Feldphysik

Feldquellen – Feldursachen … und elektrobiologische Messungen

Die Elektrobiologie beschäftigt sich mit vorwiegend mit den Wirkungen von statischen, niederfrequenten und elektromagnetischen Feldern auf den Menschen. Um die unterschiedliche Wirkung der verschiedenen Feldarten verstehen zu können, ist es wichtig die unterschiedlichen Feldarten und Feldausbreitung sowie das Verhalten an Grenzflächen zu verstehen.
Der Begriff Feldlinie ist ein wichtiger Hilfsbegriff zum leichteren Verständnis von Feldwirkung und Feldausbreitung. Feldlinien gibt es in Wirklichkeit nicht, sie sind eine Hilfskonstruktion für Lernende, um sich die Felddarstellung und Feldausbreitung leichter vorstellen zu können. Magnetische Feldlinien sind Orte gleicher Feldstärke und werden als Isopotentiallinie oder Äquipotentiallinie bezeichnet. Im elektrischen Feld sind es die kreisförmigen Linien um die Feldquelle, während im magnetischen Feld die Feldlinien selbst die Isopotentiallinien sind.

MAGNETISCHES GLEICHFELD

Es wird auch als statisches Magnetfeld oder magnetostatisches Feld bezeichnet. Alle 3 Feldbegriffe tauchen dafür in der Literatur auf.
Statische Magnetfelder werden vorwiegend durch magnetisierte Metallteile erzeugt. Auch das Erdmagnetfeld ist ein statisches Magnetfeld. Kleinzellige, lokale Magnetfelder können das homogene (gleichförmige) Erdmagnetfeld empfindlich stören. Die Inhomogenität des Erdmagnetfeldes stellt heute das eigentlich Problem in Wohnungen und Häusern dar.
Der Feldlinienverlauf bei Magnetfelder in ist kugelförmig oder ellipsoid. Das Besondere an Magnetfeldlinien ist, dass sie keinen Anfang und kein Ende haben, oder kann jemand bei einem Kreis den Anfang (Ausgangspunkt) beschreiben? Dies ist auch bei Abschirmungen das vordringliche Problem, man kann kugelförmige oder ellipsoide Felder nicht aufheben!

ELEKTRISCHES GLEICHFELD

Es wird auch als elektrostatisches Feld oder statisches E-Feld bezeichnet. Letztere Bezeichnung ist aber weniger gebräuchlich.
Elektrostatische Felder werden durch Ladungstrennung verursacht. Dieser Vorgang wurde schon im Mittelalter entdeckt, indem man ein Tuch oder Fell an Bernstein gerieben hat. Heute begünstigen viele Kunststoffarten so z.B. Teppichböden u.a. Kunststoffbodenbeläge, Möbel, Lackflächen die Entstehung von elektrostatischen Feldern. Auf der Oberfläche entsprechender Materialien werden durch Reibung (Laufen über den Teppichboden) Ladungen angesammelt.

Niederfrequentes ELEKTRISCHES WECHSELFELD

Das elektrische Wechselfeld ist im Gegensatz zum statischen Feld ein dynamisches Feld. Es wechselt seine Spannung entsprechend seiner Frequenz von Minus auf Plus und umgekehrt.
Durch Anlegen einer Wechselspannung an eine Leitung entsteht ein elektrisches Wechselfeld. Das elektrische Wechselfeld schwankt entsprechend seiner Frequenz z.B. mit 50 Hz in Europa, 60 Hz in Übersee und der Bahnstrom mit 16 ⅔ Hz.
Dem menschlichen Körper liegt im elektrischen Wechselfeld an seiner Oberfläche eine messbare Spannung an, die von seiner Leitfähigkeit und dem jeweiligen Erdpotential bestimmt wird.

Niederfrequentes MAGNETISCHES WECHSELFELD

Das magnetische Wechselfeld entsteht erst dann, wenn Strom durch Leitungen und Geräte fließt, also erst bei Inbetriebnahme von elektrischen Verbrauchern. Die Stärke dieser Felder richtet sich nach der Menge des fließenden Stromes. Die Feldverteilung ist durch die ringförmige bzw. ellipsoide Feldausbreitung stark von der Richtung abhängig. Das Feld ist also stark räumlich orientiert (vektorisiert). Ein Magnetfeld muss entsprechend der 3 Raumkoordinaten X, Y, und Z vermessen werden. Die Feldverteilung hängt sehr von der Art der Installation oder des Gerätes ab.

Hochfrequente elektromagnetische Felder (Wellen)

Das Spektrum elektromagnetischer Wellen ist frequenzabhängig und reicht von 10 kHz bis 300 GHz. Es umfasst im Wesentlichen den Bereich von Radio-, Fernsehübertragung und mobiler Kommunikation – also alle Mobilfunknetze – sowie Satellitenkommunikation und Radarüberwachung. In diesem Spektrum liegt auch das Kochen mit der Mikrowelle, wie auch industrielle Anwendungen der Mikrowellentechnologie. Das Besonders dieses Frequenzbereiches ist, es liegt eine physikalische Koppelung von elektrischem Feld und magnetischen Feld vor. Diese Koppelung ist umso ausgeprägter je höher die Frequenz ist.

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