Aktualizované: 10.6.2021

Expozičné limity - základné pojmy

Intenzita elektrického pola (E) a hustota radiačného toku výkonu (S)
  Tieto dve veličiny nám pomáhajú vyjadri absolútnu vežkos elektromagnetického pola. Intenzitu pola a hustotu žiarivého toku (niekedy tiež hustotu toku výkonu) je nevyhnutné pozna pre správne určenie expozície a potenciálneho nebezpečenstva príliš vežkej expozície (osobná bezpečnos). Kým hustotu žiarivého toku (S) môžeme použi zväčša len u vysokofrekvenčných polí, vežkos intenzity elektrického pola (E) aj u nízkofrekvenčných polí, kde sú elektrické a magnetické zložky navzájom oddelené.
  Intenzita (sila) pola je všeobecný termín, ktorý vyjadruje vežkos 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 vežkosti pola (E_ef), teda kvadratický priemer hodnôt (tzv. RMS - root mean square).
  Hustota radiačného toku udáva vežkos energie dopadajúcej na jednotku plochy a má jednotku: watt na meter štvorcový (W/m²). Praktické využitie tejto jednotky nachádzame v jednoduchšom vyjadrení rôznych pomerov vežkosti 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 použi jednoduchú konverziu pre tzv. spojité vlny. Tieto vlny sa šíria s pomerne konštantnou amplitúdou a prepočet vežkosti elektrického pola na hustotu radiačného toku výkonu môžeme vyjadri pomocou vzorca:

S [W/m²] = E² [V/m] / 377

  Na rýchle prepočty môžete použi aj automatické KALKULAČKY na našej stránke. Prepočet však nie je vežmi relevantný najmä pre expozície z moderných digitálnych telekomunikačných signálov, z mobilných telefónov, základňových staníc a DECT bezdrôtových telefónov a výsledky môžu by mierne zavádzajúce, nakožko 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 možnos detekcie "PEAK" úrovní, teda špičiek, ktoré môžu vykazova 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 by až 100x vyššia ako priemerná efektívna hodnota vysielaného signálu).

Menšie a väčšie jednotky S:

• ak chcete prepočíta ľW/m² na ľW/cm², dežte 10 000
• ak chcete prepočíta ľW/m² na mW/cm², dežte 10 000 000
• ak chcete prepočíta ľW/m² na W/m², dežte 1 000 000
• ak chcete prepočíta W/m² na mW/cm², dežte 10
• ak chcete prepočíta 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 oblas A s plochou 1 m², ktorá tvorí čas 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 vežkos intenzity vlny na meter štvorcový, teda v našom prípade W/m². V prípade, že sa vzdialenos 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 vzdialenos 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 vožnom priestore nepriamo úmerná druhej mocnine vzdialenosti od zdroja.

Matematicky môžeme vzah zapísa ako:

intenzita₁   vzdialenos₂²
------- = -----------
 intenzita₂   vzdialenos₁²