DGUV Information 203-026 - Elektromagnetische Felder in Metallbetrieben (bisher:...

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Abschnitt 2, Physikalische Grundlagen
Abschnitt 2
Elektromagnetische Felder in Metallbetrieben (bisher: BGI 839)
Titel: Elektromagnetische Felder in Metallbetrieben (bisher: BGI 839)
Normgeber: Bund
Amtliche Abkürzung: DGUV Information 203-026
Gliederungs-Nr.: [keine Angabe]
Normtyp: Satzung

Abschnitt 2 – Physikalische Grundlagen

Diese BG-Information beschäftigt sich ausschließlich mit Feldern in einem Frequenzbereich von 0 Hz bis 300 GHz. Statische und niederfrequente Felder umfassen dabei den Frequenzbereich von 0 Hz bis 30 kHz. Oberhalb von 30 kHz erstreckt sich dann der so genannte Hochfrequenzbereich. Die international nicht einheitlich definierte Abgrenzung der Bereiche ist in Bild 2-1 dargestellt.

Bei elektromagnetischen Feldern lassen sich zwei Feldarten unterscheiden. Das elektrische Feld und das magnetische Feld. Das elektrische Feld tritt immer zwischen getrennten Ladungen (z.B. Batterie, Pole einer Steckdose) auf. Wie aus Bild 2-2 ersichtlich, verlaufen die Feldlinien des elektrischen Feldes vom Pluspol - wo sie ihren Anfang haben - zum Minuspol, wo sie enden.

Das magnetische Feld kommt immer dann vor, wenn elektrische Ladungen bewegt werden, also elektrischer Strom fließt. Die Feldlinien des magnetischen Feldes sind kreisförmig, in sich geschlossen und bilden sich in Ebenen senkrecht zur Stromrichtung eines stromdurchflossenen Leiters aus (Bild 2-3).

Bild 2-1:
Frequenzbereiche von 0 Hz bis 300 GHz(Abgrenzung international nicht einheitlich definiert)

FrequenzbereichWellenlängeInternationale Bezeichnung
 vonbisvonbis 
Niederfrequenz(NF)0 Hz30 Hzüber 100 kmSub ELF
 30 Hz300 Hz  ELF (Extremly Low Frequency)
 300 Hz3 kHz  VF (Voice Frequency)
 3 kHz30 kHz100 km10 kmVFL (Very Low Frequency)
Hochfrequenz(HF)30 kHz300 kHz10 km1 kmLF (Low Frequency)
 300 kHz3 MHz1000 m100 mMF (Medium Frequency)
 3 MHz30 MHz100 m10 mHF (High Frequency)
 30 MHz300 MHz10 m1 mVHF (Very High Frequency)
 300 MHz3 GHz1 m0,1 mUHF (Ultra High Frequency)
 3 GHz30 GHz10 cm1 cmSHF (Super High Frequency)
 30 GHz300 GHz10 mm1 mmEHF (Extremly High Frequency)

Bild 2-2: Feldlinien des elektrischen Feldes

Bild 2-3: Feldlinien des magnetischen Feldes

In niederfrequenten Feldern können aufgrund der physikalischen Gegebenheiten das elektrische und magnetische Feld getrennt voneinander betrachtet werden. Dies hat zur Konsequenz, dass die Spannung U maßgebend für das elektrische Feld und der Strom I maßgebend für das magnetische Feld ist. Die jeweilige Feldstärke verhält sich proportional zur auftretenden Spannung bzw. Stromstärke.

Maß für das elektrische Feld ist die elektrische Feldstärke E [V/m]. Das magnetische Feld wird durch die magnetische Flussdichte (Induktion) B [T = Tesla] beschrieben. Für Felder oberhalb von 30 kHz gelten diese Bedingungen immer weniger.

Hier bedingt jede Änderung des elektrischen Feldes ein Magnetfeld sowie jede Änderung des Magnetfeldes die Erzeugung eines elektrischen Feldes.

Im Gegensatz zu niederfrequenten Feldern können sich hochfrequente Felder von ihrer Quelle ablösen, weshalb man dann von der Ausbreitung elektromagnetischer Strahlung spricht.