Einführung

Elektromagnetische Felder

Die physikalischen Größen Frequenz f und Wellenlänge λ sind über die Lichtgeschwindigkeit

c = λ * f

miteinander verknüpft. Diese drei Größen stellen die Hauptcharakteristika der elektromagnetischen Welle dar.

Die Felder von 0 Hz bis zum UV besitzen keine ausreichende Energie, um Moleküle zu dissoziieren oder zu ionisieren und werden deshalb unter der Bezeichnung nichtionisierende Strahlung zusammengefasst. In diesem Bereich liegen die elektromagnetischen Felder mit den in der folgenden Tabelle aufgeführten Frequenzbereichen.

Eigenschaften und Wirkungen

Man unterscheidet zwischen diesen Frequenzbereichen, weil sich sowohl die Eigenschaften als auch die Wirkungen und dementsprechend auch die Anwendungen voneinander unterscheiden. Es wird unterteilt in

• statische oder Gleichfelder (Erdmagnetfeld, Magnetresonanztomograph),
• niederfrequente Wechselfelder (16 ²/₃ Hz: Betrieb Bahnanlagen, 50 Hz: Stromversorgung) und
• hochfrequente Wechselfelder (30 kHz bis 300 GHz: Radio- und Fernsehsender, Mobilfunk-, Radarsysteme).

Für medizinische und andere Anwendungen sind insbesondere folgende Frequenzen zugelassen: 27 MHz, 40 MHz, 2,4 GHz.

Wichtige Anwendungen von elektrischen, magnetischen und elektromagnetischen Feldern in der Industrie sind Verfahren wie Trocknen, Schweißen, Vulkanisieren, Garen, Härten.

Feldarten

Es gibt zwei Feldarten: das elektrische und das magnetische Feld. Das elektrische Feld wird durch ruhende Ladungen gleicher oder unterschiedlicher Polarität, das magnetische Feld durch bewegte Ladungen (fließende Ströme) erzeugt. Elektrische und magnetische Felder niedrigerer Frequenzen bis etwa 10 kHz sind an ihre Quelle gebunden und müssen getrennt behandelt werden. Felder mit höheren Frequenzen können sich von der Quelle ablösen und als Wellen im Raum ausbreiten, diese Felder werden als elektromagnetische Felder bezeichnet.

Die folgende Abbildung gibt einen Überblick über Wellenlängen, Frequenzen, Strahlungsarten und Anwendungen elektromagnetischer Felder.

Abbildung 7.7-1. Wellenlängen, Frequenzen und Anwendungen elektromagnetischer Wellen beziehungsweise Felder.