1. No category

»Mladi za napredek Maribora 2010«
27. srečanje
Osnovna šola Slave Klavore Maribor
VARNE TOČKE
Raziskovalno področje: Fizika
Inovacijski predlog
Mentorica: Nevenka JAKOPIČ-PIJANMANOV
Januar, 2010
Avtor: Jan KORDEŽ
KAZALO
ZAHVALA ............................................................................................ 2
1 UVOD ................................................................................................... 3
1.1 Hipoteze ............................................................................................. 3
2 TEORETIČNI DEL ............................................................................... 4
2.1 Električna polja ................................................................................... 4
2.2 Magnetna polja ................................................................................... 4
2.3 Elektromagnetna sevanja ...................................................................... 4
2.4 Vpliv EMS na zdravje ........................................................................... 4
3 RAZISKOVALNI DEL .......................................................................... 5
3.1 Anketa ............................................................................................. 5
3.1.1 Opis raziskovalnega dela .................................................................. 5
3.1. 2 Rezultati raziskovalnega dela ............................................................ 5
3.2 Meritev EMS v učilnici …………………….……………….…………… 9
3.2.1 Opis raziskovalnega dela .................................................................. 9
3.2.2 Rezultati raziskovalnega dela ........................................................... 11
4 ZAKLJUČEK ..................................................................................... 13
4.1 Potrjene in ovržene hipoteze ………………………………………………………...13
4.2 Moja inovacijska predloga ..…………………….………………………… 15
5 INTERNETNI VIRI IN LITERATURA ................................................. 16
5.1 Internetni viri .................................................................................... 16
5.2 Literatura ......................................................................................... 16
6 PRILOGA ...…………... …………………………………………………. 17
6.1 Anketa ………….…………………………………………………………………… 17
ZAHVALA
Zahvaljujem se podjetju Ekosystem d.o.o. za pomoč pri merjenju. Brez njihove pomoči ne bi
opravil meritev, ki so bile ključnega pomena za raziskovanje.
1 UVOD
Inovacijskega predloga Varne točke sem se lotil, ker me zanima, kako na nas vpliva
vsakodnevno izpostavljanje elektromagnetnemu sevanju. Moj namen je, da ugotovim, kje
elektromagnetnega sevanja ni ali pa je tako majhno, da na nas ne vpliva. Kolikšno je dejansko
sevanje v učilnici, bom raziskoval s pomočjo merjenja elektromagnetnega sevanja z
analizatorjem in sondo. Ugotovil bom, kolikšno sevanje je v bližini določenih naprav. Kaj o
sevanju menijo učenci osmega in devetega razreda, bom raziskoval z anketo na naši šoli. S
pomočjo ankete bom ugotovil, če so učenci že slišali za elektromagnetno sevanje, koliko vedo
o njem, kako bi ocenili svojo izpostavljenost sevanju, in če menijo, da so bili kadarkoli ali
kjerkoli izpostavljeni sevanju, ki lahko povzroči trajne posledice.
1.1 Hipoteze
Pred raziskovanjem sem postavil hipoteze. Temeljijo na mojem trenutnem poznavanju
elektromagnetnega sevanja (EMS).
H1: Različne naprave različno sevajo.
H2: Bliže kot smo viru elektromagnetnega sevanja, večje je sevanje.
H3: Mobilni telefon med klicem seva najmanj 2-krat toliko kot v stanju pripravljenosti.
H4: Vklopljene luči sevajo bolj kot izklopljene.
H5: Nenehno izpostavljanje elektromagnetnemu sevanju lahko povzroči trajne posledice.
H6: V vseh predelih učilnice je sevanje pod dovoljeno mejo.
Ko bo raziskovanje končano, bom lahko hipoteze ovrgel ali potrdil.
2 TEORETIČNI DEL
2.1 Električna polja
Električne sile delujejo na daljavo. Prostor okoli naelektrenega telesa, v katerem zaznamo
delovanje električnih sil, imenujemo električno polje. Električno poljsko jakost merimo z
enoto volt na meter (V/m). Električno polje je prisotno, ko je naprava priključena na vir
električne energije in je včasih tudi prisotno, ko naprava ne deluje, je pa povezana z izvorom
napajanja. Z oddaljevanjem od izvora zelo hitro izgubi moč.
2.2 Magnetna polja
Silo, ki jo povzroča magnet, imenujemo magnetna sila. Prostor v katerem zaznamo magnetno
silo, imenujemo magnetno polje. Gostoto magnetnega polja merimo z enotama gauss (G) ali
tesla (T). Magnetna polja pa so prisotna samo, kadar zaradi prisotnosti električnega polja steče
tok, torej ko je naprava v delujočem stanju. Z oddaljevanjem od izvora zelo hitro izgubi moč.
2.3 Elektromagnetna sevanja
Elektromagnetna sevanja delimo na nizkofrekvenčna in visokofrekvenčna elektromagnetna
sevanja. Glavni viri nizkih frekvenc 50 Hz so umetni viri EMS, to pa so transformatorske
postaje in vse naprave, ki za svoje delovanje uporabljajo električno energijo (gospodinjski
aparati, računalniki, protivlomne naprave,...). Viri visokih frekvenc so mobilni telefoni, bazne
postaje, radijski oddajniki,… Poznamo tudi mejne vrednosti. Meja efektivne vrednosti
električne poljske jakosti (E) v I. območju je 500 V/m, meja efektivne vrednosti gostote
magnetne poljske jakosti (B) za I. območja pa je 10 µT. Iz poročil meritev je mogoče razbrati,
da so vrednosti območij urejene z Uredbo o elektromagnetnem sevanju v naravnem in
življenjskem okolju (Ur. l. RS, št.: 70/96):
- 4. člen, tabela 1: Mejne efektivne vrednosti električne poljske jakosti
- 4. člen, tabela 2: Mejne efektivne vrednosti gostote magnetnega pretoka.
(Poročilo o meritvah neioniziranih elektromagnetnih sevanj, 2010, str. 3)
2.4 Vpliv EMS na zdravje
Da bi ugotovili, če EMS vpliva na zdravje, so potrebne dolgotrajne raziskave. O vplivih EMS
na zdravje so opravljene številne raziskave, zanesljivih dokazov, da je prav EMS povzročitelj
določenih obolenj, pa še ni. Prav zato strokovnjaki na tem področju uporabljajo izraz
tveganje: čim večje je tveganje, tem večja je verjetnost, da bo posameznik zbolel za neko
boleznijo.
3 RAZISKOVALNI DEL
3.1 Anketa
3.3.1 Opis raziskovalnega dela
Svoje mnenje in pričakovanja meritev EMS sem strnil v obliki hipotez. Zanimalo pa me je,
kakšna so mnenja učencev naše šole o EMS. Anketiral sem učence osmih in devetih razredov.
Zraven mnenja sem preveril še njihovo znanje. Razdelil sem 63 anketnih vprašalnikov.
3.3.2Rezultati raziskovalnega dela
Si že kdaj slišal za izraz elektromagnetno sevanje?
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
69,8 odstotka
učencev je že slišalo
za elektromagnetno
sevanje.
da
ne
Zapiši nekaj naprav/predmetov, za katere misliš, da sevajo elektromagnetno valovanje.
20
15
10
5
0
mobitel
televizor
računalnik
vse električne
naprave
drugo
Učenci vedo, katere naprave sevajo. Izpostavil bi lahko mobitel, računalnik in televizor.
Oceni izpostavljenost (5 največja izpostavljenost, 1 najmanjša)
25
20
15
10
5
0
nisem
izpostavljen
1
2
3
4
5
ne vem
Učenci so ocenjevali svojo izpostavljenost sevanju v vsakdanjem življenju z ocenami od 1
(najmanjša izpostavljenost) do 5 (največja izpostavljenost). 34,9 odstotka učencev je
podalo oceno 3. Kar 20 učencev (31,7 odstotka) je odgovorilo z ne vem, po čemer
sklepam, da o tem niti ne razmišljajo.
Ali meniš, da različne naprave različno sevajo?
60
Skoraj vsi anketiranci so
mnenja, da različne
naprave različno sevajo.
50
40
30
20
10
0
da
ne
ne vem
Ali meniš, da je sevanje odvisno od razdalje do naprave?
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
S tem, da je sevanje
odvisno od razdalje do
naprave, se strinja 40
učencev, kar je 63,5
odstotka.
da
ne
ne vem
Če si v prejšnjem vprašanju odgovoril z da, utemelji kako.
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
Večja kot je razdalja, večje je sevanje.
Manjša kot je razdalja, večje je sevanje.
ni odgovorilo
22 vprašanih (34,9 odstotka) je pravilno ugotovilo, da je sevanje večje, če
smo bliže viru.
Če misliš, da si sevanju izpostavljen, napiši naprave/predmete, za katere
meniš, da najbolj sevajo.
40
30
20
10
0
televizor
računalnik
telefon
drugo
ne vem
Njihovo mnenje je, da
najbolj sevajo televizor,
računalnik in telefon,
kar 47,6 odstotka
učencev pa na to
vprašanje ni znalo
odgovoriti.
Ali meniš, da je sevanje mobilnega telefona v stanju pripravljenosti nad dovoljeno mejo?
35
30
25
20
15
10
5
0
da
ne
ni odgovorilo
S tem, da je sevanje mobilnega telefona v stanju pripravljenosti nad dovoljeno mejo, se
strinja 52,4 odstotka anketiranih, 44,4 odstotka jih je nasprotnega mnenja.
Kolikšno meniš, da je sevanje mobilnega telefona med klicem, glede na stanje pripravljenosti?
25
20
15
10
5
0
Zanemarljivo večje, kot 2-krat tolikšno kot v
v stanju pripravljenosti stanju pripravljenosti
3-krat tolikšno kot v
stanju pripravljenosti
Več kot 3-krat tolikšno
kot v stanju
pripravljenosti
ni odgovorilo
23 učencev (36,5 odstotka) meni, da je sevanje mobilnega telefona v stanju pripravljenosti
zanemarljivo večje kot med klicem, 20 (31,7 odstotka) učencev je mnenja, da je sevanje 2-krat večje.
Ali meniš, da si bil kjerkoli ali kadarkoli izpostavljen elektromagnetnemu sevanju, ki lahko povzroči trajne
posledice?
35
30
25
20
15
10
5
0
da
ne
ni odgovorilo
Slaba polovica anketiranih (41,2 odstotka) meni, da je že bila izpostavljena sevanju, ki lahko
povzroči trajne posledice, 33 (52,3 odstotka) pa jih meni, da niso bili.
3.2 Meritev EMS v učilnici
3.2.1 Opis raziskovalnega dela
Da bom prišel do točnih podatkov EMS v našem okolju, sem se odločil za merjenje sevanja v
naravoslovni učilnici. Strokovnjak iz podjetja Ekosystem je prinesel potrebne naprave.
Naprave, ki jih je uporabljal, so zelo drage in občutljive, zato je večino meritev opravil on.
Meni je dovolil samo premikanje sond. Merili smo s pomočjo analizatorja, sonde za
nizkofrekvenčna električna polja in sonde za visokofrekvenčna električna polja. Naprava meri
povprečne vrednosti v 30 sekundah.
Analizator za merjenje EMS.
Sonda nizkofrekvenčnega električnega polja je usmerjena proti monitorju.
Sam sem večji del meritev preživel v vlogi zapisovalca.
Sonda visokofrekvenčnih električnih polj, usmerjena proti mobilnima telefonoma.
3.2.2 Rezultati raziskovalnega dela
NAPRAVA/PREDMET
Stikalni blok
VIŠINA ODDALJENOST
(cm)
(cm)
130
50
Stikalni blok
Stikalni blok
Stikalni blok
130
130
0
0
20
50
Stikalni blok
0
50
E
(V/m)
14,3
B
(µT)
0,61
OPOMBE
B za 0,44 µT presega dovoljeno mejo (10
333,6 10,44 µT).
50,6 1,15
3,9 0,02 Analizator usmerjen navzdol.
Analizator usmerjen proti stikalnemu
4,5 0,02 bloku.
Najbolj me je presenetilo, da gostota magnetnega pretoka pri razdalji 0 cm presega dovoljeno
mejo za 0,44 µT. Tudi električna poljska jakost je v primerjavi z drugimi napravami visoka, in
sicer 333,6 V/m.
Prikaz merjenja EMS stikalnega bloka na razdalji 0 cm. (Povzeto po: Poročilo o meritvah
neioniziranih elektromagnetnih sevanj, 2010, str. 9)
NAPRAVA/PREDMET
Osebni računalnik
Osebni računalnik
VIŠINA ODDALJENOST
(cm)
(cm)
0
0
0
0
E
(V/m)
26,22
7,8
B
(µT)
OPOMBE
0,7 Analizator usmerjen proti monitoju.
0,33 Analizator usmerjen proti transformatorju.
Meritve sevanja pri osebnem računalniku me niso presenetile, mogoče sem pričakoval le
nekoliko večje sevanje monitorja.
NAPRAVA/PREDMET
Luč
Luč
VIŠINA ODDALJENOST
(cm)
(cm)
0
0
0
0
E
(V/m)
1,03
1,03
B
(µT)
OPOMBE
0,02 Vklopljena luč.
0,02 Izklopljena luč.
Izjemna ugotovitev je bila, da med sevanjem vklopljenih in izklopljenih luči ni razlike.
Pričakoval sem veliko razliko.
NAPRAVA/PREDMET
Električna inštalacija
Električna inštalacija
VIŠINA ODDALJENOST
(cm)
(cm)
100
50
100
0
E
(V/m)
3,4
47,3
B
(µT)
0,04
0,09
OPOMBE
Sevanje električne inštalacije je veliko. Inštalacija je pod klopmi, kar pomeni, da so učenci
več ur na teden izpostavljeni sevanju.
NAPRAVA/PREDMET
Televizor (vklopljen)
Televizor (vklopljen)
VIŠINA ODDALJENOST
(cm)
(cm)
130
50
130
20
E
(V/m)
83,5
265,9
B
(µT)
OPOMBE
0,02 Analizator usmerjen stran od televizorja.
0,06 Analizator usmerjen proti televizorju.
Za vklopljen televizor sem pričakoval veliko sevanje, sevanje na razdalji 20 cm se mi zdi
kljub temu visoko.
NAPRAVA/PREDMET
Kamera
VIŠINA ODDALJENOST
(cm)
(cm)
0
10
E
(V/m)
290
B
(µT)
0,03
OPOMBE
Kamera v primerjavi z drugimi napravami močno seva. To predstavlja nevarnost za ljudi, ki
veliko snemajo, npr. poklicne snemalce.
NAPRAVA/PREDMET
Mobilni telefon
Mobilni telefon
VIŠINA ODDALJENOST
E
(cm)
(cm)
(V/m)
0
0 /
0
0 /
B
(µT)
OPOMBE
0,22 Stanje pripravljenosti.
0,25 Med klicem.
Telefon med klicem seva zanemarljivo močneje (0,03 µT) kot v stanju pripravljenosti. Bolje
je, če telefona nimamo pri telesu, npr. v žepu.
4 ZAKLJUČEK
4.1 Ovržene in potrjene hipoteze
V zaključku bom ovrgel ali potrdil hipoteze in predstavil zaključne ugotovitve.
H1: Različne naprave različno sevajo.
Hipotezo sem potrdil. Rezultati meritev so bili za vsako napravo drugačni.
H2: Bliže kot smo viru elektromagnetnega sevanja, večje je sevanje.
Hipotezo sem potrdil. Pri vseh napravah je manjša oddaljenost od vira pomenila večje
sevanje, večja oddaljenost od vira pa manjše sevanje.
H3: Mobilni telefon med klicem seva najmanj 2-krat toliko kot v stanju pripravljenosti.
Hipotezo sem ovrgel. Meritve so pokazale, da je sevanje mobilnega telefona med klicem
večje za 0,3 µT, kar je zanemarljivo.
H4: Vklopljene luči sevajo bolj kot izklopljene.
Hipotezo sem ovrgel. Meritve so pokazale, da je sevanje vklopljenih in izklopljenih luči
enako.
H5: Nenehno izpostavljanje elektromagnetnemu sevanju lahko povzroči trajne posledice.
Hipoteze nisem mogel ovreči ali potrditi. 26 anketiranih učencev meni, da so bili izpostavljeni
sevanju, ki lahko povzroči trajne posledice, 33 jih je nasprotnega mnenja. Tudi strokovnjaki
imajo o tem različna mnenja.
H6: V vseh predelih učilnice je sevanje pod dovoljeno mejo.
Hipotezo sem ovrgel. Na žalost sevanje stikalnega bloka v učilnici presega dovoljeno mejo.
Prišel sem do zaključne ugotovitve:
Za resno raziskavo bi morali izvajati dolgotrajne meritve EMS in ugotavljati njihov vpliv na
zdravje človeka. Mogoče mi bo to kdaj omogočeno. Pred elektromagnetnim sevanjem nismo
nikjer varni, saj sama Zemlja seva. Manjše tveganje za posledice pa imamo, če se zadržujemo
na območjih, kjer je elektromagnetno sevanje majhno. To so območja, na katerih ni vplivov
umetnih virov.
Na priloženih grafih je vidno, katere naprave sevajo bolj in katere manj.
Iz meritev je razvidno, da najmočneje sevata kamera in televizor.
Gostota magnetnega pretoka (B) v qT
0,80
0,70
0,60
0,50
0,40
B (qT)
0,30
0,20
0,10
0,00
Kamera
Televizor
Osebni
(vklopljen) računalnik
Stikalni
blok
Električna
inštalacija
Luč
Mobilni
telefon
Električna poljska jakost (E) v V/m
350,0
300,0
250,0
200,0
E (V/m)
150,0
100,0
50,0
0,0
Kamera
Televizor
(vklopljen)
Osebni
Stikalni blok
računalnik
Električna
inštalacija
Luč
4.2 Moja inovacijska predloga
Svoje raziskovanje lahko strnem v dva predloga za varnejše bivanje v prostorih. Učenci naše
šole naj se ne naslanjajo na stikalni blok v naravoslovni učilnici, ker so v tem primeru
izpostavljeni sevanju, ki je nad dovoljeno mejo. Gospo ravnateljico sem s tem seznanil in
predlagam, da ob blok to prepoved tudi zapiše. Vsem učencem šole pa predlagam, da se brez
potrebe ne zadržujejo v neposredni bližini električnih naprav, saj je tam tveganje višje.
INTERNETNI VIRI IN LITERATURA
Internetni viri:
http://sl.wikipedia.org/wiki/Elektromagnetno_valovanje
http://www.forum-ems.si/
http://www.siq.si/index.php?id=1535
http://www.enaa.com/oddelki/foto/Assets/product_images/Sonydigitalna_video_kamera_DC
R_SR77.jpg
http://images.businessweek.com/ss/06/05/mammoth_tvs/image/ln-s8281d-82--lcd-tv.jpg
http://imshopping.rediff.com/pixs/productsearch/product_images/desktop_computer/HPPavilion-a6125.jpg
http://www.rinrstrela.si/slike/stikalni_bloki_w.jpg
http://img.bolha.com/images/image/ab/36/_45a513cc99f25.jpg
http://www.bartec.si/slovenia/images/products/elequipment/EqCleanRooms.jpg
http://www.dnevnik.si/uploads/articles/m-dnevnik.png
Literatura:
Poročilo o meritvah neioniziranih elektromagnetnih sevanj, 2010
Ur. l. RS, št.: 70/96
Milan Ambrožič, Erik Karič, Samo Kralj, Mitja Slavinec, Aleksander Zidanšek, 2005, Fizika,
narava, življenje 2, DZS
Branko Beznec, Brako Cedilnik, Boris Černilec Tatjana Gulič, Jerica Lorger, Danica
Vončina, 1998, Moja prva fizika 2, Modrijan
PRILOGA
Anketa
Anketa – Elektromagnetno sevanje
Sem Jan Kordež, učenec 9. a razreda. Delam inovacijski predlog o elektromagnetnem
sevanju (EMS). V veliko pomoč mi bo vsak tvoj odgovor, zato te prosim, da skrbno rešiš
to anketo. Hvala za odgovore.
Spol: M Ž
1. Si že kdaj slišal za izraz elektromagnetno sevanje?
a) Da
b) Ne
2. Zapiši nekaj naprav/predmetov, za katere misliš, da sevajo elektromagnetno
valovanje.
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
3. Elektromagnetno valovanje sevajo vsi predmeti in naprave, ki za svoje delovanje
potrebujejo električno energijo. Misliš, da si v vsakdanjem življenju izpostavljen temu
sevanju? Oceni izpostavljenost (5 največja izpostavljenost, 1 najmanjša).
a) Nisem izpostavljen
b) 1
c) 2
č) 3
d) 4
e) 5
f) Ne vem
4. Ali meniš, da različne naprave različno sevajo?
a) Da
b) Ne
c) Ne vem
5. Ali meniš, da je sevanje odvisno od razdalje do naprave?
a) Da
b) Ne
c) Ne vem
6. Če si v prejšnjem vprašanju odgovoril z da, utemelji kako.
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
7. Če misliš, da si sevanju izpostavljen, napiši naprave/predmete, za katere meniš, da
najbolj sevajo.
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
8. Ali meniš, da je sevanje mobilnega telefona v stanju pripravljenosti nad dovoljeno
mejo?
a) Da
b) Ne
9. Kolikšno meniš, da je sevanje mobilnega telefona med klicem, glede na stanje
pripravljenosti?
a) Zanemarljivo večje, kot v stanju pripravljenosti.
b) 2-krat tolikšno kot v stanju pripravljenosti.
c) 3-krat tolikšno kot v stanju pripravljenosti.
č) Več kot 3-krat tolikšno kot v stanju pripravljenosti.
10. Ali meniš, da si bil kjerkoli ali kadarkoli izpostavljen elektromagnetnemu sevanju, ki
lahko povzroči trajne posledice?
a) Da
b) Ne