 Kenttäteoria (syksy 2015)

ELEC C4140 Kenttäteoria (syksy 2015) ELEC C4140 Kenttäteoria (syksy 2015) Henrik Wallén Luentoviiko 7 / versio 28. lokakuuta 2015 Dynaamiset kentät (Ulaby, luku 6) Maxwellin yhtälöt Faradayn induktiolaki ja Lenzin laki Muuntaja Moottori ja

Lisätiedot

BIOSÄHKÖMAGNETIIKAN FYSIKAALISIA PERUSTEITA

BIOSÄHKÖMAGNETIIKAN FYSIKAALISIA PERUSTEITA 2 BIOSÄHKÖMAGNETIIKAN FYSIKAALISIA PERUSTEITA Kari Jokela SISÄLLYSLUETTELO 2.1 Staattiset ja kvasistaattiset kentät... 28 2.2 Sähkömagneettinen aalto... 44 2.3 Ominaisabsorptionopeus... 48 2.4 Maxwellin

Lisätiedot

Tfy Fysiikka IIB Mallivastaukset

Tfy Fysiikka IIB Mallivastaukset Tfy-.14 Fysiikka B Mallivastaukset 14.5.8 Tehtävä 1 a) Lenin laki: Muuttuvassa magneettikentässä olevaan virtasilmukkaan inusoitunut sähkömotorinen voima on sellainen, että siihen liittyvän virran aiheuttama

Lisätiedot

EMC: Electromagnetic Compatibility Sähkömagneettinen yhteensopivuus

EMC: Electromagnetic Compatibility Sähkömagneettinen yhteensopivuus EMC: Electromagnetic Compatibility Sähkömagneettinen yhteensopivuus Ympäristön häiriöt Laite toimii suunnitellusti Syntyvät häiriöt Sisäiset häiriöt EMC Directive Article 4 1. Equipment must be constructed

Lisätiedot

Sähköstatiikan laskuissa useat kaavat yksinkertaistuvat hieman, jos vakio C kirjoitetaan muotoon

Sähköstatiikan laskuissa useat kaavat yksinkertaistuvat hieman, jos vakio C kirjoitetaan muotoon 30 SÄHKÖVAKIO 30 Sähkövakio ja Coulombin laki Coulombin lain mukaan kahden tyhjiössä olevan pistevarauksen q ja q 2 välinen voima F on suoraan verrannollinen varauksiin ja kääntäen verrannollinen varausten

Lisätiedot

SM-direktiivin perusteet ja altistumisrajat

SM-direktiivin perusteet ja altistumisrajat SM-direktiivin perusteet ja altistumisrajat Sähkö- ja magneettikentät työpaikoilla Tommi Alanko Työterveyslaitos Työympäristön kehittäminen Uudet teknologiat ja riskit 11.10.2006 SM-direktiivi Euroopan

Lisätiedot

Sähköstatiikka ja magnetismi Coulombin laki ja sähkökenttä

Sähköstatiikka ja magnetismi Coulombin laki ja sähkökenttä Sähköstatiikka ja magnetismi Coulombin laki ja sähkökenttä Antti Haarto.5.13 Sähkövaraus Aine koostuu Varauksettomista neutroneista Positiivisista protoneista Negatiivisista elektroneista Elektronien siirtyessä

Lisätiedot

Hakemisto. B β-dispersio 72 biofysikaalinen mekanismi 120 biologinen mekanismi 120 Bolzmannin vakio 123

Hakemisto. B β-dispersio 72 biofysikaalinen mekanismi 120 biologinen mekanismi 120 Bolzmannin vakio 123 Hakemisto A α-, β-, δ- ja γ-dispersio 69 α-dispersio 75 aallonpituus 44 aaltoimpedanssi 44 aikaharmoninen kenttä 40 aineenvaihdunta 154, 257 aistinsolu 164 aivokasvain 267, 280 aivokasvainsolu 267 aivosähkökäyrä

Lisätiedot

Mekaniikan jatkokurssi Fys102

Mekaniikan jatkokurssi Fys102 Mekaniikan jatkokurssi Fys102 Syksy 2009 Jukka Maalampi LUENTO 12 Aallot kahdessa ja kolmessa ulottuvuudessa Toistaiseksi on tarkasteltu aaltoja, jotka etenevät yhteen suuntaan. Yleisempiä tapauksia ovat

Lisätiedot

1 Johdanto Mikä tämä kurssi on Hieman taustaa Elektrodynamiikan perusrakenne Kirjallisuutta... 8

1 Johdanto Mikä tämä kurssi on Hieman taustaa Elektrodynamiikan perusrakenne Kirjallisuutta... 8 Sisältö 1 Johdanto 3 1.1 Mikä tämä kurssi on....................... 3 1.2 Hieman taustaa.......................... 4 1.3 Elektrodynamiikan perusrakenne................ 6 1.4 Kirjallisuutta...........................

Lisätiedot

2 Staattinen sähkökenttä Sähkövaraus ja Coulombin laki... 9

2 Staattinen sähkökenttä Sähkövaraus ja Coulombin laki... 9 Sisältö 1 Johdanto 3 1.1 Mikä tämä kurssi on....................... 3 1.2 Hieman taustaa.......................... 4 1.3 Elektrodynamiikan perusrakenne................ 5 1.4 Pari sanaa laskennasta......................

Lisätiedot

SATE2180 Kenttäteorian perusteet Induktanssi ja magneettipiirit Sähkötekniikka/MV

SATE2180 Kenttäteorian perusteet Induktanssi ja magneettipiirit Sähkötekniikka/MV SATE2180 Kenttäteorian perusteet nduktanssi ja magneettipiirit Sähkötekniikka/MV nduktanssin määrittäminen Virta kulkee johtimessa, jonka poikkipinta on S a J S a d S A H F S b Virta aiheuttaa magneettikentän

Lisätiedot

Fysiikka 1. Coulombin laki ja sähkökenttä. Antti Haarto

Fysiikka 1. Coulombin laki ja sähkökenttä. Antti Haarto ysiikka 1 Coulombin laki ja sähkökenttä Antti Haarto 7.1.1 Sähkövaraus Aine koostuu Varauksettomista neutroneista Positiivisista protoneista Negatiivisista elektroneista Elektronien siirtyessä voi syntyä

Lisätiedot

ELEC-A4130 Sähkö ja magnetismi (5 op)

ELEC-A4130 Sähkö ja magnetismi (5 op) ELEC-A4130 Sähkö ja magnetismi (5 op) Jari J. Hänninen 2015 16/IV V Luentoviikko 9 Tavoitteet Valon luonne ja eteneminen Dispersio Lähde: https: //www.flickr.com/photos/fastlizard4/5427856900/in/set-72157626537669172,

Lisätiedot

ELEC C4140 Kenttäteoria (syksy 2015)

ELEC C4140 Kenttäteoria (syksy 2015) ELEC C4140 Kenttäteoria (syksy 2015) Henrik Wallén Luentoviiko 1 / versio 8. syyskuuta 2015 Johdanto (ti) Merkinnät ja yksiköt Kenttä- ja lähdesuureet Maxwellin yhtälöt ja väliaineyhtälöt Aallot ja osoittimet

Lisätiedot

Elektrodynamiikan tenttitehtäviä kl 2018

Elektrodynamiikan tenttitehtäviä kl 2018 Elektrodynamiikan tenttitehtäviä kl 2018 Seuraavista 30 tehtävästä viisi tulee Elektrodynamiikka I:n loppukokeeseen 6.3.2018. Koska nämä tehtävät ovat kurssin koetehtäviä, vihjeitä niiden ratkaisemiseen

Lisätiedot

ELEC C4140 Kenttäteoria (syksy 2015)

ELEC C4140 Kenttäteoria (syksy 2015) ELEC C4140 Kenttäteoria (syksy 2015) Henrik Wallén Luentoviiko 8 / versio 3. marraskuuta 2015 Tasoaallot, osa 1 (Ulaby 7.1, 7.2, 7.4) Kenttäosoittimet Aikaharmoniset Maxwellin yhtälöt Tasoaaltoratkaisu

Lisätiedot

RATKAISUT: 22. Vaihtovirtapiiri ja resonanssi

RATKAISUT: 22. Vaihtovirtapiiri ja resonanssi Physica 9. painos (0) RATKAST. Vaihtovirtapiiri ja resonanssi RATKAST:. Vaihtovirtapiiri ja resonanssi. a) Vaihtovirran tehollinen arvo on yhtä suuri kuin sellaisen tasavirran arvo, joka tuottaa vastuksessa

Lisätiedot

23 VALON POLARISAATIO 23.1 Johdanto. 23.2 Valon polarisointi ja polarisaation havaitseminen

23 VALON POLARISAATIO 23.1 Johdanto. 23.2 Valon polarisointi ja polarisaation havaitseminen 3 VALON POLARISAATIO 3.1 Johdanto Mawellin htälöiden avulla voidaan johtaa aaltohtälö sähkömagneettisen säteiln etenemiselle väliaineessa. Mawellin htälöiden ratkaisusta seuraa aina, että valo on poikittaista

Lisätiedot

SMG-5250 Sähkömagneettinen yhteensopivuus (EMC) Jari Kangas jari.kangas@tut.fi Tampereen teknillinen yliopisto Elektroniikan laitos

SMG-5250 Sähkömagneettinen yhteensopivuus (EMC) Jari Kangas jari.kangas@tut.fi Tampereen teknillinen yliopisto Elektroniikan laitos SMG-5250 Sähkömagneettinen yhteensopivuus (EMC) Jari Kangas jari.kangas@tut.fi Tampereen teknillinen yliopisto Elektroniikan laitos Sähkömagnetiikka 2009 1 Esimerkki: Kun halutaan suojautua sähkömagneettisia

Lisätiedot

a P en.pdf KOKEET;

a P  en.pdf KOKEET; Tässä on vanhoja Sähkömagnetismin kesäkurssin tenttejä ratkaisuineen. Tentaattorina on ollut Hanna Pulkkinen. Huomaa, että tämän kurssin sisältö on hiukan eri kuin Soveltavassa sähkömagnetiikassa, joten

Lisätiedot

Pieni silmukka-antenni duaalisuus. Ratkaistaan pienen silmukka-antennin kentät v ielä käy ttämällä d uaalisuud en periaatetta.

Pieni silmukka-antenni duaalisuus. Ratkaistaan pienen silmukka-antennin kentät v ielä käy ttämällä d uaalisuud en periaatetta. Pieni silmukka-antenni duaalisuus Ratkaistaan pienen silmukka-antennin kentät v ielä käy ttämällä d uaalisuud en periaatetta. S amalla saamme my ö s silmukan läh ikentät. Käy tämme h y v äksi sitä, että

Lisätiedot

ELEC C4140 Kenttäteoria (syksy 2016)

ELEC C4140 Kenttäteoria (syksy 2016) ELEC C4140 Kenttäteoria (syksy 2016) Henrik Wallén / versio 21. marraskuuta 2016 Tasoaaltojen heijastus ja läpäisy (Ulaby 8.1 8.5) Kohtisuora heijastus ja läpäisy Tehon heijastus ja läpäisy Snellin laki

Lisätiedot

IONISOIMATTOMAN SÄTEILYN VALVONTA NIR

IONISOIMATTOMAN SÄTEILYN VALVONTA NIR IONISOIMATTOMAN SÄTEILYN VALVONTA NIR Ylitarkastaja Lauri Puranen 1 IONISOIMATON SÄTEILY Röntgensäteily Gammasäteily Alfasäteily Beetasäteily Neutronisäteily 2 MITEN IONISOIMATON SÄTEILY TUNKEUTUU JA VAIKUTTAA

Lisätiedot

RATKAISUT: 18. Sähkökenttä

RATKAISUT: 18. Sähkökenttä Physica 9 1. painos 1(7) : 18.1. a) Sähkökenttä on alue, jonka jokaisessa kohdassa varattuun hiukkaseen vaikuttaa sähköinen voia. b) Potentiaali on sähkökenttää kuvaava suure, joka on ääritelty niin, että

Lisätiedot

Fysiikka 7. Sähkömagnetismi

Fysiikka 7. Sähkömagnetismi Fysiikka 7 Sähkömagnetismi Magneetti Aineen magneettiset ominaisuudet ovat seurausta atomiydintä kiertävistä elektroneista (ytimen kiertäminen ja spin). Magneettinen vuorovaikutus Etävuorovaikutus Magneetilla

Lisätiedot

Passiiviset piirikomponentit. 1 DEE Piirianalyysi Risto Mikkonen

Passiiviset piirikomponentit. 1 DEE Piirianalyysi Risto Mikkonen DEE-11000 Piirianalyysi Passiiviset piirikomponentit 1 DEE-11000 Piirianalyysi Risto Mikkonen Passiiviset piirikomponentit - vastus Resistanssi on sähkövastuksen ominaisuus. Vastuksen yli vaikuttava jännite

Lisätiedot

4. Gaussin laki. (15.4)

4. Gaussin laki. (15.4) Luku 15 Maxwellin yhtälöt 15.1 iirrosvirta Voidaan osoittaa, että vektorikenttä on yksikäsitteisesti määrätty, jos tunnetaan sen divergenssi, roottori ja reunaehdot. Tämän vuoksi sähkö- ja magneettikenttien

Lisätiedot

SATE1120 Staattinen kenttäteoria kevät / 6 Laskuharjoitus 13: Rajapintaehdot ja siirrosvirta

SATE1120 Staattinen kenttäteoria kevät / 6 Laskuharjoitus 13: Rajapintaehdot ja siirrosvirta ATE11 taattinen kenttäteoria kevät 17 1 / 6 askuharjoitus 13: ajapintaehdot ja siirrosvirta Tehtävä 1. Alue 1 ( r1 = 5) on tason 3 + 6 + 4z = 1 origon puolella. Alueella r =. 1 Olkoon H1 3, e,5 e z (A/m).

Lisätiedot

OIKAISUJA. (Euroopan unionin virallinen lehti L 159, 30. huhtikuuta 2004)

OIKAISUJA. (Euroopan unionin virallinen lehti L 159, 30. huhtikuuta 2004) 24.5.2004 L 184/1 OIKAISUJA Oikaistaan Euroopan parlamentin ja neuvoston direktiivi 2004/40/EY, annettu 29 päivänä huhtikuuta 2004, terveyttä ja turvallisuutta koskevista vähimmäisvaatimuksista työntekijöiden

Lisätiedot

33 SOLENOIDIN JA TOROIDIN MAGNEETTIKENTTÄ

33 SOLENOIDIN JA TOROIDIN MAGNEETTIKENTTÄ TYÖOHJE 14.7.2010 JMK, TSU 33 SOLENOIDIN JA TOROIDIN MAGNEETTIKENTTÄ Laitteisto: Kuva 1. Kytkentä solenoidin ja toroidin magneettikenttien mittausta varten. Käytä samaa digitaalista jännitemittaria molempien

Lisätiedot

Magneettikenttä. Liikkuva sähkövaraus saa aikaan ympärilleen sähkökentän lisäksi myös magneettikentän

Magneettikenttä. Liikkuva sähkövaraus saa aikaan ympärilleen sähkökentän lisäksi myös magneettikentän 3. MAGNEETTIKENTTÄ Magneettikenttä Liikkuva sähkövaraus saa aikaan ympärilleen sähkökentän lisäksi myös magneettikentän Havaittuja magneettisia perusilmiöitä: Riippumatta magneetin muodosta, sillä on aina

Lisätiedot

SATE1120 Staattinen kenttäteoria kevät / 5 Laskuharjoitus 14: Indusoitunut sähkömotorinen voima ja kertausta magneettikentistä

SATE1120 Staattinen kenttäteoria kevät / 5 Laskuharjoitus 14: Indusoitunut sähkömotorinen voima ja kertausta magneettikentistä ATE112 taattinen kenttäteoria kevät 217 1 / 5 Tehtävä 1. Alla esitetyn kuvan mukaisesti y-akselin suuntainen sauvajohdin yhdistää -akselin suuntaiset johteet (y = ja y =,5 m). a) Määritä indusoitunut jännite,

Lisätiedot

SMG-1400 SMG KENTÄT JA AALLOT 2 Kriteerit tenttiin Suuriniemi

SMG-1400 SMG KENTÄT JA AALLOT 2 Kriteerit tenttiin Suuriniemi SMG-1400 SMG KENTÄT JA AALLOT 2 Kriteerit tenttiin 26.1.2009. Suuriniemi 1. Ilman perusteluja ei annettu pisteitä. Jos vastaus on oikein ja perustelu liittyy aiheeseen mutta ei mennyt ihan puikkoihin,

Lisätiedot

Sähkömagneettisten kenttien vaarat. Tarua vai totta.

Sähkömagneettisten kenttien vaarat. Tarua vai totta. Ostrobotnia 18.1. 2017 Sähkömagneettisten kenttien vaarat. Tarua vai totta. Kari Jokela Säteilyturvakeskus (tutk. prof, eläkkeellä) ICNIRP (PG-HF) Sisältö Sähkömagneettisten kenttien tunnetut vaikutukset

Lisätiedot

SEISOVA AALTOLIIKE 1. TEORIAA

SEISOVA AALTOLIIKE 1. TEORIAA 1 SEISOVA AALTOLIIKE MOTIVOINTI Työssä tutkitaan poikittaista ja pitkittäistä aaltoliikettä pitkässä langassa ja jousessa. Tarkastellaan seisovaa aaltoliikettä. Määritetään aaltoliikkeen etenemisnopeus

Lisätiedot

EUROOPAN PARLAMENTTI

EUROOPAN PARLAMENTTI EUROOPAN PARLAMENTTI 1999 2004 Konsolidoitu lainsäädäntöasiakirja 30. maaliskuuta 2004 EP-PE_TC2-COD(1992)0449C ***II EUROOPAN PARLAMENTIN KANTA vahvistettu toisessa käsittelyssä 30. maaliskuuta 2004 Euroopan

Lisätiedot

Kuva 8.1 Suoran virrallisen johtimen magneettikenttä (A on tarkastelupiste). /1/

Kuva 8.1 Suoran virrallisen johtimen magneettikenttä (A on tarkastelupiste). /1/ 8 SÄHKÖMAGNETISMI 8.1 Yleistä Magneettisuus on eräs luonnon ilmiö, joka on tunnettu jo kauan, ja varmasti jokaisella on omia kokemuksia magneeteista ja magneettisuudesta. Uudempi havainto (1820, Christian

Lisätiedot

VALON KÄYTTÄYTYMINEN RAJAPINNOILLA

VALON KÄYTTÄYTYMINEN RAJAPINNOILLA VALON KÄYTTÄYTYMINEN RAJAPINNOILLA 1 Johdanto 1.1 Valon nopeus ja taitekerroin Maxwellin yhtälöiden avulla voidaan johtaa aaltoyhtälö sähkömagneettisen säteilyn (esimerkiksi valon) etenemiselle väliaineessa.

Lisätiedot

Muuntajan toiminnasta löytyy tietoja tämän työohjeen teoriaselostuksen lisäksi esimerkiksi viitteistä [1] - [4].

Muuntajan toiminnasta löytyy tietoja tämän työohjeen teoriaselostuksen lisäksi esimerkiksi viitteistä [1] - [4]. FYS 102 / K6. MUUNTAJA 1. Johdanto Muuntajassa on kaksi eristetystä sähköjohdosta kierrettyä kelaa yhdistetty rautasydämellä ensiöpiiriksi ja toisiopiiriksi. Muuntajan toiminta perustuu sähkömagneettiseen

Lisätiedot

jonka peruslait tiivistyvät neljään ns. Maxwellin yhtälöön.

jonka peruslait tiivistyvät neljään ns. Maxwellin yhtälöön. 71 4. SÄHKÖMAGNEETTINEN AALTO Sähköön ja magnetismiin liittyvät havainnot yhdistettiin noin 1800luvun puolessa välissä yhtenäiseksi sähkömagnetismin teoriaksi, jonka peruslait tiivistyvät neljään ns. Maxwellin

Lisätiedot

FYSA220/1 (FYS222/1) HALLIN ILMIÖ

FYSA220/1 (FYS222/1) HALLIN ILMIÖ FYSA220/1 (FYS222/1) HALLIN ILMIÖ Työssä perehdytään johteissa ja tässä tapauksessa erityisesti puolijohteissa esiintyvään Hallin ilmiöön, sekä määritetään sitä karakterisoivat Hallin vakio, varaustiheys

Lisätiedot

Magnetismi Mitä tiedämme magnetismista?

Magnetismi Mitä tiedämme magnetismista? Magnetismi Mitä tiedämme magnetismista? 1. Magneettista monopolia ei ole. 2. Sähkövirta aiheuttaa magneettikentän. 3. Magneettikenttä kohdistaa voiman johtimeen, jossa kulkee sähkövirta. Magnetismi Miten

Lisätiedot

Yleistä sähkömagnetismista SÄHKÖMAGNETISMI KÄSITEKARTTANA: Varaus. Coulombin voima Gaussin laki. Dipoli. Sähkökenttä. Poissonin yhtälö.

Yleistä sähkömagnetismista SÄHKÖMAGNETISMI KÄSITEKARTTANA: Varaus. Coulombin voima Gaussin laki. Dipoli. Sähkökenttä. Poissonin yhtälö. Yleistä sähkömagnetismista IÄLTÖ: ähkömagnetismi käsitekarttana ähkömagnetismin kaavakokoelma ähkö- ja magneettikentistä Maxwellin yhtälöistä ÄHKÖMAGNETIMI KÄITEKARTTANA: Kapasitanssi Kondensaattori Varaus

Lisätiedot

Radiotekniikan perusteet BL50A0301

Radiotekniikan perusteet BL50A0301 Radiotekniikan perusteet BL50A0301 1. Luento Kurssin sisältö ja tavoitteet, sähkömagneettinen aalto Opetusjärjestelyt Luentoja 12h, laskuharjoituksia 12h, 1. periodi Luennot Juhamatti Korhonen Harjoitukset

Lisätiedot

PERMITTIIVISYYS. 1 Johdanto. 1.1 Tyhjiön permittiivisyyden mittaaminen tasokondensaattorilla . (1) , (2) (3) . (4) Permittiivisyys

PERMITTIIVISYYS. 1 Johdanto. 1.1 Tyhjiön permittiivisyyden mittaaminen tasokondensaattorilla . (1) , (2) (3) . (4) Permittiivisyys PERMITTIIVISYYS 1 Johdanto Tarkastellaan tasokondensaattoria, joka koostuu kahdesta yhdensuuntaisesta metallilevystä Siirretään varausta levystä toiseen, jolloin levyissä on varaukset ja ja levyjen välillä

Lisätiedot

Turvallinen työskentely tukiasemien lähellä

Turvallinen työskentely tukiasemien lähellä Turvallinen työskentely tukiasemien lähellä Teksti: Tommi Alanko ja Maila Hietanen Kuvat: Tommi Alanko ja Patrick von Nandelstadh TYÖTERVEYSLAITOS Työympäristön kehittäminen -osaamiskeskus Uudet teknologiat

Lisätiedot

3 Yhteenveto sosiaali- ja terveysministeriön asetuksesta (294/2002) 'ionisoimattoman säteilyn väestölle aiheuttaman altistuksen rajoittamisesta'

3 Yhteenveto sosiaali- ja terveysministeriön asetuksesta (294/2002) 'ionisoimattoman säteilyn väestölle aiheuttaman altistuksen rajoittamisesta' 3 Yhteenveto sosiaali- ja terveysministeriön asetuksesta (294/2002) 'ionisoimattoman säteilyn väestölle aiheuttaman altistuksen rajoittamisesta' Tähän lukuun on poimittu pientaajuisia sähkö- ja magneettikenttiä

Lisätiedot

ELEC C4140 Kenttäteoria (syksy 2016)

ELEC C4140 Kenttäteoria (syksy 2016) ELEC C4140 Kenttäteoria (syksy 2016) Henrik Wallén / versio 15. syyskuuta 2016 Johdanto (Ulaby 1.2 1.3) Merkinnät ja yksiköt Kenttä- ja lähdesuureet Maxwellin yhtälöt ja väliaineyhtälöt Vektorit ja koordinaatistot

Lisätiedot

Ch4 NMR Spectrometer

Ch4 NMR Spectrometer Ch4 NMR Spectrometer Tässä luvussa esitellään yleistajuisesti NMR spektrometrin tärkeimmät osat NMR-signaalin mittaaminen edellyttää spektrometriltä suurta herkkyyttä (kykyä mitata hyvin heikko SM-signaali

Lisätiedot

Euroopan yhteisöjen virallinen lehti. (Säädökset, joita ei tarvitse julkaista) NEUVOSTO

Euroopan yhteisöjen virallinen lehti. (Säädökset, joita ei tarvitse julkaista) NEUVOSTO 30. 7. 1999 FI Euroopan yhteisöjen virallinen lehti L 199/59 II (Säädökset, joita ei tarvitse julkaista) NEUVOSTO NEUVOSTON SUOSITUS, annettu 12 päivänä heinäkuuta 1999, väestön sähkömagneettisille kentille

Lisätiedot

d) Jos edellä oleva pari vie 10 V:n signaalia 12 bitin siirtojärjestelmässä, niin aiheutuuko edellä olevissa tapauksissa virheitä?

d) Jos edellä oleva pari vie 10 V:n signaalia 12 bitin siirtojärjestelmässä, niin aiheutuuko edellä olevissa tapauksissa virheitä? -08.300 Elektroniikan häiriökysymykset Kevät 006 askari 3. Kierrettyyn pariin kytkeytyvä häiriöjännite uojaamaton yksivaihejohdin, virta I, kulkee yhdensuuntaisesti etäisyydellä r instrumentointikaapelin

Lisätiedot

DEE-11110 Sähkötekniikan perusteet

DEE-11110 Sähkötekniikan perusteet DEE-11110 Sähkötekniikan perusteet Antti Stenvall Passiiviset piirikomponentit Luennon keskeinen termistö ja tavoitteet vastus käämi kondensaattori puolijohdekomponentit Tarkoitus on esitellä piiriteorian

Lisätiedot

Receiver. Nonelectrical noise sources (Temperature, chemical, etc.) ElectroMagnetic environment (Noise sources) Parametric coupling

Receiver. Nonelectrical noise sources (Temperature, chemical, etc.) ElectroMagnetic environment (Noise sources) Parametric coupling EMC Sähkömagneettinen kytkeytyminen EMC - Kytkeytymistavat ElectroMagnetic environment (Noise sources) Nonelectrical noise sources (Temperature, chemical, etc.) Conductors Capacitive Inductive Wave propagation

Lisätiedot

Sähkö- ja magneettikentät työpaikoilla. 11.10.2006, Teknologiakeskus Pripoli, Pori KENTTIEN MITTAUSPERIAATTEET JA -ONGELMAT

Sähkö- ja magneettikentät työpaikoilla. 11.10.2006, Teknologiakeskus Pripoli, Pori KENTTIEN MITTAUSPERIAATTEET JA -ONGELMAT Sähkö- ja magneettikentät työpaikoilla 11.10.2006, Teknologiakeskus Pripoli, Pori KENTTIEN MITTAUSPERIAATTEET JA -ONGELMAT Ylitarkastaja Lauri Puranen Säteilyturvakeskus 1 Esityksen sisältö SM-direktiivin

Lisätiedot

Luento 14: Periodinen liike, osa 2. Vaimennettu värähtely Pakkovärähtely Resonanssi F t F r

Luento 14: Periodinen liike, osa 2. Vaimennettu värähtely Pakkovärähtely Resonanssi F t F r Luento 14: Periodinen liike, osa 2 Vaimennettu värähtely Pakkovärähtely Resonanssi θ F µ F t F r m g 1 / 20 Luennon sisältö Vaimennettu värähtely Pakkovärähtely Resonanssi 2 / 20 Vaimennettu värähtely

Lisätiedot

Luku 23. Esitiedot Työ, konservatiivinen voima ja mekaaninen potentiaalienergia Sähkökenttä

Luku 23. Esitiedot Työ, konservatiivinen voima ja mekaaninen potentiaalienergia Sähkökenttä Luku 23 Tavoitteet: Määritellä potentiaalienergia potentiaali ja potentiaaliero ja selvittää, miten ne liittyvät toisiinsa Määrittää pistevarauksen potentiaali ja sen avulla mielivaltaisen varausjakauman

Lisätiedot

SMG KENTTÄ JA LIIKKUVA KOORDINAATISTO

SMG KENTTÄ JA LIIKKUVA KOORDINAATISTO SMG KENTTÄ JA LIIKKUVA KOORDINAATISTO LiikeJla vaiku5aa siihen, miten kentät syntyvät ja miten hiukkaset kokevat kenben väli5ämät vuorovaikutukset ja miltä kentät näy5ävät. Vara5u hiukkanen kokee sähkömagneebsen

Lisätiedot

Lineaarialgebra MATH.1040 / Piirianalyysiä 2

Lineaarialgebra MATH.1040 / Piirianalyysiä 2 Lineaarialgebra MATH.1040 / Piirianalyysiä 2 1 Seuraavat tarkastelut nojaavat trigonometrisille funktioille todistettuihin kaavoihin. sin(α + β) = sinα cosβ + cosα sinβ (1) cos(α + β) = cosα cosβ sinα

Lisätiedot

Magneettikentät. Haarto & Karhunen. www.turkuamk.fi

Magneettikentät. Haarto & Karhunen. www.turkuamk.fi Magneettikentät Haarto & Karhunen Magneettikenttä Sähkövaraus aiheuttaa ympärilleen sähkökentän Liikkuva sähkövaraus saa aikaan ympärilleen myös magneettikentän Magneettikenttä aiheuttaa voiman liikkuvaan

Lisätiedot

SMG-1400 SMG KENTÄT JA AALLOT 2 Kriteerit tenttiin Lehti, Niemimäki, Suuriniemi

SMG-1400 SMG KENTÄT JA AALLOT 2 Kriteerit tenttiin Lehti, Niemimäki, Suuriniemi SMG-1400 SMG KENTÄT JA AALLOT 2 Kriteerit tenttiin 27.11.2008. Lehti, Niemimäki, Suuriniemi Ensimmäinen tehtävä tuli arvostelluksi melko tiukasti, mikä näkyi pistekeskiarvossa 3.16: Kyllä/Ei-vastauksiin

Lisätiedot

EMC Säteilevä häiriö

EMC Säteilevä häiriö EMC Säteilevä häiriö Kaksi päätyyppiä: Eromuotoinen johdinsilmukka (yleensä piirilevyllä) silmulla toimii antennina => säteilevä magneettikenttä Yhteismuotoinen ei-toivottuja jännitehäviöitä kytkennässä

Lisätiedot

1.1 Tyhjiön permittiivisyyden mittaaminen tasokondensaattorilla

1.1 Tyhjiön permittiivisyyden mittaaminen tasokondensaattorilla PERMITTIIVISYYS Johdanto Tarkastellaan tasokondensaattoria, joka koostuu kahdesta yhdensuuntaisesta metallilevystä. Siirretään varausta levystä toiseen, jolloin levyissä on varaukset +Q ja Q ja levyjen

Lisätiedot

521384A RADIOTEKNIIKAN PERUSTEET Harjoitus 3

521384A RADIOTEKNIIKAN PERUSTEET Harjoitus 3 51384A RADIOTEKNIIKAN PERUSTEET Harjoitus 3 1. Tutkitaan mikroliuskajohtoa, jonka substraattina on kvartsi (ε r 3,8) ja jonka paksuus (h) on,15 mm. a) Mikä on liuskan leveyden w oltava, jotta ominaisimpedanssi

Lisätiedot

Aaltojen heijastuminen ja taittuminen

Aaltojen heijastuminen ja taittuminen Luku 11 Aaltojen heijastuminen ja taittuminen Tässä luvussa käsitellään sähkömagneettisten aaltojen heijastumista ja taittumista väliaineiden rajapinnalla. Rajoitutaan monokromaattisiin aaltoihin ja oletetaan

Lisätiedot

ELEC-A4130 Sähkö ja magnetismi (5 op)

ELEC-A4130 Sähkö ja magnetismi (5 op) ELEC-A4130 Sähkö ja magnetismi (5 op) Henrik Wallén Kevät 2018 Tämä luentomateriaali on suurelta osin Sami Kujalan ja Jari J. Hännisen tuottamaa Luentoviikko 8 Sähkömagneettiset aallot (YF 32) Maxwellin

Lisätiedot

Magneettikenttä ja sähkökenttä

Magneettikenttä ja sähkökenttä Magneettikenttä ja sähkökenttä Gaussin laki sähkökentälle suljettu pinta Ampèren laki suljettu käyrä Coulombin laki Biot-Savartin laki Biot-Savartin laki: Onko virtajohdin entisensä? on aina kuvan tasoon

Lisätiedot

Potentiaali ja sähkökenttä: pistevaraus. kun asetetaan V( ) = 0

Potentiaali ja sähkökenttä: pistevaraus. kun asetetaan V( ) = 0 Potentiaali ja sähkökenttä: pistevaraus kun asetetaan V( ) = 0 Potentiaali ja sähkökenttä: tasaisesti varautut levyt Tiedämme edeltä: sähkökenttä E on vakio A B Huomaa yksiköt: Potentiaalin muutos pituusyksikköä

Lisätiedot

Sähkömagneettinen induktio

Sähkömagneettinen induktio Sähkömagneettinen induktio Vuonna 1831 Michael Faraday huomasi jotakin, joka muuttaisi maailmaa: sähkömagneettisen induktion. ( Magneto-electricity ) M. Faraday (1791-1867) M.Faraday: Experimental researches

Lisätiedot

VAIHTOVIRTAPIIRI. 1 Työn tavoitteet

VAIHTOVIRTAPIIRI. 1 Työn tavoitteet Oulun yliopisto Fysiikan opetuslaboratorio Sähkö- ja magnetismiopin laboratoriotyöt AHTOTAP Työn tavoitteet aihtovirran ja jännitteen suunta vaihtelee ajan funktiona. Esimerkiksi Suomessa käytettävä verkkovirta

Lisätiedot

SATE2180 Kenttäteorian perusteet Faradayn laki ja sähkömagneettinen induktio Sähkötekniikka/MV

SATE2180 Kenttäteorian perusteet Faradayn laki ja sähkömagneettinen induktio Sähkötekniikka/MV SATE2180 Kenttäteorian perusteet Faradayn laki ja sähkömagneettinen induktio Sähkötekniikka/MV Faradayn laki E B t Muuttuva magneettivuon tiheys B aiheuttaa ympärilleen sähkökentän E pyörteen. Sähkökentän

Lisätiedot

Tietoliikennesignaalit & spektri

Tietoliikennesignaalit & spektri Tietoliikennesignaalit & spektri 1 Tietoliikenne = informaation siirtoa sähköisiä signaaleja käyttäen. Signaali = vaihteleva jännite (tms.), jonka vaihteluun on sisällytetty informaatiota. Signaalin ominaisuuksia

Lisätiedot

1.1 Magneettinen vuorovaikutus

1.1 Magneettinen vuorovaikutus 1.1 Magneettinen vuorovaikutus Magneettien välillä on niiden asennosta riippuen veto-, hylkimis- ja vääntövaikutuksia. Magneettinen vuorovaikutus on etävuorovaikutus Magneeti pohjoiseen kääntyvää päätä

Lisätiedot