Aktualizované: 10.6.2021
Expozičné limity - základné pojmy
Intenzita elektrického pola (E) a hustota radiačného toku výkonu (S)
Tieto dve veličiny nám pomáhajú vyjadriť absolútnu veľkosť elektromagnetického pola. Intenzitu pola a hustotu žiarivého toku (niekedy tiež hustotu toku výkonu) je nevyhnutné poznať pre správne určenie expozície a potenciálneho nebezpečenstva príliš veľkej expozície (osobná bezpečnosť). Kým hustotu žiarivého toku (S) môžeme použiť zväčša len u vysokofrekvenčných polí, veľkosť intenzity elektrického pola (E) aj u nízkofrekvenčných polí, kde sú elektrické a magnetické zložky navzájom oddelené.
Intenzita (sila) pola je všeobecný termín, ktorý vyjadruje veľkosť vektora elektrického pola a má jednotku: volt na meter (V/m). V prípade impulzného elektromagnetického pola sa hodnota streduje počas pevne stanoveného časového úseku. Výsledkom je efektívna hodnota veľkosti pola (Eef), teda kvadratický priemer hodnôt (tzv. RMS - root mean square).
Hustota radiačného toku udáva veľkosť energie dopadajúcej na jednotku plochy a má jednotku: watt na meter štvorcový (W/m²). Praktické využitie tejto jednotky nachádzame v jednoduchšom vyjadrení rôznych pomerov veľkosti polí, v jednoduchšom počítaní útlmu a zisku a všade tam, kde pracujeme s výkonmi vysielačov.
Kým intenzita pola E je lineárne závislá na vzdialenosti od vysielača, hustota žiarivého toku S je jeho kvadratickou funkciou.
Napr. vo vzdialenosti 1 m a 10 m od vysielača je rozdiel intenzít pola E 10-násobný, rozdiel hustôt žiarivého toku S je 100-násobný (102).
Naopak hustota žiarivého toku S je lineárne závislá od výkonu vysielača, intenzita pola E je jeho prevrátenou kvadratickou funkciou.
Napr. pri vysielači s výkonom 1 W a 10 W je rozdiel hustôt žiarivého toku S 10-násobný, rozdiel intenzít pola E je 3.16-násobný (√10).
Na prepočet medzi E a S môžeme použiť jednoduchú konverziu pre tzv. spojité vlny. Tieto vlny sa šíria s pomerne konštantnou amplitúdou a prepočet veľkosti elektrického pola na hustotu radiačného toku výkonu môžeme vyjadriť pomocou vzorca:
S [W/m2] = E2 [V/m] / 377
Na rýchle prepočty môžete použiť aj automatické KALKULAČKY na našej stránke. Prepočet však nie je veľmi relevantný najmä pre expozície z moderných digitálnych telekomunikačných signálov, z mobilných telefónov, základňových staníc a 
DECT bezdrôtových telefónov a výsledky môžu byť mierne zavádzajúce, nakoľko sa nejedná o spojité vlny, ale série impulzov. Problém je v tom, že hodnota S je relevantná len pre ohrev a priemeruje sa v priebehu času (6 minút pre oficiálne meranie RF expozície). Niektoré prístroje majú možnosť detekcie "PEAK" úrovní, teda špičiek, ktoré môžu vykazovať ekvivalentný výkon podobne, ako v prípade, že sú hladiny pulzujúcich špičiek spojité. "PEAK" udáva hladinu maximálnej hodnoty impulzov v signále (napr. špičková hodnota impulzu bezdrôtového telefónu DECT môže byť až 100x vyššia ako priemerná efektívna hodnota vysielaného signálu).
Menšie a väčšie jednotky S:
- ak chcete prepočítať µW/m² na µW/cm², deľte 10 000
- ak chcete prepočítať µW/m² na mW/cm², deľte 10 000 000
- ak chcete prepočítať µW/m² na W/m², deľte 1 000 000
- ak chcete prepočítať W/m² na mW/cm², deľte 10
- ak chcete prepočítať W/m² na mW/m², násobte 1 000
Zákon prevrátených štvorcov
Zákon prevrátených štvorcov (Inverse Square Law) je fyzikálny zákon, ktorý opisuje jav, kde intenzita elektromagnetického pola klesá s druhou mocninou vzdialenosti od zdroja. Tento zákon platí nielen pre intenzitu fyzikálnych polí (elektrických, magnetických alebo gravitačných), ale aj pre intenzitu zvuku.
Predpokladajme, že oblasť A s plochou 1 m², ktorá tvorí časť povrchu gule o polomere 1 m prijíma elektromagnetickú energiu z bodového zdroja umiestneného v strede S.
Ak je energia vlnenia, dopadajúceho na túto jednotku plochy, vyjadrená napr. vo Wattoch (W), potom P udáva veľkosť intenzity vlny na meter štvorcový, teda v našom prípade W/m². V prípade, že sa vzdialenosť zväčší na 2 m, je z obrázku zrejmé, že rovnaký výkon dopadne teraz na plochu 2² = 4 m². V dôsledku toho bude intenzita vlny znížená na 1/4 pôvodnej intenzity. Následne, ak bude vzdialenosť od zdroja 3 m, intenzita vlny bude znížená na 1/9 pôvodnej intenzity. Pri desiatich metroch to už bude 1/100 (1/10²) pôvodnej intenzity. Všeobecne platí, že intenzita elektromagnetickej vlny z bodového zdroja je vo voľnom priestore nepriamo úmerná druhej mocnine vzdialenosti od zdroja.
Matematicky môžeme vzťah zapísať ako:
intenzita1 vzdialenosť22
------- = -----------
intenzita2 vzdialenosť12