电磁场产生、衰减和叠加

1.电磁场定义

由法拉第电磁感应定律和马克斯维尔在其基础上推论知，在导体上施加电压后，电荷分布在导体的表面，在导体周围的空间存在着一种特殊的物质，对放在其中的任何电荷场表现为力的作用，这种特殊物质叫做电场。对电荷的作用力叫做电场力。电场本质上是看不见的可以排斥和吸引电荷的电力线。在导体上有电流通过时，导体周围的空间都要产生磁场，如果在磁场中引入载流导体，则该导体便要受到磁场力的作用。

交替变化与交替产生的电场和磁场，由近而远地传播，即波动的电磁场。电磁场是物质存在的一种特殊形式，表征电磁波属性的是电场强度和磁场强度。交变的电场产生交变的磁场，交变的磁场产生交变的电场，两者互为前提、互为结果，相互依存。在空间上两者相互垂直、同相位变化。

电磁环境指存在给定场所的所有电磁现象的总和。一般有3种典型存在形式。

（1）工频电场、工频磁场。目前我国电力供电频率为50 Hz，在导线或设备周边产生工频电磁环境，以电磁感应为主。

（2）低频电磁场。一般指1 Hz～100k Hz频率特征的电磁场，是一个较复杂的电磁环境，感应、传导、辐射几种形式共存。

（3）高频电磁场。国标《电磁辐射防护规定》（GB 8702—1988）中频率范围是指100k Hz以上的电磁环境，远场主要为辐射场。

风电场中的变电站、输变电线路一般产生工频电场、工频磁场影响。

2.电磁场的衰减

电磁波不需要依靠介质传播。电磁波传播需要能量，所以在传播的时候能量在不断减少，只有在绝对真空中传播时能量才不会降低。(www.xing528.com)

电场与磁场强度随与发生源的距离增加而急速的降低，如发生源的电压、电流消失，电磁场也会同时消失不见。电力电磁场频率低，变化缓慢。

电场很容易被屏蔽，各种形式的外覆盖层，如金属的外壳、钢筋混凝土、树木及人体皮肤等都具有相当好的屏蔽效果。电力设备如变压器、电缆等大多有金属外壳，其外面几乎没有电场，屋内式变电所的所有设备都在钢筋混凝土建筑物内，对电场屏蔽更佳。

与电场相比，磁场几乎无法屏蔽，但方向相反、大小相同的电流产生的磁场可以抵消，因此电流相同而采用三相输电的电力线较单相输电的电力线产生的磁场会小得多。

3.电磁场叠加

电场和磁场场强具有方向性，电场方向规定为正电荷在某点受的电场力方向；磁场方向规定为小磁针的北极在磁场中某点所受磁场力的方向，因此两者均为矢量场。某点处的场强为不同电磁场在该点处的合成（叠加），其合成一般采用平行四边形法则（图5-1）。

图5-1　平行四边形法则

在通常的工频电磁环境监测时，一般只能测得电磁场的水平分量和垂直分量，并通过平行四边形法则得到合成场强。