Elektromagnetische Verträglichkeit und Störung

Schwerpunkt Funktechnik


Seminararbeit, 2012
24 Seiten, Note: 1

Leseprobe

Inhaltsverzeichnis

1. Schattenseiten der Funktechnik

2. Funktechnik
2.1 Anwendungsgebiete und Funktionsweise
2.2 Elektromagnetische Felder in der Funktechnik

3. Elektromagnetische Verträglichkeit
3.1 Elektromagnetische Verträglichkeit und Störung
3.2 Unterscheidungen in der EMV
3.2.1 Einstrahlung und Einströmung
3.2.2 EMV in der Funktechnik - Störung und Störende Beeinflussung
3.2.3 Übertragungsmöglichkeiten - Kopplungsarten
3.3. Elektromagnetische Störung
3.3.1 Auswirkungen
3.3.2 Situation der EMV
3.3.3 Gefährdete Geräte
3.3.4 EMV in der Funktechnik
3.3.5 Andere Störverursacher
3.4. Maßnahmen
3.4.1 Ansätze der Entstörung
3.4.2 Technische Maßnahmen gegen Störung
3.4.3 Beispiel für eine Störung, deren Unterscheidungen und Maßnahmen
3.4.4 Gesetzliche Regelungen
3.4.5 Berechnung des Mindestabstandes zu einer Yagi-Antenne

4. Elektromagnetische Umweltverträglichkeit
4.1 Einfluss von Elektrosmog auf den Menschen
4.2 Personenschutz in der Funktechnik

5. Zukunft der EMV

6. Anmerkungen:

7. Quellenverzeichnis:

8. Nützliche Links:

1. Schattenseiten der Funktechnik

Funktechnologie ist in unserem Leben allgegenwärtig. Das Leben erfährt eine große Bereicherung durch ihre Anwendungsformen wie Funkdienste, Funknetze oder Rundfunk. Fast niemand denkt beim Telefonieren oder Radio hören daran, ob die elektromagnetischen Wellen, die die Signale übertragen, nicht vielleicht auch andere Auswirkungen haben. Wenn man die Warnschilder für Träger von Herzschrittmachern sieht oder hört, dass die Antennen von Radio Vatikan beschuldigt werden Krebs zu verursachen, dann lässt sich erahnen, dass Sendeanlagen vielleicht auch ihre Schattenseiten haben.

Doch von welcher Art und welchem Ausmaß sind die Probleme, die verursacht werden können wirklich? Wie lassen sie sich vermeiden und wie sieht die Gesetzeslage dazu aus? Weil es zu solch wichtigen Fragen oft Unklarheiten, Verharmlosungen oder wilde Spekulationen gibt, möchte diese Arbeit sie, für den Bereich der Funktechnik, wissenschaftlich und praktisch nützlich beantworten.

Diese Facharbeit behandelt die elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) von technischen Geräten. Dabei werden die Ursachen, betroffene Geräte, Probleme und Maßnahmen behandelt. Auch wird auf die elektromagnetischen Auswirkungen auf den Mensch (elektromagnetischen Umweltverträglichkeit) eingegangen. Dabei wird der Schwerpunkt auf die Funktechnik und deren elektromagnetischen Felder gelegt.

Für diese Arbeit mussten viele unterschiedliche Quellen herangezogen werden, denn wissenschaftliche Information existiert zum Teil nur verstreut. Die Quellen wurden analysiert und das Wesentliche anschaulich, mit praktisch Nützlichem erweitert, dargestellt. Um die Basis für das Vermitteln der Inhalte zu gewährleisten, wird mit einer Einführung in die Grundlagen des Themas begonnen.

2. Funktechnik

2.1 Anwendungsgebiete und Funktionsweise

Der Rundfunk, wie er sich im 20 Jahrhundert entwickelte, war ein sehr wichtiger Schritt in Richtung modernes Informationszeitalter, denn die kabellose Informationsvermittlung ist neben der elektronischen Informationsverarbeitung Grundlage für viele unsere modernen Technologien.

Die Gesamtheit aller technischer Verfahren, die die Übertragung von Signalen mithilfe von elektromagnetischen Wellen durchführen, wird Funktechnik genannt.

Bei dieser Methode, die der Signalübermittlung dient, werden elektromagnetische Wellen von der Antenne eines Senders ausgestrahlt und von der eines Empfängers aufgenommen (vgl. Bibliographisches Institut AG, 1981, S. 302).

Die Funktechnik ist ein Teilgebiet der Nachrichtentechnik und der Hochfrequenztechnik. Das besondere an der Funktechnik ist, dass sie den freien Raum als Ausbreitungsmedium nutzt. Kabellose Kommunikation ist außer mit Funk nur mit Licht oder Schall möglich.

Im Folgenden wird nun kurz ein einfaches Beispiel für eine Informationsübertragung gegeben. Die Antenne, die als Schnittstelle zwischen Sender bzw. Empfänger und dem freien Raum vermittelt, ist nichts anderes als ein offener Schwingkreis. Schwingkreis nennt man eine Kombination von Spule und Kondensator. Biegt man diesen auseinander, so dass die Kondensatorplatten die Enden bilden, ergibt sich eine einfache Antenne (vgl. Schnabel, 2011). Diese kann nun ein Signal in Form einer elektromagnetischen Welle in den freien Raum übertragen. Diese Wellen sind sowohl die Grundlage der Funktion und der Erzeugung von Problemen. Um dem Trägersignal eine Information (Nutzsignal) mitzugeben wird es verändert. Man spricht von Modulation. Modulationsarten sind zum Beispiel die Frequenz- oder die Amplitudenmodulation. Die modulierte elektromagnetische Welle kann von einer anderen Antenne in deren Stormleitung übertragen werden. Dort kann mit einem Demodulator die Information aus dem Signal geholt und dann z.B. als Ton wiedergegeben werden.

Es gibt viele unterschiedliche Anwendungsbereiche der Funktechnik wie zum Beispiel Industrie, Behörden und Sicherheitsdienste (BOS), Experimentalfunk (Amateurfunk), Computer, Multimedia, Telekommunikation, Rundfunk, Fernsehen und Militär.

Dort werden unterschiedliche Techniken genutzt, wie z.B. Wireless Local Area Network (WLAN), Bluetooth, Universal Mobile Telecommunications System (UMTS), Global System for Mobile Communications (GSM), Worldwide Interoperability for Microwave Access (WiMAX) oder Digital Video Broadcasting (DVB).

Um den unterschiedlichen Ansprüchen gerecht zu werden, existieren in der Praxis verschiedenste Sendeanlagen, Empfänger, Repeater (Signalwiederholer), Antennen und andere Bauelemente Diese besitzen wiederum verschiedenen Modulationsarten, Frequenzbereiche, Übertragungsraten, Sendeleistungen, Reichweiten, Verschlüsselungen, rechtlichen Grundlagen und Bauformen. Dementsprechend gibt es auch unterschiedliche Probleme, Störaussendungen, Störfestigkeiten und Entstörmaßnahmen in den verschiedensten Anwendungsgebieten.

2.2 Elektromagnetische Felder in der Funktechnik

Ein elektrisches Feld entsteht sobald an einem Gerät Spannung anliegt, ein magnetisches Feld sobald Strom fließt. Diese in ihren Eigenschaften verschiedenen Felder sind die Hauptverursacher von Störungen.

Die entscheidende Größe ist die Feldstärke, die in Volt pro Meter (elektrisches Feld) oder Tesla (magnetisches Feld) angegeben wird.

In der Funktechnik treten die Felder, wegen der hohen Frequenz nur zusammen auf.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

(Abb. 1: Elektromagnetische Welle)

Weil sie sich gegenseitig mit ihrer Energie aufrechterhalten, können sie sich von der Stromleitung lösen und im freien Raum auftreten. Dort bewegen sie sich mit Lichtgeschwindigkeit fort, sind also praktisch überall (vgl. Müller, 2000, S.12).

Die elektromagnetischen Felder lassen sich durch ihre Amplitude, ihre Wellenlänge sowie Frequenz beschreiben. Diese Beschreibung und die Unterscheidung der Feldart sind entscheidend für die Auswirkungen und die nötigen Maßnahmen.

Die Wellenlängen der verwendeten elektromagnetischen Wellen betragen von 1 mm beim Radar bis zu 100 km bei Funk über große Entfernungen. Die Frequenzen sind dementsprechend von 3000 GHz bis zu 3 kHz (Ernst Leitner, 2011).1

Für die negativen Auswirkungen der Funktechnik ist vor allem die Stärke des erzeugten elektrischen Feldes entscheidend. Sie ist von der verwendeten Strahlungsleistung PS und dem Abstand d zum Erzeuger des Feldes, abhängig. Aus E = [(z0 * Ps) / (4 * d2)] (vgl. Material 2, S.6) folgt: Der Abstand spielt eine größere Rolle für die Feldstärke als die Strahlungsleistung. Hinzu kommt, dass Objekte, die sich in Ausbreitungsrichtung befinden, die elektromagnetischen Felder ganz oder teilweise absorbieren oder reflektieren können. Diese Eigenschaft wird z.B. bei der Abschirmung (siehe 3.4.2) genutzt

(vgl. Bundesamt für Strahlenschutz, Meike Sobolewski, 2011).

3. Elektromagnetische Verträglichkeit

3.1 Elektromagnetische Verträglichkeit und Störung

Die elektromagnetische Verträglichkeit umfasst alle durch elektrische, magnetische
oder elektromagnetische Felder und Vorgänge verursachten Phänomene, die die Funktion bei elektrischen oder elektronischen Betriebsmitteln beeinträchtigen. Sie betrifft sowohl Verursacher als auch Geschädigte (vgl. Horstkotte, 2011).

Damit Geräte richtig funktionieren und andere funktionieren lassen, müssen sie die nötige elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) erfüllen. Die elektromagnetische Verträglichkeit ist in der EMV-Richtlinie 2004/108/EG (siehe Material 12), folgendermaßen definiert:

„EMV steht für Elektromagnetische Verträglichkeit, die Fähigkeit eines Apparates, einer Anlage oder eines Systems, in der elektromagnetischen Umwelt zufriedenstellend zu arbeiten, ohne dabei selbst elektromagnetische Störungen zu verursachen, die für die in dieser Umwelt vorhandenen Apparate, Anlagen oder Systeme unannehmbar wären.“

(Horstkotte, 2011)

Die elektromagnetische Störung ist ebenfalls von großer Bedeutung.2

Elektromagnetische Störung: jede elektromagnetische Erscheinung, die die Funktion eines Betriebsmittels beeinträchtigen könnte. Eine elektromagnetische Störung kann ein elektromagnetisches Rauschen, ein unerwünschtes Signal oder eine Veränderung des Ausbreitungsmediums selbst sein.“ (Generaldirektion für Kommunikation der Europäischen Kommission, 2011)

3.2 Unterscheidungen in der EMV

Die Kenntnis über die Störungen und deren Unterscheidung ist wichtig für die Gewährleistung der EMV, insbesondere für die Entstörmaßnahmen.

Um zu entscheiden, welche Maßnahme ergriffen werden kann und welche am sinnvollsten erscheint, ist es wichtig über die Störquelle, den Übertragungsweg, die Auswirkungen und die Beschaffenheit des Störsignals (siehe unten) Bescheid zu wissen.

Einige Unterscheidungen werden in dieser Facharbeit vorweg behandelt um ein besseres Verstehen zu ermöglichen.

Beim Übertragungsweg kann zwischen Einströmung und Einstrahlung (siehe 3.2.1) und zwischen den Kopplungsmechanismen (siehe 3.2.3) unterschieden werden.

Bei der Funktechnik ist auch noch zwischen Störung und störender Beeinflussung zu unterscheiden (siehe 3.2.2).

Informationen über das Störsignal werden in den überwiegenden Fällen messtechnisch ermittelt. Besonders wichtig sind dabei folgende Kenngrößen: Amplitude, Signalform, Energiegehalt, Frequenz und zeitliches Auftreten. Diese Größen beeinflussen auch den Übertragungsweg und die Auswirkung der Störung (vgl. WEKA MEDIA GmbH & Co. KG, 2011).

[...]

Ende der Leseprobe aus 24 Seiten

Details

Titel
Elektromagnetische Verträglichkeit und Störung
Untertitel
Schwerpunkt Funktechnik
Note
1
Autor
Jahr
2012
Seiten
24
Katalognummer
V195433
ISBN (eBook)
9783656224938
ISBN (Buch)
9783656227335
Dateigröße
615 KB
Sprache
Deutsch
Anmerkungen
Die Facharbeit und das Thema sind sehr umfangreich. Es wird auf alle wichtigen Aspekte des Themas eingegangen
Schlagworte
Elektromagnetische Verträglichkeit, Elektrosmog, Elektromagnetische Störung, Funktechnik
Arbeit zitieren
Manuel Kick (Autor), 2012, Elektromagnetische Verträglichkeit und Störung, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/195433

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Titel: Elektromagnetische Verträglichkeit und Störung


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