Quellen und Frequenzen elektromagnetischer Felder
Das elektromagnetische Spektrum
Die Gesamtheit aller elektromagnetischen Wellen wird als elektromagnetisches Spektrum bezeichnet. Es überdeckt die niederfrequenten Felder (< 30 kHz), die hochfrequenten Felder (> 30 kHz), die infrarote Strahlung (< 3x1014 Hz), das Licht (< 8x1014 Hz), die ultraviolette Strahlung (< 3x1016 Hz) bis hin zur ionisierenden Strahlung (Röntgen- und Gammastrahlung).
Im Gegensatz zur ionisierenden Strahlung (Radioaktivität) sind die elektromagnetischen Wellen energieärmer und nicht in der Lage, Atome der Materie oder des Gewebes zu ionisieren. Hochfrequente elektromagnetische Felder wirken aber auch auf atomarer Ebene, indem sie Atome in Schwingungen versetzen oder Raumladungen (Elektronenbahnen in den Atomen) verschieben. Niederfrequente Strahlung induziert vorwiegend schwache elektrische Ströme im menschlichen Körper.
Niederfrequente Felder
Niederfrequente Felder treten vor allem auf in der Nähe von Hochspannungsleitungen, Bahnstromleitungen, Umschaltstationen sowie in unmittelbarer Nähe von Niederspannungsverteilern und elektrischen Haushaltsgeräten (z. B. Elektroherd, Fernsehgerät, Rasierapparat, Fön, Lötkolben, Bohrmaschine, Heizlüfter, Staubsauger, Heizdecken usw.).
Haushaltsgeräte (magnetisches Feld an Gehäuseoberfläche):
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Kühlschrank: |
0,1 |
- |
10 µT |
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Plattenspieler, Spülmaschine, Waschmaschine: |
1 |
- |
10 µT |
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Staubsauger, Toaster, Wäschetrockner, Heizkissen: |
1 |
- |
100 µT |
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Farbfernseher, Heizlüfter, Bohrmaschine: |
100 |
- |
500 µT |
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Küchenherd, Rasierapparat, Tischlampe: |
650 |
- |
1000 µT |
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Fön, Lötkolben (325 W), Rührwerk: |
1000 |
- |
2500 µT |
Hochspannungsleitungen (Leiterstrom ca. 1 kA); ca. 1 m über dem Boden:
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Spannung [kV] |
elektr. Feld [kV/m] |
magnet. Feld [µT] |
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110 |
0,6 - 2,2 |
5,6 - 20,1 |
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220 |
1,2 - 3,8 |
5,3 - 13,9 |
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380 |
2,5 - 6,3 |
5,2 - 12,7 |
In der Industrie wird die Technik der Hochfrequenzerwärmung vielseitig genutzt. Bei Betrieb solcher Anlagen ist das Bedienungspersonal den Streufeldern dieser Anlagen ausgesetzt. Die Magnetfeldstärke kann in unmittelbarer Nähe dieser Anlagen mehrere mT betragen, nimmt jedoch mit der Entfernung stark ab (z. B. bei einer Frequenz von 10 kHz, Leistung 120 kW: in unmittelbarer Nähe ca. 4 mT; in 0,5 m Abstand ca. 40 µT oder 0,04 mT).
Grenzwerte für magnetische Wechselfelder bzw. magnetische Flussdichte (50 Hz)
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20 nT |
IGEF-Empfehlung |
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100.000 nT |
Aktueller Grenzwert der 26. Bundesimmissionsschutz-Verordnung |
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500.000 nT |
Grenzwert der ICNIRP an Arbeitsplätzen (täglicher, ständiger Aufenthalt) |
Grenzwerte für elektrische Wechselfelder (50 Hz)
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1 V/m |
IGEF-Empfehlung |
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5.000 V/m |
Aktueller Grenzwert der 26. Bundesimmissionsschutz-Verordnung |
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10.000 V/m |
Grenzwert der ICNIRP an Arbeitsplätzen (täglicher, ständiger Aufenthalt)
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Einheiten-Umrechnung:
nT = Nanotesla in µT = Microtesla und mT = Millitesla
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1 nT |
0,001 µT |
0,000.001 mT |
Einheiten-Umrechnung:
T = Tesla in G = Gauss und Oe = Oersted
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1 T |
10.000 G |
10.000 Oe |
Frequenzangaben
Die zeitliche Veränderung (Frequenz) von elektromagnetischen Feldern wird in Schwingungen pro sec. ausgedrückt. Die Einheit ist hier
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1 Hz (Hertz) |
= |
1 Schwingung pro sec. | ||
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1 kHz (Kilo-Hertz |
= |
103 Hz |
= |
1 Tausend Hertz |
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1 MHz (Mega-Hertz) |
= |
106 Hz |
= |
1 Million Hertz |
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1 GHz (Giga-Hertz |
= |
109 Hz |
= |
1 Milliarde Hertz |
Hochfrequente Felder (elektromagnetische Wellen)
Hier bestehen folgende Anwendungsgebiete:
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bis |
3 MHz |
Rundfunk, Radionavigation | |
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3 |
- |
30 MHz |
Industrie (Schweißen, Polymerisierung), Medizin, Rundfunk |
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30 |
- |
300 MHz |
Rundfunk, Fernsehen, Radar |
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300 |
- |
3000 MHZ |
Fernsehen, Radar, Richtfunk, Mikrowellenherde, Mobilfunk |
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3 |
- |
30 GHz |
Radar, Richtfunk, Satelliten |
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30 |
- |
300 GHz |
Radioastronomie, Radiometeorologie |
Frequenzen, Wellenlängen, Frequenzbandbezeichnungen
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Frequenz: |
Wellenlänge: |
Band: |
Hochfrequenzbereich bis zu 3,5 GHz
Frequenzmodulierte Sender (FM):
Langwellen-Tonrundfunk (148,5 - 255 kHz)
Mittelwellen-Tonrundfunk (526 kHz - 1,6 MHz)
Amateurfunk (ab 1,8 MHz)
UKW-Tonrundfunk (87,5 - 108 MHz)
BOS-Dienste (Behörden, Organisation- und Sicherungsaufgaben, Katastrophenschutz u.a.)
Funkrufdienste
Amplitudenmodulierte Sender (AM):
- Bildsteuersignale Fernsehen (174 - 223 MHz und 470 - 790 MHz)
- Kurzwellen-Tonrundfunksender (3,9 MHz - 26,1 MHz)
Periodisch gepulste Sender (PM):
- T-DAB (Terrestrial Digital Audio Broadcasting) (223 - 230 MHz, gepulst mit 10,4 Hz)
- TETRA (Trans European Trunked Radio) (380 - 383 MHz, Mobilteil gepulst mit 17,6 Hz)
- TETRA (Trans European Trunked Radio ) (390 - 393 MHz, Basisstation gepulst mit 70,6 Hz)
- TETRA (Trans European Trunked Radio) (870 - 876 MHz)
- D- Mobilfunk-Netze (890 - 960 MHz, Mobilteil und Basisstation gepulst mit 108,5 Hz Half-Rate, 217 Hz Full-Rate, Organisationskanal mit 1736 Hz gepulst)
- T-DAB (Terrestrial Digital Audio Broadcasting) (1.452 - 1.467,5 MHz gepulst mit 41,7 Hz)
- E-Mobilfunknetze (1.710 - 1880 MHz, Mobilteil und Basisstation gepulst mit 217 Hz Full-Rate, Organisationskanal mit 1736 Hz gepulst)
- DECT-Schnurlostelefone (1.880 - 1.900 MHz, gepulst mit 100 Hz)
- UMTS -Mobilfunk (1920 - 1985 MHz, 6 Anbieter - Mobilteil und Basisstation gepulst mit 217 Hz Full-Rate, Organisationskanal mit 1736 Hz gepulst)
- Drahtlose LAN (Local Area Network) (2.400 - 2.483 MHz Frequenzhopping mit 1.600 Hz)
- Mikrowellenherd (2.450 MHz - gepulst mit 50 Hz)
- Nahbereichs- und Rundsichtradare (2.700 - 3.400 MHz, gepulst mit ca. 600 - 1200 Hz)
Einheiten-Umrechnungen
W/m² = Watt pro Quadratmeter, mW/cm² = Milliwatt pro Quadratzentimeter, µW/cm² = Microwatt pro Quadratzentimeter
Umrechnung zwischen W/m² und mW/m²
1 W/m² = 1.000 mW/m²
Umrechnung zwischen mW/m² und µW/m²
1 mW/m² = 1.000 µW/m²
Umrechnung zwischen µW/m² und nW/m²
1 µW/m² = 1.000 nW/m²
Umrechnung zwischen nW/m² und pW/m²
1 nW/m² = 1.000 pW/m²
Umrechnung zwischen mW/m² und µW/cm²
1 mW/m² = 0,1 µW/cm²
Umrechnung zwischen µW/cm² und mW/m²
1 µW/cm² = 10 mW/m²
Umrechnung zwischen W/m² und nW/cm²
0,01 W/m2 = 1.000 nW/cm²
0,001 W/m2 = 100 nW/cm²
0,0001 W/m2 = 10 nW/cm²
0,00001 W/m2 = 1 nW/cm²
0,000001 W/m2 = 0,1 nW/cm²
0,00000001 W/m2 = 0,001 nW/cm²