ZASTOSOWANIA ELEKTROMAGNETYZMU W …ptze.pl/wp-content/uploads/2017/07/Lubliniec-2011-na- ·...
Transcript of ZASTOSOWANIA ELEKTROMAGNETYZMU W …ptze.pl/wp-content/uploads/2017/07/Lubliniec-2011-na- ·...
XXI Sympozjum PTZE, Lubliniec 2011
1
Wsporganizatorzy:
POLITECHNIKA CZSTOCHOWSKA, WYDZIA ELEKTRYCZNY
POLSKO-JAPOSKA WYSZA SZKOA TECHNIK KOMPUTEROWYCH
ZASTOSOWANIA
ELEKTROMAGNETYZMU
W NOWOCZESNYCH TECHNIKACH
I INFORMATYCE
ZAMEK LUBLINIEC, 5-8 czerwca 2011
Patronat Honorowy Konferencji:
Pani Anna Streyska Prezes Urzdu Komunikacji Elektronicznej
Pan Edward Maniura Burmistrz Lublica
Patronat medialny:
proAtom Magazyn Energetyki Jdrowej
Warszawa 2011
POLSKIE TOWARZYSTWO ZASTOSOWA ELEKTROMAGNETYZMU
XXI Sympozjum PTZE, Lubliniec 2011
2
Sympozjum zorganizowano przy finansowej pomocy Ministerstwa Nauki i Szkolnictwa Wyszego
Sponsorem Sympozjum jest operator sieci komrkowej PLUS
ERA
Copyright by Polskie Towarzystwo Zastosowa Elektromagnetyzmu
Warszawa 2011
ISBN 83-88131-99-0
POLSKIE TOWARZYSTWO ZASTOSOWA ELEKTROMAGNETYZMU
XXI Sympozjum PTZE, Lubliniec 2011
3
XXI SYMPOZJUM RODOWISKOWE
ZASTOSOWANIA ELEKTROMAGNETYZMU
W NOWOCZESNYCH TECHNIKACH I INFORMATYCE
ZAMEK LUBLINIEC, 5-8 czerwca 2011
Komitet naukowy
Przewodniczcy
Andrzej Rusek
Czonkowie
Liliana Byczkowska-Lipiska
Katarzyna Ciosk
Aleksander Dackiewicz
Krzysztof Kluszczyski
Romuald Kotowski
Andrzej Krawczyk
Roman Kubacki
Jerzy Pawe Nowacki
Anna Pawiak-Mowna
Andrzej Wac-Wodarczyk
Komitet organizacyjny
Ewa ada-Tondyra przewodniczca
Agnieszka Byliniak
Barbara Grochowicz
XXI Sympozjum PTZE, Lubliniec 2011
4
PROGRAM XXI SYMPOZJUM PTZE Lubliniec 2011
PROGRAMME OF 21st SYMPOSIUM PSAE Lubliniec 2011
NIEDZIELA / SUNDAY (05.06.2011)
16:00 Rejestracja uczestnikw / Registration
19:00 Kolacja / Dinner
PONIEDZIAEK / MONDAY (06.06.2011)
9:00 Otwarcie Sympozjum / Opening ceremony
9:15 11:00
S E S J A I SESJA OTWIERAJCA / OPENING SESSION
(Chairman: Lidija Petkovska, Andrzej Wac-Wodarczyk)
Stanisaw Apanasewicz, Stanisaw Pawowski, Jolanta Plewako ANALIZA POLA
ELEKTROMAGNETYCZNEGO ADUNKU ELEKTRYCZNEGO PORUSZAJCEGO SI
ZE STAYM PRZYSPIESZENIEM
Ivo Dolezel, Petr Kropik, Bohus Ulrych MONOLITHIC MODEL OF INDUCTION HEATING
OF A THIN CONDUCTIVE PLATE WITH RESPECTING THERMOELASTICITY
Andrzej Krawczyk, Ewa ada-Tondyra THE EVOLUTION OF ELECTROMAGNETIC FIELD
LIMITATION IN ICNIRPS STANDARDS
Mikls Kuczmann PARALLEL FINITE ELEMENT METHOD
Stefan Sieradzki, Damian Kardas NOWOCZESNE TECHNIKI PROJEKTOWANIA
I WYTWARZANIA MASZYN ELEKTRYCZNYCH I TRANSFORMATORW
Mitsuhiko Toho DAMAGES OF ELECTRIC POWER FACILITIES CAUSED BY THE 2011
EASTERN JAPAN GREAT EARTHQUAKE AND TSUNAMI A BRIEF SURVEY
11:00 11:30 Przerwa na kaw / Coffee break
11:30 13:30
S E S J A II
ZASTOSOWANIA PEM W MEDYCYNIE I / MEDICAL APPLICATIONS OF EMF I
(Chairman: Eugeniusz Kurgan, Liliana Byczkowska-Lipiska)
XXI Sympozjum PTZE, Lubliniec 2011
5
Arkadiusz Miaskowski, Andrzej Krawczyk MAGNETIC FLUID HYPERTHERMIA
FOR CANCER THERAPY
Remigiusz Rydz ZASTOSOWANIA TELEMEDYCYNY*)
Jaromir Sobiech, Jarosaw Kieliszek, Wanda Stankiewicz ODWZOROWANIE STANOWISKA PRACY W NUMERYCZNEJ OCENIE NARAENIA NA POLE ELEKTROMAGNETYCZNE NA PRZYKADZIE OPERATORW RADIOSTACJI PLECAKOWYCH Wanda Stankiewicz, Marek J. Dbrowski, Jarosaw Kieliszek, Jaromir Sobiech, Pawe Bodera,
Andrzej Krawczyk, Maciej P. Dbrowski IMMUNOMODULACYJNE DZIAANIE POLA
900MHZ
Adam witoski, Romualda Mucha, Dariusz Danowski, Monika Mucha, Grzegorz Cielar Andrzej Polaski, Konrad Wojciechowski, Aleksander Siero DIAGNOSTYKA PATOLOGII RUCHU NA PODSTAWIE ZREDUKOWANYCH DANYCH KINEMATYCZNYCH Adam witoski, Romualda Mucha, Dariusz Danowski, Grzegorz Cielar, Andrzej Polaski,
Konrad Wojciechowski, Aleksander Siero IDENTYFIKACJA OSOBY NA PODSTAWIE
KINEMATYKI JEJ CHODU
13:30 Obiad / Lunch
14:30 18:30
S E S J A III
SESJA PLAKATOWA / POSTER SESSION
(Chairman: Miralem Hadziselimovic, Katarzyna Ciosk)
Stanisaw Apanasewicz, Stanisaw Pawowski, Jolanta Plewako O WASNOCIACH
I ZASTOSOWANIU W ELEKTRODYNAMICE FUNKCJI DELTA DIRACA O
ZESPOLONYM ARGUMENCIE
Stanisaw Apanasewicz, Stanisaw Pawowski, Jolanta Plewako ROZPRASZANIE FALI
ELEKTROMAGNETYCZNEJ WYSOKIEJ CZSTOTLIWOCI
NA TRJCIENNYM NAROU PRZEWODZCYM
Krzysztof Barea, Liliana Byczkowska-Lipiska, Henryk Maecki GBOKO WNIKANIA
PROMIENIOWANIA ELEKTROMAGNETYCZNEGO W OBIEKTY BIOLOGICZNE
Marcin Basiaga, Zbigniew Paszenda, Witold Walke BADANIA WASNOCI
ELEKTROCHEMICZNYCH WARSTW WGLOWYCH STOSOWANYCH NA WYROBACH
MEDYCZNYCH
Karol Bednarek BADANIA ELEKTROMAGNETYCZNYCH ODDZIAYWA URZDZE
SILNOPRDOWYCH
Borys Borowik ODKSZTACENIE WSADW RUROWYCH WYBRANYCH
MATERIAW W PROCESIE ELEKTRODYNAMICZNEGO FORMOWANIA METALI
XXI Sympozjum PTZE, Lubliniec 2011
6
Katarzyna Ciosk SEPARACJA CZSTEK METOD DIELEKTROFOREZY
Agnieszka Duraj, Andrzej Krawczyk DOBR MIAR ODLEGOCI W HIERARCHICZNYCH
METODACH WYKRYWANIA WYJTKW
Piotr Gas THE HISTORY OF HYPERTHERMIA AND THE ATTEMPTS OF UTILIZING
IT IN ELECTROTHERAPY
Aleksander Gsiorski, Zdzisaw Posyek TRANSMISYJNA SYMETRYCZNA LINIA
PASKOWA JAKO UKAD WYMUSZAJCY JEDNORODNE POLE ELEKTRYCZNE
W ZAKRESIE CZSTOTLIWOCI RADIOWYCH
Dalibor Igrec, Amor Chowdhury, Miralem Hadiselimovi, Bojan tumberger
ENVIRONMENTAL VALUES DETECTION MEASURING CELL FOR EXPLOITATION
OF WIND AND SOLAR RENEWABLE ENERGY
Andrzej Jderko STANOWISKO Z SILNIKIEM SYNCHRONICZNYM Z MAGNESAMI
TRWAYMI PMSM DO BADANIA UKADW NAPDOWYCH Z ELEMENTEM
SPRYSTYM
Marcin Kaczmarek, Witold Walke, Zbigniew Paszenda ZASTOSOWANIE
ELEKTROCHEMICZNEJ SPEKTROSKOPII IMPEDANCYJNEJ DO OCENY ODPORNOCI
KOROZYJNEJ STOPU Ni-Ti
Pavel Karban, Frantiek Mach, Ivo Dolezel MONOLITHIC MODEL OF INDUCTION
HEATING OF CYLINDRICAL NONMAGNETIC BILLETS ROTATING IN A SYSTEM
OF PERMANENT MAGNETS
Wojciech Koton, Tomasz Trawiski BADANIA DRGA SILNIKW WRZECIONOWYCH
PAMICI MASOWYCH
Lucjan Kurzak WIATOWE TENDENCJE WYKORZYSTANIA ENERGII
FOTOWOLTAICZNEJ
Arkadiusz Miaskowski, Sawomir Ciszczyk TWO-STEP INVERSE PROBLEM ALGORITHM
FOR GROUND PENETRATING RADAR TECHNIQUE
Andrzej Popenda ANALYSIS AND INVESTGATIONS INTO SENSORLESS CONTROL
SYSTEM BASED ON DOUBLY FED MACHINE WORKING AS A GENERATOR
Andrzej Rusek A GENERAL MATHEMATICAL MODEL OF DRIVE SYSTEM
FOR POLYMERIZATION REACTOR BASED ON ASYNCHRONOUS INDUCTION
MOTOR WITH PIPE BODY
Andrzej Rusek DETERMINATION OF PARAMETERS TO DEFINE A RESULTANT
INERTIAL MOMENT OF THE DRIVE SYSTEM FOR POLYMERIZATION REACTOR
BASED ON ASYNCHRONOUS INDUCTION MOTOR WITH A PIPE BODY
XXI Sympozjum PTZE, Lubliniec 2011
7
Joanna Michaowska, Arkadiusz Miaskowski, Andrzej Wac-Wodarczyk METODY
WSPOMAGAJCE I UZUPENIAJCE DETEKCJ RAKA GRUCZOU PIERSIOWEGO
Bojan tumberger, Miralem Hadiselimovi FLUX-WEAKENING PERFORMANCE OF
FRACTIONAL-SLOT PERMANENT MAGNET SYNCHRONOUS MOTORS WITH
CONCENTRATED WINDINGS
Janusz Szewczenko, Magdalena Pochrzst, Witold Walke OCENA WASNOCI ELEKTROCHEMICZNYCH ZMODYFIKOWANEGO POWIERZCHNIOWO STOPU TI-6AL-4V ELI Krzysztof Szewczyk, Rafa Golisz , Tomasz Walasek, Zygmunt Kucharczyk WPYW SZCZELINY POWIETRZNEJ WOK MAGNESU STAEGO NA PRAC KONCENTRATORA STRUMIENIA NABIEGUNNIKA W WIRNIKU SILNIKA SYNCHRONICZNEGO Z MAGNESAMI STAYMI Z WEWNTRZNYM OBWODEM MAGNETYCZNYM Zygmunt Szymaski NOWOCZESNE METODY IDENTYFIKACJI LOKALIZACJI LUDZI
W PODZIEMNYCH WYROBISKACH KOPALNIANYCH ORAZ W JASKINIACH
I TUNELACH KOMUNIKACYJNYCH
Janusz Tykocki WPYW PRZEWODNOCI CIEPLNEJ GRUNTU NA ROZKAD POLA
TEMPERATURY W UKADACH KABLOWYCH 110 kV
Agnieszka Wantuch OCHRONA KATODOWA PODZIEMNYCH ZBIORNIKW Bogusaw Wisz POJEMNOCI SPRZGAJCE W DWUSTRONNYCH STRUKTURACH
MIKROUKADU Z WARSTW DIELEKTRYKA
Mykhaylo Zagirnyak, T. Korenkova, I. Alieksieieva ENHANCEMENT OF INSTANTANEOUS POWER METHOD IN THE PROBLEMS OF ESTIMATION OF ELECTROMECHANICAL COMPLEXES POWER CONTROLLABILITY Wojciech Zajc WYDAJNA TRANSMISJA DANYCH WIZYJNYCH PRZEZ CZA
RADIOWE O MAEJ PRZEPUSTOWOCI
15:30 Walne Zgromadzenia Czonkw PTZE / General Assembly of the PTZE Members
19:30 kolacja grillowa / barbecue dinner
WTOREK / TUESDAY (07.06.2011)
9:00 10:30
S E S J A IV
ZASTOSOWANIA PEM W MEDYCYNIE II / MEDICAL APPLICATIONS OF EMF II
(Chairman: Ivo Dolezel, Karol Bednarek)
Pawe Bodera, Boena Antkowiak, Wanda Stankiewicz, Jarosaw Kieliszek, Jaromir Sobiech,
Andrzej Krawczyk, Andrzej Wojdas THE INDIRECT SUPPRESSIVE EFFECT OF THE
XXI Sympozjum PTZE, Lubliniec 2011
8
ELECTROMAGNETIC FIELD (EMF) ON ANALGESIC EFFECT OF THE OPIOID DRUG
(TRAMADOL)
Liliana Byczkowska-Lipiska, Agnieszka Wosiak ANALIZA METADANYCH OBRAZW
MEDYCZNYCH W DIAGNOSTYCZNYCH SYSTEMACH KOMPUTEROWYCH
Eugeniusz Kurgan NUMERICAL STUDY OF NANOPARTICLE HYPERTHERMIA
Eugeniusz Kurgan, Piotr Gas USE OF RF HYPERTHERMIA FOR TREATMENT OF
TUMORS LOCATED IN THE HUMAN THIGH
Maciej opucki, A. Nowakowski, W. Rogowska, Stanisaw Pietruszewski THE IMPACT
OF 50HZ OSCILLATING ELECTROMAGNETIC FIELD ON HSP90 EXPRESSION
IN HUMAN PLACENTA COTYLEDON PERFUSED IN VITRO
Anna Pawiak-Mowna, Andrzej Krawczyk REMOTE TRANSMISSION OF CARDIAC
IMPLANT PATIENTS DATA
10:30-11:00 Przerwa na kaw / Coffee break
11:00 13:00
S E S J A V
MASZYNY I URZDZENIA ELEKTRYCZNE / ELECTRICAL MACHINES AND DEVICES
(Chairman: Mykhaylo Zagirnyak, Roman Kubacki)
Goga Cvetkovkski, Paul Lefley, Lidija Petkovska, Saeed Ahmed A NEW DESIGN OF LOW COST ENERGY EFFICIENT SINGLE PHASE BRUSHLESS DC MOTOR Mihail Digalovski, Lidija Petkovska IMPACT OF THE THREE-PHASE TRANSFORMER
TOPOLOGY ON THE LEAKAGE INDUCTANCE
Miralem Hadiselimovi, Matic Blaznik, Bojan tumberger MAGNETICALLY NONLINEAR
DYNAMIC MODEL OF A SERIES WOUND DC MOTOR
Marek Lis A COMPARISON OF MAGNETO-MECHANICAL DEPENDENCIES OF A
BRUSHLEES MOTOR WITH PERMANENT MAGNET EXCITATION IN BLDC AND
PMSM MODES
Lidija Petkovska, Goga Cvetkovski ASSESSMENT OF TORQUES FOR A PERMANENT
MAGNET BRUSHLESS MOTOR USING FEA
Bojan tumberger, Miralem Hadiselimovi DESIGN OF PERMANENT MAGNET
SYNCHRONOUS MACHINE FOR MICRO-HYBRID ELECTRIC VEHICLE OPERATION
Tomasz Trawiski, Krzysztof Kluszczyski MODEL OBWODOWY DWUUZWOJENIOWEGO
SILNIKA VCM DLA SYSTEMW POZYCJONOWANIA GOWIC DYSKW TWARDYCH
XXI Sympozjum PTZE, Lubliniec 2011
9
Peter Virti VARIATIONS OF PERMANENT MAGNETS DIMENSIONS IN AXIAL FLUX
PERMANENT MAGNET SYNCHRONOUS MACHINE
13:00 Obiad / Lunch
14:30 16:00
S E S J A VI
POLE ELEKTROMAGNETYCZNE W RODOWISKU / ELECTROMAGNETIC FIELD IN ENVIRONMENT
(Chairman: Mitsuhiko Toho, Krzysztof Kluszczyski)
Barbara Atamaniuk, Hanna Rothkaehl ELECTROMAGNETIC AND PLASMA
ENVIRONMENT IN THE MOON SPACE
Pawe Biekowski, Hubert Trzaska AN INTEGRATED EXPOSURE SYSTEM
Pawe Biekowski, Bartomiej Zubrzak RDA POLA ELEKTROMAGNETYCZNEGO W
YCIU CODZIENNYM CZOWIEKA
Aleksander Gsiorski, Zdzisaw Posyek IDENTYFIKACJA POLA
ELEKTROMAGNETYCZNEGO W PRZESTRZENI POMIAROWEJ KOMORY GTEM
Zygmunt J. Grabarczyk UKAD DO POMIARU WARTOCI ADUNKU
ELEKTRYCZNEGO TRANSFEROWANEGO W CZASIE WYADOWA
ELEKTROSTATYCZNYCH, DLA POTRZEB OCHRONY PRZECIWWYBUCHOWEJ
Jarosaw Kieliszek, Jaromir Sobiech, Wanda Stankiewicz NOWY KIERUNEK W OCENIE
NARAENIA NA POLE ELEKTROMAGNETYCZNE W RODOWISKU PRACY. PROJEKT
DOZYMETRU MIKROFALOWEGO
Andrzej Wac-Wodarczyk, Pawe A. Mazurek, Angelika Baejewska, Grzegorz Masowski,
Tobiasz Parys, Katarzyna Przytua, ukasz Zitek POMIARY EMISJI
ELEKTROMAGNETYCZNEJ W.CZ. W BUDYNKACH KAMPUSU POLITECHNIKI
LUBELSKIEJ
Joanna Wyszkowska, Maria Stankiewicz POLE ELEKTROMAGNETYCZNE ATRAKTANT
CZY REPELENT DLA OWADW?
16:00 16:30 Przerwa na kaw / Coffee break
16:30 18:00
S E S J A VII
ELEKTROMAGNETYZM I MATERIAY / ELECTROMAGNETICS AND MATERIALS
(Chairman: Miklos Kuczman, Wanda Stankiewicz)
Antoni Ciela WYSOKOGRADIENTOWY SEPARATOR MAGNETYCZNY
W ZASTOSOWANIU DO ROZDZIELANIA I WZBOGACANIA GAZW
XXI Sympozjum PTZE, Lubliniec 2011
10
Roman Kubacki, Jarosaw Ferenc, R. Przesmycki SKUTECZNO EKRANOWANIA
NANOKRYSTALICZNEGO PROSZKU STOPU FE SI B CU NB W ZAKRESIE
MIKROFALOWYM
Marek Kuchta, Marek Szulim ELEKTRONICZNY ZESTAW POMIAROWY DO BADA
DIAGNOSTYCZNYCH PROTEZ ZBOWYCH PRZY WYMUSZENIACH
DYNAMICZNYCH
Eugeniusz Kurgan FORCE CALCULATION IN AC DIELECTROPHORESIS
Pawe A. Mazurek ANALIZA ZABURZE PROMIENIOWANYCH REAKTORA
PLAZMOWEGO TYPU GLIDARC
Mariusz Najgebauer ZJAWISKO GIGANTYCZNEJ MAGNETOIMPEDANCJI W
ZASTOSOWANIACH PRAKTYCZNYCH
Pawe Surdacki WPYW WARUNKW PRACY NA PARAMETRY ZANIKANIA
NADPRZEWODZENIA W PRZEWODZIE NADPRZEWODNIKOWYM MgB2/Cu
Andrzej Wac-Wodarczyk, Andrzej Kaczor WPYW PODSTAWOWYCH PARAMETRW
PRACY REAKTORA PLAZMOWEGO TYPU GLIDARC NA WARTOCI ZABURZE
PRZEWODZONYCH
19:30 Obiad konferencyjny / Conference dinner
RODA / WEDNESDAY (08.06.2011)
9:00 10:30
S E S J A VIII
SYMULACJE KOMPUTEROWE I / COMPUTER SIMULATIONS I
(Chairman: Barbara Atamaniuk, Konrad Wojciechowski)
Karol Bednarek, Leszek Kasprzyk, Andrzej Tomczewski APLIKACJE WIELOWTKOWE W
OBLICZENIACH ELEKTROMAGNETYCZNYCH I OPTYMALIZACYJNYCH UKADW
ELEKTRYCZNYCH
Barbara Grochowicz, Witold Kosiski LAGRANGE'S METHOD FOR DERIVATION AND
SOLVING LONG LINE EQUATIONS
Dariusz Kusiak, Zygmunt Pitek, Tomasz Szczegielniak WPYW ODLEGOCI MIDZY
PRZEDOWODAMI A EKRANEM NA POLE MAGNETYCZNE EKRANOWANEGO
DWUPRZEWODOWEGO BIFILARNEGO TORU WIELKOPRDOWEGO
Tomasz Rymarczyk, Stefan F. Filipowicz SOLVING INVERSE PROBLEM IN EIT BY
LEVENBERGMARQUARDT LEVEL SET METHOD
XXI Sympozjum PTZE, Lubliniec 2011
11
Adam witoski, Tomasz Bachowicz, Marcin Zieliski, Marta Misiuk-Hojto, Konrad
Wojciechowski DIAGNOSTYKA PRZEDNIEGO I TYLNEGO ODCINKA GAKI OCZNEJ Z
WYKORZYSTANIEM OBRAZOWANIA WIELOSPEKTRALNEGO
Mykhaylo Zagirnyak, A. Kalinov, M. Maliakova AN ALGORITHM FOR THE ELECTRIC
CIRCUITS CALCULATION ON THE BASIS OF INSTANTANEOUS POWER
COMPONENTS BALANCE
10:30 11:00 Przerwa na kaw / Coffee break
11:00 12:30
S E S J A IX
SYMULACJE KOMPUTEROWE II / COMPUTER SIMULATIONS II
(Chairman: Anna Pawiak-Mowna, Romuald Kotowski)
Pawe Biekowski, Bartomiej Zubrzak OPTYMALIZACJA ALGORYTMW
WYZNACZANIA CHARAKTERYSTYK METROLOGICZNYCH CZUJNIKW POLA
ELEKTROMAGNETYCZNEGO
Konstanty M. Gawrylczyk INVERSE TASKS OF ELECTROMAGNETIC FIELD UTILIZING
SENSITIVITY ANALYSIS IN THE TIME DOMAIN
Pawe Jaboski APPROXIMATE BEM ANALYSIS OF THIN MAGNETIC SHIELD
OF VARIABLE THICKNESS
Eugeniusz Kurgan, Agnieszka Wantuch MODELLING OF THE CURRENT
AND POTENTIAL DISTRIBUTION IN CAVITY CORROSION
Micha anczont APROKSYMACYJNY MODEL PTLI HISTEREZY DLA MODELI
NUMERYCZNYCH OBWODW NIELINIOWYCH
12:30 Zakoczenie konferencji / Closing Cremony
13:00 Obiad / Lunch
XXI Sympozjum PTZE, Lubliniec 2011
12
SPIS REFERATW
Wprowadzenie .................................................................................................................................... 18
1. Stanisaw Apanasewicz, Stanisaw Pawowski, Jolanta Plewako ANALIZA POLA
ELEKTROMAGNETYCZNEGO ADUNKU ELEKTRYCZNEGO PORUSZAJCEGO
SI ZE STAYM PRZYSPIESZENIEM .................................................................................... 20
2. Stanisaw Apanasewicz, Stanisaw Pawowski, Jolanta Plewako WASNOCIACH
I ZASTOSOWANIU W ELEKTRODYNAMICE FUNKCJI DELTA DIRACA
O ZESPOLONYM ARGUMENCIE .......................................................................................... 21
3. Stanisaw Apanasewicz, Stanisaw Pawowski, Jolanta Plewako ROZPRASZANIE FALI
ELEKTROMAGNETYCZNEJ WYSOKIEJ CZSTOTLIWOCI NA TRJCIENNYM
NAROU PRZEWODZCYM .................................................................................................. 22
4. Barbara Atamaniuk, Hanna Rothkaehl ELECTROMAGNETIC AND PLASMA
ENVIRONMENT IN THE MOON SPACE ............................................................................... 25
5. Krzysztof Barea, Liliana Byczkowska-Lipiska, Henryk Maecki GBOKO WNIKANIA
PROMIENIOWANIA ELEKTROMAGNETYCZNEGO W OBIEKTY BIOLOGICZNE
Krzysztof Barea, Liliana Byczkowska-Lipiska, Henryk Maecki ........................................... 26
6. Marcin Basiaga, Zbigniew Paszenda, Witold Walke BADANIA WASNOCI
ELEKTROCHEMICZNYCH WARSTW WGLOWYCH STOSOWANYCH
NA WYROBACH MEDYCZNYCH ......................................................................................... 31
7. Karol Bednarek, Leszek Kasprzyk, Andrzej Tomczewski APLIKACJE WIELOWTKOWE
W OBLICZENIACH ELEKTROMAGNETYCZNYCH I OPTYMALIZACYJNYCH
UKADW ELEKTRYCZNYCH ............................................................................................. 34
8. Karol Bednarek BADANIA ELEKTROMAGNETYCZNYCH ODDZIAYWA
URZDZE SILNOPRDOWYCH ......................................................................................... 39
9. Pawe Biekowski, Hubert Trzaska AN INTEGRATED EXPOSURE SYSTEM ...................... 42
10. Pawe Biekowski, Bartomiej Zubrzak OPTYMALIZACJA ALGORYTMW
WYZNACZANIA CHARAKTERYSTYK METROLOGICZNYCH CZUJNIKW POLA
ELEKTROMAGNETYCZNEGO .............................................................................................. 44
11. Pawe Biekowski, Bartomiej Zubrzak RDA POLA ELEKTROMAGNETYCZNEGO
W YCIU CODZIENNYM CZOWIEKA ................................................................................ 49
12. Pawe Bodera, Boena Antkowiak, Wanda Stankiewicz, Jarosaw Kieliszek, Jaromir Sobiech,
Andrzej Krawczyk, Andrzej Wojdas THE INDIRECT SUPPRESSIVE EFFECT OF THE
ELECTROMAGNETIC FIELD (EMF) ON ANALGESIC EFFECT OF THE OPIOID DRUG
(TRAMADOL) ............................................................................................................................ 53
13. Borys Borowik ODKSZTACENIE WSADW RUROWYCH WYBRANYCH
MATERIAW W PROCESIE ELEKTRODYNAMICZNEGO FORMOWANIA
METALI ...................................................................................................................................... 57
14. Liliana Byczkowska-Lipiska, Agnieszka Wosiak ANALIZA METADANYCH OBRAZW
MEDYCZNYCH W DIAGNOSTYCZNYCH SYSTEMACH KOMPUTEROWYCH ............. 60
15. Antoni Ciela WYSOKOGRADIENTOWY SEPARATOR MAGNETYCZNY
W ZASTOSOWANIU DO ROZDZIELANIA I WZBOGACANIA GAZW ........................... 62
XXI Sympozjum PTZE, Lubliniec 2011
13
16. Katarzyna Ciosk SEPARACJA CZSTEK METOD DIELEKTROFOREZY ....................... 65
17. Goga Cvetkovkski, Paul Lefley, Lidija Petkovska, Saeed Ahmed A NEW DESIGN
OF LOW COST ENERGY EFFICIENT SINGLE PHASE BRUSHLESS DC MOTOR ........... 67
18. Venco orluka, eljko Hederi, Miralem Hadiselimovi MOISTURE MEASUREMENT
IN SOLID SAMPLES USING RAMAN SPECTROSCOPY ..................................................... 70
19. Mihail Digalovski, Lidija Petkovska IMPACT OF THE THREE-PHASE TRANSFORMER
TOPOLOGY ON THE LEAKAGE INDUCTANCE .................................................................. 73
20. Ivo Dolezel, Petr Kropik, Bohus Ulrych MONOLITHIC MODEL OF INDUCTION
HEATING OF A THIN CONDUCTIVE PLATE WITH RESPECTING
THERMOELASTICITY ............................................................................................................. 76
21. Agnieszka Duraj, Andrzej Krawczyk DOBR MIAR ODLEGOCI
W HIERARCHICZNYCH METODACH WYKRYWANIA WYJTKW ............................. 79
22. Piotr Gas THE HISTORY OF HYPERTHERMIA AND THE ATTEMPTS OF UTILIZING
IT IN ELECTROTHERAPY ....................................................................................................... 81
23. K.M. Gawrylczyk INVERSE TASKS OF ELECTROMAGNETIC FIELD UTILIZING
SENSITIVITY ANALYSIS IN THE TIME DOMAIN ............................................................. 83
24. Aleksander Gsiorski, Zdzisaw Posyek IDENTYFIKACJA
POLA ELEKTROMAGNETYCZNEGO W PRZESTRZENI POMIAROWEJ
KOMORY GTEM ...................................................................................................................... 86
25. Aleksander Gsiorski, Zdzisaw Posyek TRANSMISYJNA SYMETRYCZNA LINIA
PASKOWA JAKO UKAD WYMUSZAJCY JEDNORODNE POLE ELEKTRYCZNE
W ZAKRESIE CZSTOTLIWOCI RADIOWYCH................................................................ 89
26. Zygmunt J. Grabarczyk UKAD DO POMIARU WARTOCI ADUNKU
ELEKTRYCZNEGO TRANSFEROWANEGO W CZASIE WYADOWA
ELEKTROSTATYCZNYCH, DLA POTRZEB OCHRONY
PRZECIWWYBUCHOWEJ ....................................................................................................... 93
27. Barbara Grochowicz, Witold Kosiski LAGRANGE'S METHOD FOR DERIVATION
AND SOLVING LONG LINE EQUATIONS ........................................................................... 96
28. Miralem Hadiselimovi, Matic Blaznik, Bojan tumberger MAGNETICALLY
NONLINEAR DYNAMIC MODEL OF A SERIES WOUND DC MOTOR ............................. 97
29. Dalibor Igrec, Amor Chowdhury, Miralem Hadiselimovi, Bojan tumberger
ENVIRONMENTAL VALUES DETECTION MEASURING CELL FOR EXPLOITATION
OF WIND AND SOLAR RENEWABLE ENERGY ................................................................ 100
30. Pawe Jaboski APPROXIMATE BEM ANALYSIS OF THIN MAGNETIC SHIELD
OF VARIABLE THICKNESS .................................................................................................. 102
31. Andrzej Jderko STANOWISKO Z SILNIKIEM SYNCHRONICZNYM
Z MAGNESAMI TRWAYMI PMSM DO BADANIA UKADW NAPDOWYCH
Z ELEMENTEM SPRYSTYM ............................................................................................ 105
XXI Sympozjum PTZE, Lubliniec 2011
14
32. Marcin Kaczmarek, Witold Walke, Zbigniew Paszenda ZASTOSOWANIE
ELEKTROCHEMICZNEJ SPEKTROSKOPII IMPEDANCYJNEJ
DO OCENY ODPORNOCI KOROZYJNEJ STOPU NI-TI ................................................... 108
33. Pavel Karban, Frantiek Mach, Ivo Dolezel MONOLITHIC MODEL OF INDUCTION
HEATING OF CYLINDRICAL NONMAGNETIC BILLETS ROTATING
IN A SYSTEM OF PERMANENT MAGNETS ....................................................................... 110
34. Jarosaw Kieliszek, Jaromir Sobiech, Wanda Stankiewicz NOWY KIERUNEK
W OCENIE NARAENIA NA POLE ELEKTROMAGNETYCZNE W RODOWISKU
PRACY. PROJEKT DOZYMETRU MIKROFALOWEGO .................................................... 113
35. Wojciech Koton, Tomasz Trawiski BADANIA DRGA SILNIKW
WRZECIONOWYCH PAMICI MASOWYCH ..................................................................... 116
36. Andrzej Krawczyk, Ewa ada-Tondyra THE EVOLUTION OF ELECTROMAGNETIC
FIELD LIMITATION IN ICNIRPS STANDARDS ................................................................ 118
37. Roman Kubacki, Jarosaw Ferenc, R. Przesmycki SKUTECZNO EKRANOWANIA
NANOKRYSTALICZNEGO PROSZKU STOPU FE SI B CU NB W ZAKRESIE
MIKROFALOWYM ................................................................................................................. 121
38. Marek Kuchta, Marek Szulim ELEKTRONICZNY ZESTAW POMIAROWY
DO BADA DIAGNOSTYCZNYCH PROTEZ ZBOWYCH
PRZY WYMUSZENIACH DYNAMICZNYCH ...................................................................... 124
39. Mikls Kuczmann PARALLEL FINITE ELEMENT METHOD ............................................ 127
40. Eugeniusz Kurgan FORCE CALCULATION IN AC DIELECTROPHORESIS .................... 129
41. Eugeniusz Kurgan, Agnieszka Wantuch MODELLING OF THE CURRENT
AND POTENTIAL DISTRIBUTION IN CAVITY CORROSION .......................................... 132
42. Eugeniusz Kurgan NUMERICAL STUDY OF NANOPARTICLE HYPERTHERMIA.......... 136
43. Eugeniusz Kurgan, Piotr Gas USE OF RF HYPERTHERMIA FOR TREATMENT
OF TUMORS LOCATED IN THE HUMAN THIGH .............................................................. 141
44. Lucjan Kurzak WIATOWE TENDENCJE WYKORZYSTANIA ENERGII
FOTOWOLTAICZNEJ ............................................................................................................. 144
45. WPYW ODLEGOCI MIDZY PRZEDOWODAMI A EKRANEM NA POLE
MAGNETYCZNE EKRANOWANEGO DWUPRZEWODOWEGO BIFILARNEGO
TORU WIELKOPRDOWEGO Dariusz Kusiak, Zygmunt Pitek, Tomasz Szczegielniak .... 147
46. Marek Lis A COMPARISON OF MAGNETO-MECHANICAL DEPENDENCIES
OF A BRUSHLEES MOTOR WITH PERMANENT MAGNET EXCITATION
IN BLDC AND PMSM MODES .............................................................................................. 150
47. Micha anczont APROKSYMACYJNY MODEL PTLI HISTEREZY
DLA MODELI NUMERYCZNYCH OBWODW NIELINIOWYCH ................................... 152
48. Maciej opucki, A. Nowakowski, W. Rogowska, Stanisaw Pietruszewski THE IMPACT
OF 50HZ OSCILLATING ELECTROMAGNETIC FIELD ON HSP90 EXPRESSION
IN HUMAN PLACENTA COTYLEDON PERFUSED IN VITRO ......................................... 154
XXI Sympozjum PTZE, Lubliniec 2011
15
49. Pawe A. Mazurek ANALIZA ZABURZE PROMIENIOWANYCH REAKTORA
PLAZMOWEGO TYPU GLIDARC ......................................................................................... 157
50. Arkadiusz Miaskowski, Andrzej Krawczyk MAGNETIC FLUID HYPERTHERMIA
FOR CANCER THERAPY ...................................................................................................... 160
51. Arkadiusz Miaskowski, Sawomir Ciszczyk TWO-STEP INVERSE PROBLEM
ALGORITHM FOR GROUND PENETRATING RADAR TECHNIQUE .............................. 162
52. Joanna Michaowska, Arkadiusz Miaskowski, Andrzej Wac-Wodarczyk METODY
WSPOMAGAJCE I UZUPENIAJCE DETEKCJ RAKA
GRUCZOU PIERSIOWEGO .................................................................................................. 164
53. Mariusz Najgebauer ZJAWISKO GIGANTYCZNEJ MAGNETOIMPEDANCJI
W ZASTOSOWANIACH PRAKTYCZNYCH ........................................................................ 166
54. Lidija Petkovska, Goga Cvetkovski ASSESSMENT OF TORQUES FOR
A PERMANENT MAGNET BRUSHLESS MOTOR USING FEA ......................................... 169
55. Anna Pawiak-Mowna, Andrzej Krawczyk REMOTE TRANSMISSION
OF CARDIAC IMPLANT PATIENTS DATA ......................................................................... 173
56. Andrzej Popenda ANALYSIS AND INVESTGATIONS INTO SENSORLESS
CONTROL SYSTEM BASED ON DOUBLY FED MACHINE WORKING
AS A GENERATOR ................................................................................................................ 174
57. Andrzej Rusek A GENERAL MATHEMATICAL MODEL OF DRIVE SYSTEM
FOR POLYMERIZATION REACTOR BASED ON ASYNCHRONOUS
INDUCTION MOTOR WITH PIPE BODY ............................................................................ 177
58. Andrzej Rusek DETERMINATION OF PARAMETERS TO DEFINE
A RESULTANT INERTIAL MOMENT OF THE DRIVE SYSTEM
FOR POLYMERIZATION REACTOR BASED ON ASYNCHRONOUS
INDUCTION MOTOR WITH A PIPE BODY ......................................................................... 180
59. ZASTOSOWANIE TELEMEDYCYNY Remigiusz Rydz ....................................................... 183
60. Tomasz Rymarczyk, Stefan F. Filipowicz SOLVING INVERSE PROBLEM
IN EIT BY LEVENBERGMARQUARDT LEVEL SET METHOD...................................... 185
61. Stefan Sieradzki, Damian Kardas NOWOCZESNE TECHNIKI PROJEKTOWANIA
I WYTWARZANIA MASZYN ELEKTRYCZNYCH I TRANSFORMATORW ................ 188
62. Jaromir Sobiech, Jarosaw Kieliszek, Wanda Stankiewicz ODWZOROWANIE
STANOWISKA PRACY W NUMERYCZNEJ OCENIE NARAENIA NA POLE
ELEKTOMAGNETYCZNE NA PRZYKADZIE OPERATORW RADIOSTACJI
PLECAKOWYCH ..................................................................................................................... 200
63. Wanda Stankiewicz, Marek J. Dbrowski, Jarosaw Kieliszek, Jaromir Sobiech,
Pawe Bodera, Andrzej Krawczyk, Maciej P. Dbrowski IMMUNOMODULACYJNE
DZIAANIE POLA 900MHZ ................................................................................................... 203
64. Bojan tumberger, Miralem Hadiselimovi DESIGN OF PERMANENT MAGNET
SYNCHRONOUS MACHINE FOR MICRO-HYBRID ELECTRIC VEHICLE
OPERATION ............................................................................................................................. 206
XXI Sympozjum PTZE, Lubliniec 2011
16
65. Bojan tumberger, Miralem Hadiselimovi FLUX-WEAKENING PERFORMANCE
OF FRACTIONAL-SLOT PERMANENT MAGNET SYNCHRONOUS MOTORS
WITH CONCENTRATED WINDINGS ................................................................................... 208
66. Pawe Surdacki WPYW WARUNKW PRACY NA PARAMETRY ZANIKANIA
NADPRZEWODZENIA W PRZEWODZIE NADPRZEWODNIKOWYM MgB2/Cu .......... 211
67. Adam witoski, Romualda Mucha, Dariusz Danowski, Monika Mucha, Grzegorz Cielar,
Andrzej Polaski, Konrad Wojciechowski, Aleksander Siero DIAGNOSTYKA
PATOLOGII RUCHU NA PODSTAWIE ZREDUKOWANYCH
DANYCH KINEMATYCZNYCH ............................................................................................ 213
68. Adam witoski, Tomasz Bachowicz, Marcin Zieliski, Marta Misiuk-Hojto,
Konrad Wojciechowski DIAGNOSTYKA PRZEDNIEGO I TYLNEGO ODCINKA
GAKI OCZNEJ Z WYKORZYSTANIEM OBRAZOWANIA
WIELOSPEKTRALNEGO ....................................................................................................... 217
69. Adam witoski, Romualda Mucha, Dariusz Danowski, Grzegorz Cielar, Andrzej Polaski,
Konrad Wojciechowski, Aleksander Siero IDENTYFIKACJA OSOBY
NA PODSTAWIE KINEMATYKI JEJ CHODU ..................................................................... 220
70. Janusz Szewczenko, Magdalena Pochrzst, Witold Walke OCENA WASNOCI
ELEKTROCHEMICZNYCH ZMODYFIKOWANEGO POWIERZCHNIOWO
STOPU TI-6AL-4V ELI ............................................................................................................ 223
71. Krzysztof Szewczyk, Rafa Golisz , Tomasz Walasek, Zygmunt Kucharczyk WPYW
SZCZELINY POWIETRZNEJ WOK MAGNESU STAEGO NA PRAC
KONCENTRATORA STRUMIENIA NABIEGUNNIKA W WIRNIKU SILNIKA
SYNCHRONICZNEGO Z MAGNESAMI STAYMI Z WEWNTRZNYM OBWODEM
MAGNETYCZNYM ................................................................................................................. 225
72. Zygmunt Szymaski NOWOCZESNE METODY IDENTYFIKACJI LOKALIZACJI
LUDZI W PODZIEMNYCH WYROBISKACH KOPALNIANYCH ORAZ
W JASKINIACH I TUNELACH KOMUNIKACYJNYCH ..................................................... 227
73. Mitsuhiko Toho DAMAGES OF ELECTRIC POWER FACILITIES CAUSED
BY THE 2011 EASTERN JAPAN GREAT EARTHQUAKE AND TSUNAMI
A BRIEF SURVEY ................................................................................................................... 228
74. Tomasz Trawiski, Krzysztof Kluszczyski MODEL OBWODOWY
DWUUZWOJENIOWEGO SILNIKA VCM DLA SYSTEMW POZYCJONOWANIA
GOWIC DYSKW TWARDYCH ......................................................................................... 230
75. Janusz Tykocki WPYW PRZEWODNOCI CIEPLNEJ GRUNTU
NA ROZKAD POLA TEMPERATURY W UKADACH KABLOWYCH 110 kV ............ 232
76. Peter Virti VARIATIONS OF PERMANENT MAGNETS DIMENSIONS
IN AXIAL FLUX PERMANENT MAGNET SYNCHRONOUS MACHINE ......................... 235
77. Andrzej Wac-Wodarczyk, Pawe A. Mazurek, Angelika Baejewska, Grzegorz Masowski,
Tobiasz Parys, Katarzyna Przytua, ukasz Zitek POMIARY EMISJI
ELEKTROMAGNETYCZNEJ W.CZ. W BUDYNKACH KAMPUSU
POLITECHNIKI LUBELSKIEJ ............................................................................................... 238
78. Andrzej Wac-Wodarczyk, Andrzej Kaczor WPYW PODSTAWOWYCH PARAMETRW
PRACY REAKTORA PLAZMOWEGO TYPU GLIDARC NA WARTOCI ZABURZE
PRZEWODZONYCH ............................................................................................................... 241
XXI Sympozjum PTZE, Lubliniec 2011
17
79. Agnieszka Wantuch OCHRONA KATODOWA PODZIEMNYCH ZBIORNIKW .............. 244
80. Bogusaw Wisz POJEMNOCI SPRZGAJCE W DWUSTRONNYCH
STRUKTURACH MIKROUKADU Z WARSTW DIELEKTRYKA ................................. 247
81. Joanna Wyszkowska, Maria Stankiewicz POLE ELEKTROMAGNETYCZNE
ATRAKTANT CZY REPELENT DLA OWADW? .............................................................. 250
82. Mykhaylo Zagirnyak, A. Kalinov, M. Maliakova AN ALGORITHM
FOR THE ELECTRIC CIRCUITS CALCULATION ON THE BASIS
OF INSTANTANEOUS POWER COMPONENTS BALANCE ............................................. 253
83. Mykhaylo Zagirnyak, T. Korenkova, I. Alieksieieva ENHANCEMENT
OF INSTANTANEOUS POWER METHOD IN THE PROBLEMS OF ESTIMATION
OF ELECTROMECHANICAL COMPLEXES POWER CONTROLLABILITY ................... 256
84. Wojciech Zajc WYDAJNA TRANSMISJA DANYCH WIZYJNYCH PRZEZ CZA
RADIOWE O MAEJ PRZEPUSTOWOCI ........................................................................... 259
XXI Sympozjum PTZE, Lubliniec 2011
18
WPROWADZENIE
Tegoroczne XXI Sympozjum PTZE odbywa si w Lublicu, miecie lecym onegdaj na granicy
polsko-pruskiej czy w XX wieku polsko-niemieckiej. Tradycj spotka PTZE jest to, e organizowane
s w rnych ciekawych miejscach Polski mamy nadziej, e takim ciekawym miejscem okae si
dla uczestnikw Lubliniec. Miasto siga czasw kiedy wadali nim ksita opolscy i istniej budowle
i miejsca przypominajce jego histori. Ale Lubliniec jest miastem, z ktrym zwizana jest mocno
kultura i nauka europejska. Jest spraw dla miasta bardzo wan, e upodobaa je sobie na wakacyjne
wypady do dziadkw Edyta Stein, wielka filozofka, wita Kocioa Katolickiego, ofiara Holokaustu.
Samuel Courant, lubliniecki handlowiec i jego ona Adelajda byli dziadkami Edyty i to do nich
wanie przyjedaa z rodzinnego Wrocawia (Breslau) Edyta. Doceniajc i dziadkw Courantw
i upodobania Edyty do ich odwiedzania mieszkacy Lublica uczynili j w 2008 roku Patronk
Miasta. Dom Courantw stoi na tym samym miejscu, a zatem mona go zobaczy, a od kilku lat
rwnie obejrze w nim muzeum powicone Edycie Stein.
Ale Courantowie i Lubliniec mog si szczyci rwnie drugim wielkim wnukiem i obywatelem,
a mianowicie Richardem Courantem, wielkim matematykiem, kuzynem Edyty, ktry przyszed tame
na wiat w 1888 roku i przez 3 lata by mieszkacem Lublica. Potem rodzice Richarda przenieli si
do Kodzka (Glatzu), a potem do Wrocawia, gdzie Richard podj studia matematyczne. Zachcony
opiniami o dziaalnoci Davida Hilberta w Getyndze przenis si tam i dalsze jego losy jako
matematyka w duej mierze zwizay si z Hilbertem. W 1933 roku w obliczu zbliajcego si
szalestwa nazistowskiego Courant uda si do Stanw Zjednoczonych Ameryki Pnocnej gdzie
kontynuowa swoj karier matematyka. Pracowa na uniwersytecie w Nowym Jorku gdzie stworzy
silny orodek badawczy w matematyce stosowanej. Zmar w 1972 roku.
Najciekawszym dla uczestnikw XXI Sympozjum PTZE jest nie tylko yciorys Richarda Couranta,
ale to, e cz jego twrczoci matematycznej cile wie si z obszarem naszej dziaalnoci. Ot,
Richard Courant by twrc, tak przynajmniej uwaa wielu historykw nauki, metody elementw
skoczonych. Kady, kto zetkn si z symulacjami komputerowymi, wie jak rol
w elektromagnetyzmie obliczeniowym odegraa ta metoda analizy numerycznej, i nadal odgrywa.
Richard Courant zastosowa do rozwizania zagadnienia brzegowego metod wariacyjn, ktr
zalgorytmizowa poprzez wprowadzenie podziau obszaru na elementy trjktne. Ale eby jeszcze
bardziej Couranta wple w nasze Sympozjum to podajmy jeszcze, ze ojcem drugiej ony Couranta,
Neriny, by Carl Runge, synny matematyk od metody Rungego-Kutty, metody iteracyjnego
rozwizywania ukadw rwna rniczkowych. Ale eby zadowoli te tych uczestnikw
sympozjum, ktrzy nie prowadz symulacji komputerowych a badaj procesy elektromagnetyczne
i biologiczne trzeba doda, e dziadkiem Nelly, teciem Carla, by synny fizjolog Emil Du Bois-
Reymond, niemiecki lekarz i zoolog, prekursor eksperymentalnej elektrofizjologii, badacz
elektrycznoci zwierzt.
Moe z tego wanie powodu XXI Sympozjum PTZE przycigno uwag wielu badaczy, zgoszono
bowiem nadzwyczajnie du liczb uczestnikw, chyba rekordow w historii naszych spotka. Jak
zwykle referaty dotycz wielu dziedzin zastosowa elektromagnetyzmu, a wyrniajce si grupy
tematyczne to elektromagnetyzm w inynierii elektrycznej, elektromagnetyzm w rodowisku
bioelektromagnetyzm) i elektromagnetyzm obliczeniowy. Cech spotka PTZE jest wanie owa
rnorodno tematyczna, co czyni te spotkania zupenie wyjtkowymi na mapie konferencyjnej
kraju, i nie tylko; gromadz one badaczy z rozmaitych obszarw, od inynierii elektrycznej poprzez
fizyk do biologii i medycyny. Drug cech spotka PTZE jest prawie rwnoliczny udzia modych
badaczy oraz kadry profesorskiej. Przynosi to korzyci zarwno tym modym mog korzysta
z dowiadczenia i wiedzy profesorskiej, jak i tym starszym uzyskuj ciekawe i twrcze inspiracje ze
strony modziey naukowej. Obecne sympozjum jest doskona ilustracj obu tych cech.
XXI Sympozjum PTZE, Lubliniec 2011
19
Sympozjum wsporganizowane jest przez Wydzia Elektryczny Politechniki Czstochowskiej oraz
Polsko-Japosk Wysz Szko Technik Komputerowych. W tym miejscu chciabym podzikowa
Wadzom obydwu instytucji, Panu Dziekanowi Andrzejowi Ruskowi i Panu Rektorowi Jerzemu
Pawowi Nowackiemu za ich wkad w zorganizowanie konferencji.
Materiay po-konferencyjne zostan wydane w Przegldzie Elektrotechnicznym oraz Acta Technica
CSAV w normalnej procedurze wydawniczej. Tutaj te chc podzikowa wydawcom tych pism,
Panu Profesorowi Sawomirowi Tumaskiemu i Panu Profesorowi Ivo Dolezelovi za ich pomoc
w realizacji materiaw po-konferencyjnych.
W imieniu organizatorw XXI Sympozjum PTZE ycz wszystkim jego uczestnikom owocnych
obrad, budowania twrczych kontaktw interdyscyplinarnych i midzy instytucjami, ale te ycz
twrczego wykorzystania atmosfery Lublica, miasta Edyty Stein i Richarda Couranta.
Andrzej Krawczyk, Prezes PTZE
XXI Sympozjum PTZE, Lubliniec 2011
20
ANALIZA POLA ELEKTROMAGNETYCZNEGO ADUNKU
ELEKTRYCZNEGO PORUSZAJCEGO SI ZE STAYM
PRZYSPIESZENIEM
Stanisaw Apanasewicz1, Stanisaw Pawowski1, Jolanta Plewako2
Politechnika Rzeszowska 1Katedra Elektrodynamiki i Ukadw Elektromaszynowych
2Katedra Energoelektroniki i Elektroenergetyki
W pracy wykorzystano wzory Linarda-Wiecherta do obliczenia pola elektromagnetycznego
adunku elektrycznego poruszajcego si ze staym przyspieszeniem a. Zakada si, e ruch
adunku odbywa si pod wpywem staej siy, tzn. jest opisywany w przyblieniu
nierelatywistycznym. Przedstawiono peny opis pola elektromagnetycznego zarwno w
strefie bliskiej jak i dalekiej. Istotnym osigniciem pracy jest otrzymanie uoglnionych
transformat Lorentza, czasowo-przestrzennych, wicych wsprzdne (x, t) w ukadzie
inercjalnym ze wsprzdnymi (x, t) w ukadzie poruszajcym si ze staym
przyspieszeniem. Przeksztacenia te maj posta:
1'
1'
2
2
tc
a
a
cx
tc
a
a
cx
(1)
tc
ax
a
ct
tc
xa
a
ct
2
2
'1
1'
(2)
gdzie: ctxc
a
2
21 , ''
21
2ctx
c
a .
Innym wanym wynikiem pracy jest wykazanie, e prdko wiata w ukadzie
przyspieszonym jest mniejsza od prdkoci wiata w ukadach inercjalnych c. Problem
prdkoci wiata w ukadach nieinercjalnych jest dotychczas mao zbadany.
Przedstawione uoglnione przeksztacenia Lorentza dla ukadu przyspieszonego wi tylko
wsprzdne czasoprzestrzenne (x, t) z (x, t), natomiast nie udao si dotychczas otrzyma
przeksztace wicych skadowe pola elektromagnetycznego. W przypadku przejcia
midzy ukadami inercjalnymi przeksztacenia takie (transformacje Lorentza dla pl)
otrzymuje si korzystajc z zasady rwnowanoci, tj. z faktu, e rwnania Maxwella
w kadym ukadzie inercjalnym maj tak sam posta. Przy przechodzeniu do ukadu
nieinercjalnego zasada ta nie obowizuje i std pojawiaj si trudnoci w znalezieniu
analogicznych wzorw transformacyjnych.
XXI Sympozjum PTZE, Lubliniec 2011
21
O WASNOCIACH I ZASTOSOWANIU
W ELEKTRODYNAMICE
FUNKCJI DELTA DIRACA O ZESPOLONYM ARGUMENCIE
Stanisaw Apanasewicz1, Stanisaw Pawowski1, Jolanta Plewako2
Politechnika Rzeszowska 1Katedra Elektrodynamiki i Ukadw Elektromaszynowych
2Katedra Energoelektroniki i Elektroenergetyki
Zagadnienie dyfrakcji fali elektromagnetycznej na narou przewodzcym (rys. 1). mona
rozwiza stosujc transformaty Liebiediewa-Kontorowicza (z jdrem w postaci funkcji
Bessela z urojonym wskanikiem) [1]. W trakcie oblicze pojawia si problem wyznaczania
wartoci caek postaci: tttS
Stdcos
sh
sh
0 0
, gdzie: S , S0, wielkoci niezalene od zmiennej
cakowania t. Dla S < S0 caka ta jest zbiena w normalnym sensie (Riemanna) [2], dla S = S0
mamy:
0
d cos t , natomiast dla S > S0 jest ona rozbiena. Jak si okazuje, ten ostatni
przypadek odpowiada opisowi pola fali ugitej w obszarze cienia (por. rys. 1), stanowi wic
istotny i trudny problem obliczeniowy. Autorzy znaleli sposb jego rozwizania na drodze
uoglnienia funkcji delta Diraca na dziedzin liczb zespolonych, tzn.:
1 , 2 jjyx . Pozwala to na nadanie poprawnego sensu cakom rozbienym typu:
0
,d cos tte t
00
d sin sh ,d cos ch tttttt i
podobnym. Otrzymujemy na przykad:
jjj
ttt
2d sin sh
0
.
W pracy przedstawiono szereg wasnoci
uoglnionej w ten sposb funkcji delta
Diraca i podano przykadowe jej
zastosowania w teorii pola elektro-
magnetycznego.
Rys. 1. Dyfrakcja paskiej fali elektromagnetycznej
na narou przewodzcym
Literatura
[1] S. Apanasewicz, S. Pawowski, J. Plewako,: The study of the flat waves diffraction on the sharp corner,
Przegld Elektrotechniczny (Electrical Review), str. 87 90, 5/2010
[2] J. S. Gradstein, J. M. Rizhikh, Tables of Integrals, Series, Sums and Products, Moscov, 1962, str. 518
cieo
fala padajca
,
XXI Sympozjum PTZE, Lubliniec 2011
22
ROZPRASZANIE FALI ELEKTROMAGNETYCZNEJ
WYSOKIEJ CZSTOTLIWOCI
NA TRJCIENNYM NAROU PRZEWODZCYM
Stanisaw Apanasewicz1, Stanisaw Pawowski1, Jolanta Plewako2
Politechnika Rzeszowska 1Katedra Elektrodynamiki i Ukadw Elektromaszynowych
2Katedra Energoelektroniki i Elektroenergetyki
Wstp
Wyznaczanie rozkadw pl elektromagnetycznych w ukadach zawierajcych ciaa
przewodzce z krawdziami i naroami o maym promieniu krzywizny stwarza szereg
ronego rodzaju trudnoci obliczeniowych. Wi si one gwnie z tym, i w pobliu
krawdzi i naroy pole doznaje gwatownych zmian na maych odlegociach, czyli funkcje
pola staj si mao regularne. W przypadku stosowania typowych numerycznych metod
obliczeniowych, jak MES, czy MRS, szczegowe uwzgldnienie tych zmian wymaga
zastosowania bardzo gstej dyskretyzacji obszarw w pobliu takich powierzchni, co
prowadzi do znacznego powikszenia numerycznego modelu zagadnienia. Dodatkowe
trudnoci pojawiaj si w przypadkach gdy obszar stanowicy otoczenie ciaa przewodzcego
jest nieograniczony, jak np. w zagadnieniach rozpraszania fali elektromagnetycznej na ciele
przewodzcym. Problemy te staj si szczeglnie uciliwe w przypadku zagadnie
trjwymiarowych. W tej sytuacji do powszechn praktyk jest ignorowanie efektw
wystpujcych w ssiedztwie krawdzi i naroy wskutek niedostosowania siatki
dyskretyzacyjnej do zmiennoci funkcji pola. Rozwizania takie obarczone s duymi
bdami lokalnymi; trudno te oceni w jakim stopniu te bdy mog wpywa na poprawno
okrelenia rozkadu pola w pozostaej czci rozpatrywanego obszaru.
Nadrzdnym przedsiwziciem autorw niniejszej pracy jest, z jednej strony, zbadanie na
drodze symulacji numerycznych efektw fizycznych w bliskim ssiedztwie krawdzi i naroy
cia przewodzcych oraz z drugiej, dokonanie oceny w jakim stopniu ignorowanie tych
efektw moe wpywa na dokadno oblicze rozkadu pola w pozostaej czci obszaru.
Celem niniejszej pracy jest analiza zagadnienia rozproszenia fali elektromagnetycznej
wysokiej czstotliwoci na typowych naroach
wystpujcych w miejscu styku trzech wzajemnie
prostopadych cian (rys.1) jednorodnego
i izotropowego ciaa przewodzcego o staych
parametrach materiaowych. W celu uniknicia
trudnoci zwizanych z nieograniczonoci
powierzchni granicznych do analizy przyjto obszar
przewodzcy majcy ksztat szecianu
z zaokrglonymi krawdziami i wierzchokami (rys. 2)
o boku kilkukrotnie wikszym od dugoci fali.
Parametry materiaowe obszaru przewodzcego
przyjto jak dla aluminium oraz typowej stali
konstrukcyjnej (w liniowym zakresie krzywej
Rys. 1. Naroe trjcienne
XXI Sympozjum PTZE, Lubliniec 2011
23
magnesowania). Jako pole wzbudzajce przyjto pask fal elektromagnetyczn o
czstotliwoci 10 GHz i polaryzacji rwnolegej do jednej z krawdzi naroa.
Sformuowanie zagadnienia
Rozpatrywane zagadnienie dotyczy wic analizy rozkadu harmonicznego pola
elektromagnetycznego wewntrz i w otoczeniu ciaa przewodzcego o ksztacie szecianu z
zaokrglonymi krawdziami i wierzchokami,
oddziaywujcego z zewntrznym polem paskiej fali
elektromagnetycznej. Geometri ukadu wraz z
przyjtym ukadem wsprzdnych kartezjaskich
ilustruje rys. 2. Pocztek O ukadu wsprzdnych
przyjto w geometrycznym rodku szecianu, za
orientacj osi rwnolegle do jego krawdzi. Pole
wzbudzajce jest fal pask rozchodzc si w
kierunku rwnolegym do osi OX spolaryzowan
rwnolegle do osi OY
Przy poczynionych zaoeniach, zespolone amplitudy
E i H wektorw nate pl elektrycznego
i magnetycznego speniaj rwnania:
0div rot
0div rot
EHE
HEH
n
n
gdzie: 2 1 , , ,njj nnnnn , - przewodno elektryczna, - przenikal-
no elektryczna, - przenikalno magnetyczna, n numer orodka. Skadowe pola
elektromagnetycznego musz ponadto spenia klasyczne warunki brzegowe na powierzchni
granicznej:
II||
I||
II||
I|| , EEHH ,
II2
I1
II2
I1 , EEHH ,
gdzie symbole || i oznaczaj styczn i normaln (odpowiednio) skadow pola do
powierzchni brzegowej, grny indeks I dotyczy skadowych pola od strony otoczenia
szecianu, za II od strony jego wntrza.
Metoda rozwizania
W celu rozwizania sformuowanego zagadnienia zastosowano iteracyjno-brzegow metod
numeryczn szczegowo opisan w [1]. Jej gwna idea polega na aproksymacji
poszukiwanych funkcji pola indukowanego za pomoc kombinacji liniowej rozwiza
fundamentalnych ukadu zespolonych rwna Maxwella. Rozwizania te mona
interpretowa jako superpozycj pola emitowanego przez nieskoczenie krtk anten
dipolow oraz pola emitowanego przez nieskoczenie ma anten ptlow. Wspczynniki
sumy aproksymacyjnej obliczane s w taki sposb, aby w kadym kroku iteracyjnym
zminimalizowa funkcjona bdu brzegowego rozwizania. Iteracyjno-brzegowy charakter
metody pozwala radykalnie ograniczy wielko modelu numerycznego i czas oblicze oraz
Rys. 2. Analizowany ukad
XXI Sympozjum PTZE, Lubliniec 2011
24
pozwala unikn koniecznoci sztucznego ograniczania obszarw otwartych wystpujcych w
analizowanym ukadzie (tutaj przestrzeni otaczajcej szecian).
Literatura
[1] Pawowski S.: Iteracyjno-brzegowa metoda analizy trjwymiarowych zagadnie quasi-stacjonarnych
zagadnie elektrodynamiki, Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej, Rzeszw, (2009)
[2] Pawowski S., Plewako J.: Application of iterative boundary method in determination of 3D harmonic
electromagnetic field induced by current ducts. Przegld Elektrotechniczny, 86 (2010), No 12, 109-112.
XXI Sympozjum PTZE, Lubliniec 2011
25
ELECTROMAGNETIC AND PLASMA ENVIRONMENT
IN THE MOON SPACE
Barbara Atamaniuk, Hanna Rothkaehl
Space Research Centre of the Polish Academy of Sciences, Warsaw
Investigation of electromagnetic and plasma environment around the lunar surface and the
near-moon space is of great importance from the viewpoints of science, technology, and
manned explorations in the near future. One of the remarkable features of the lunar
environment is charging up of the surface of the moon; above all, the lunar surface on the
night side occasionally charges strongly negative, and upward-accelerated electrons by a large
potential difference between the surface and the spacecraft can be measured in the near-moon
space. However, accurate estimation of the lunar surface potential has been difficult, because
the spacecraft itself should have an unknown electrostatic potential relative to the ambient
plasma.
Plasma, photons, micrometeorites and energetic particles constantly bombard the lunar
surface, producing a tenuous exosphere and a dynamic wake region, and charging the surface
to electrostatic potentials reaching kilovolts, producing surface electric fields large enough to
affect lunar ions and dust. Meanwhile, plasma interacts directly with crustal magnetic fields,
producing perhaps the smallest magnetospheres in the solar system.
Lunar dust can exhibit unusual behavior {due to electron photoemission via solar-UV radiation the lunar surface represents a complex plasma {dusty plasma"). The dust grains and
lunar surface are electrostatically charged by the Moon's interaction with the local plasma
environment and the photoemission of electrons due to solar UV and X-rays. This e_ect
causes the like-charged surface and dust particles to repel each other, and creates a near-
surface electric_field. Lunar dust must be treated as a dusty plasma. Using analytic (kinetic
(Vlasov) and magnetohydrodynamic theory) and numerical modeling we show physical
processes related to levitation and transport dusty plasma on the Moon. These dust grains
could a_ect the lunar environment for radio wave and plasma diagnostics and interfere with
exploration activities.
This research is supported by grant O N517 418440
XXI Sympozjum PTZE, Lubliniec 2011
26
GBOKO WNIKANIA PROMIENIOWANIA
ELEKTROMAGNETYCZNEGO W OBIEKTY BIOLOGICZNE
Krzysztof Barea, Liliana Byczkowska-Lipiska, Henryk Maecki
Wysza Szkoa Informatyki, d
W pracy rozpatrzono oddziaywanie niejonizujcego pola elektromagnetycznego PEM na
organizmy biologiczne. W wyniku oddziaywania pola cz mocy padajcego strumienia
ulega odbiciu od powierzchni a cz wchodzca do orodka ulega absorpcji. W wyniku
absorpcji natenie wizki pola PEM w orodku maleje wykadniczo. W tabeli 1 i 2 podano
wartoci wspczynnika odbicia dla skry, tuszczu i mini w funkcji czstotliwoci. Dla
wszystkich analizowanych tkanek warto wspczynnika odbicia maleje ze wzrostem
czstotliwoci osigajc warto maksymaln w orodku powietrze-skra. W tabeli 3 i 4
podano gbokoci wnikania pola PEM w tkanki biologiczne. Gboko wnikania dla
rozpatrywanego zakresu czstotliwoci maleje z jej wzrostem.
Dla czstotliwoci 100 MHz gboko wnikania PEM w skr wynosi 3,8 cm, a dla 1,1 1015 Hz gboko wnikania wynosi 0,06 mm. Ze wzrostem czstotliwoci energia fotonw
wzrasta co powoduje zwikszenie prawdopodobiestwa oddziaywania fotonu.
Z tego powodu promieniowanie podczerwone stosunkowo gboko penetruje poszczeglne
tkanki biologiczne, co pozwala stosowa je w fotolecznictwie.
Intensywne badania efektw biologicznych ekspozycji pola elektromagnetycznego PEM na
organizmy ywe trwaj ju kilkadziesit lat. Istnieje bardzo wiele, zarwno udowodnionych,
jak i przypuszczalnych mechanizmw dziaania pola PEM na obiekty biologiczne.
Mechanizmy tych oddziaywa s cigle nieznane. Przedstawiono na ten temat szereg
hipotez, lecz wymagaj one dalszego badania. Prby wytumaczenia fizycznych
mechanizmw biologicznego oddziaywania PEM i wyznaczenia minimalnych nate, przy
ktrych PEM moe dziaa na obiekty biologiczne zwykle oceniane s na podstawie analizy
wzajemnych energetycznych oddziaywa pola PEM z tymi obiektami. Szeroko zakrojone
badania dotyczyy fizyczno - chemicznych procesw zachodzcych w ywych tkankach pod
dziaaniem pola PEM oraz zalenoci tego oddziaywania od makroskopowych parametrw
obiektw biologicznych
W pewnych zakresach czstotliwoci tkanki biologiczne, dla ktrych wymiary liniowe R
(ciaa czowieka i duych, a tym bardziej maych zwierzt) s mae w porwnaniu
z dugoci fali (=30m), mona traktowa jak orodek przewodzcy. Do tych zakresw czstotliwoci mona zaliczy czstotliwoci PEM poniej 10MHz.
Dla zakresu czstotliwoci wikszych od 100MHz (=3m) wymiary liniowe R ciaa
ludzkiego i wikszych zwierzt s porwnywalne z dugoci fali lub te wiksze (R >). W tym zakresie czstotliwoci tkanki biologiczne nie mog by traktowane jako. orodek
przewodzcy jednorodny pod wzgldem wasnoci elektrycznych.
Oznacza to, e warunek quazistacjonarnoci R
XXI Sympozjum PTZE, Lubliniec 2011
27
Po uwzgldnieniu wspczynnika odbicia, moc PEM pochaniana przez powierzchni obiektu
(moc efektywna Pe) wynosi
Pe = P0 (1 - ), (1) gdzie: P0 gsto strumienia mocy padajcego na powierzchni ciaa,
wspczynnik odbicia. Na podstawie danych z literatury [2, 3, 6, 7] przedstawiono, wartoci wspczynnika odbicia i
gboko wnikania pola PEM w gb, dla rnych tkanek biologicznych (tabele 1,2,3,4).
Promieniowanie elektromagnetyczne przechodzc przez orodek materialny ulega osabieniu.
Strumie promieniowania w takiej wizce, przechodzc przez warstw pochaniajc w
kierunku osi x ulega osabieniu wedug wzoru:
)])(exp[( x 0 , (2)
gdzie:0 jest strumieniem promieniowania elektromagnetycznego dla x = 0. )( jest wspczynnikiem osabienia, przyjmuje wartoci nieujemne i ma wymiar
odwrotnoci dugoci. Jego warto okrela stopie osabienia wizki promieniowania w
miar przesuwania si w gb orodka. Wspczynnik osabienia podobnie jak wspczynnik
zaamania, zaley od dugoci fali elektromagnetycznej. Wspczynnik osabienia
)( zaley od rodzaju orodka, przez ktry przechodzi promieniowanie.
Osabienie wizki promieniowania elektromagnetycznego niejonizujcego przechodzcego
przez warstw pochaniajc wywoane jest przez dwa zjawiska [1]:
waciwe pochanianie (absorpcj) )( ,
rozpraszanie (odbicie dyfuzyjne) )( .
czne dziaanie obu tych zjawisk wywouje ekstynkcj (osabienie promieniowania):
)()()( . (3)
Oba te wspczynniki okrelaj zmian strumienia lub natenia promieniowania I, po przebyciu pewnej odlegoci x w orodku, spowodowan absorpcj i rozpraszaniem, zgodnie
z zalenoci wynikajc z rwnania (2):
xeII )(0
. (4)
W sposb cisy wspczynniki te definiuje si, jako:
xI
I
d
d)(),(
, , (5)
gdzie: ,I zmiana natenia promieniowania na drodze dx, spowodowana absorpcj lub
rozpraszaniem [1, 2]. Na podstawie zalenoci (4) okrela si redni gboko wnikania promieniowania do
orodka, jako gboko, na ktrej natenie promieniowania maleje e-krotnie i stanowi miar
gbokoci wnikania promieniowania w orodek.
Pomidzy wspczynnikiem pochaniania )( a wspczynnikiem ekstynkcji (osabienie
promieniowania) )( istnieje cisa zaleno [3]:
()4
() , (6)
gdzie: dugo fali w prni.
Jeeli przez 1 oznaczy si dugo fali w orodku, to wspczynnik ekstynkcji dla tego
orodka mona okreli zalenoci:
)(
( 1
11
4) . (7)
XXI Sympozjum PTZE, Lubliniec 2011
28
Z zalenoci (6) i (7) otrzymuje zwizek midzy wspczynnikami zaamania
a ekstynkcj:
)(
)(
11
n
. (8)
Po przeksztaceniu rwnania (4) otrzymuje si zaleno:
0I
Iln
)(
1x
. (9)
Znajc )( dla okrelonej dugoci fali mona dowiadczalnie wyznaczy natenie
promieniowania I oraz I0 i obliczy gboko wnikania promieniowania
elektromagnetycznego.
Dla orodkw takich jak: woda, szko, zoto i tym podobne, stosunkowo prosto mona
wyznaczy parametry charakteryzujce ekstynkcj promieniowania elektromagnetycznego i
gboko wnikania promieniowania w orodek [3].
Inaczej wyglda problem dla orodka zawierajcego rne substancje. Dla takiego orodka
rwnanie (4) mona zapisa nastpujco:
x)(0
x...))()((0 eIeII
21 , (10)
gdzie: )()(n
1ii
.
Najbardziej zoonymi obiektami s organizmy biologiczne. Zagadnieniem odbicia
i wnikania fali elektromagnetycznej w rne tkanki powicono wiele prac teoretycznych i
dowiadczalnych.
Wartoci wspczynnika )( odbicia PEM od rnych tkanek przy rnych
czstotliwociach przedstawiono w tabeli 1 [3].
Tabela. 1. Wspczynniki odbicia PEM od rnych tkanek przy rnych czstotliwociach.
Granica
rozdziau
100
MHz
200
MHz
400
MHz
1 000
MHz
3 000
MHz
10 000
MHz
24 000
MHz
Powietrze
skra
0,758 0,684 0,623 0,570 0,550 0,530 0,470
Skra
tuszcz
0,340 0,227 - 0,231 0,190 0,230 0,320
Tuszcz
minie
0,355 0,352 0,300 0,261 - - -
Naley zwrci uwag, e przy przejciu PEM z powietrza (prnia) do skry wspczynnik
odbicia )( w porwnaniu z innymi tkankami (np. skra tuszcz) jest dwukrotnie wikszy
dla kadego zakresu czstotliwoci PEM. Jak wynika z danych zawartych w tabeli 1 warto
wspczynnikw odbicia )( na granicy dwch orodkw maleje ze wzrostem czstotliwoci
pola PEM.
Dla orodka powietrze skra wynosi on 0,758 (dla 100MHz) i 0,470 (dla czstotliwoci 24
GHz). Ta tendencja zmniejszania si wspczynnika )( odbicia pola PEM od powierzchni
skry przejawia si take dla PEM w obszarze UV (tabela 2) [7].
XXI Sympozjum PTZE, Lubliniec 2011
29
Przecitn zdolno skry ludzkiej do odbijania promieniowania UV dla rnych
czstotliwoci zestawiono w tabeli 2.
Tabela 2. Wspczynnik )( odbicia promieniowania UV od powierzchni skry w zalenoci od czstotliwoci [7]
f 1015 Hz 0,75 0,79 0,83 0,88 0,94 1,00 1,10
)( 0,154 0,120 0,058 0,045 0,038 0,027 0,012
Jak wynika ze wzoru (1) im mniejszy jest wspczynnik odbicia )( tym wikszy jest
strumie mocy przenikajcy w gb tkanek.
Gboko wnikania energii PEM w gb tkanek (gboko, na ktrej natenie PEM jest
mniejsze e razy) zestawiono w tabeli 3 dla rnych tkanek w funkcji czstotliwoci [3].
Tabela 3. Gboko wnikania fal elekromagnetycznych w rne tkanki, cm
Tkanka 100
MHz
200
MHz
400
MHz
1000
MHz
3000
MHz
10
000
MHz
24 000
MHz
35 000
MHz
Szpik kostny 22,9 20,66 18,73 11,9 9,924 0,34 0,145 0,073
Mzgowie 3,56 4,132 2,072 1,933 0,476 0,168 0,075 0,0378
Soczewka oczna 9,42 4,39 4,23 2,915 0,500 0,179 0,0706 0,0378
Ciao szkliste 2,17 1,69 1,41 1,23 0,535 0,195 0,045 0,0314
Tuszcz 20,45 12,53 8,52 6,42 2,45 1,1 0,342 -
Minie 3,451 2,32 1,84 1,456 - 0,314 - -
Krew 2,86 2,15 1,787 1,40 0,78 0,148 0,0598 0,0272
Skra 3,765 2,78 2,18 1,638 0,646 0,189 0,0722 -
Gboko przenikania promieniowania UV w funkcji czstotliwoci podana jest w tabeli 4 [7].
Tabela 4. rednia gboko wnikania promieniowania UV o rnej czstotliwoci w skr czowieka
Czstotliwo f 10
15 Hz
0,75 0,79 0,83 0,88 0,94 1,00 1,10
x [mm] 0,27 0,25 0,22 0,18 0,12 0,08 0,06
Z danych zawartych w tabeli 3 i 4 wynika, e wzrostem czstotliwoci fali czyli ze wzrostem
energii fotonw promieniowania elektromagnetycznego gboko wnikania pola PEM
maleje.
Energi fotonw promieniowania elektromagnetycznego atwo mona obliczy ze wzoru:
E = h f, (11)
gdzie: h = 6,631034 Js jest sta Plancka, f czstotliwo promieniowania.
Wartoci energii fotonw dla kilku zakresw czstotliwoci podano w tabeli 5.
Tabela 5. Energia fotonw dla wybranych czstotliwoci PEM
Dugo fali Czstotliwo f Energia fotonw E
(100 400) nm (3 0,75)1015 Hz (12,5 3) eV
(400 - 750) nm (0,75 0,4)1015 Hz (3 16) eV
750 nm 1 mm 0.41015 Hz 300 GHz (1,6 0,0012) eV
Naley zwrci uwag na fakt, e przy czstotliwoci okoo 2 GHz wspczynnik odbicia
PEM powietrze-skra wynosi, okoo 0,56 czyli ponad 50 % padajcego promieniowania
XXI Sympozjum PTZE, Lubliniec 2011
30
zostaje odbita od powierzchni skry (tab. 1). Ta cz strumienia promieniowania wchodzca
do skry dla wyej wymienionych czstotliwoci zostaje osabiona e krotnie przy wnikaniu
na gboko okoo 0,6 cm (tab. 3).
Na podstawie danych w tabelach mona sdzi, e nadmierne obawy spoeczestwa przed
promieniowaniem elektromagnetycznym PEM pochodzcym od telefonii komrkowej nie s
w peni uzasadnione.
Literatura
[1] J.W. Kane, M.M. Sternheim. Physics, New York 1998 [2] A. Cader, J. Jankowski. Zagroenia fizyczne i biologiczne. ISBN 83-88261-05-3 [3] A.S. Presman. Elektromagnitnyje polja i iwaja priroda. Izdatielstwo, Nauka, Moskwa 1998 [4] M. Villee. Biologia. OW, Warszawa 2000 [5] Henry H. Sherk. Lasers in orthopaedics. London 2008 [6] G. Straburzyski. Fizjoterapia. ISBN 83-200-1283-X [7] A. Cader, J. Jankowski. Reflection of UV radiation from different skin types. Health Phys 74, 169 172,
1998
XXI Sympozjum PTZE, Lubliniec 2011
31
BADANIA WASNOCI ELEKTROCHEMICZNYCH
WARSTW WGLOWYCH STOSOWANYCH
NA WYROBACH MEDYCZNYCH
Marcin Basiaga, Zbigniew Paszenda, Witold Walke
Politechnika lska, Instytut Materiaw Inynierskich i Biomedycznych, Gliwice
Wstp Warstwy wglowe stosowane s w wielu dziedzinach ycia, odznaczajc si wieloma interesujcymi wasnociami, ktre w sposb bezporedni wynikaj z zastosowanych parametrw procesu oraz metody ich wytwarzania. W zalenoci od rodzaju wytworzonej warstwy oraz uytego podoa stosuje si je w tak odmiennych dziedzinach jak obrbka skrawaniem, elektronika czy medycyna. W ostatnich latach pojawiaj si coraz czstsze doniesienia o korzystnym wpywie warstw wglowych na wasnoci uytkowe implantw oraz narzdzi chirurgicznych. Wykorzystywanie warstw wglowych w zastosowaniach medycznych jest szczeglnie zalecane, poniewa charakteryzuj si one wysok biotolerancj co czyni je wanym materiaem na pokrycia implantw. Z kolei dua twardo oraz odporno na cieranie to cechy wykorzystywane w przypadku narzdzi chirurgicznych. W literaturze obserwuje si cigy wzrost iloci publikacji dotyczcych wykorzystania warstw wglowych jako perspektywicznych materiaw na wyroby medyczne. Jednake niewiele miejsca powica si zagadnieniom elektrochemicznym tych warstw. Dlatego te w pracy przeprowadzono badania potencjodynamiczne oraz impedancyjne w celu okrelenia wasnoci elektrochemicznych wytworzonych warstw wglowych. Materia i metody Materia do bada stanowiy stal austenityczna Cr-Ni-Mo (typu 316 LVM) oraz stal martenzytyczna X39Cr13 w postaci krkw o rednicy d=14 mm i gruboci 2 mm. Prbki poddawano obrbce powierzchniowej obejmujcej realizacj nastpujcych procesw: bbnowania w wodnej zawiesinie zawierajcej ksztatki ceramiczne, pasywacji chemicznej oraz nanoszenia warstw wglowych. Proces nanoszenia warstw realizowano z wykorzystaniem metod rozkadu wglowodorw w plazmie wzbudzonej w polu wysokiej czstotliwoci RF PACVD oraz magnetronowej RMS. Dla oceny wasnoci elektrochemicznych powok przeprowadzono badania odpornoci korozyjnej metod potencjodynamiczn oraz impedancyjn. Badania prowadzono w roztworze fizjologicznym Tyrode'a w temperaturze T = 37 1C. Pomiary realizowano z wykorzystaniem systemu pomiarowego AutoLab PGSTAT 302N wyposaonego w modu FRA2 (Frequency Response Analyser). Elektrod odniesienia stanowia nasycona elektroda kalomelowa NEK typu KP-113, natomiast jako pomocnicz stosowano elektrod platynow typu PtP-201. Wyniki Na podstawie przeprowadzonych bada potencjodynamicznych stwierdzono, e potencja korozyjny dla prbek bbnowanych przyjmowa wartoci z zakresu Ekor = -409 -395 mV (dla stali X39Cr13) i Ekor = -158 -124 mV (dla stali Cr-Ni-Mo). Polaryzacja prbek
XXI Sympozjum PTZE, Lubliniec 2011
32
spowodowaa gwatowny wzrost natenia prdu anodowego przy potencjaach z zakresu Enp= +85 +142 mV (dla stali X39Cr13) i Enp = +710 +715 mV (dla stali Cr-Ni-Mo). Po osigniciu wartoci prdu anodowego rwniej 1 mA/cm
2 zmieniano kierunek polaryzacji
prbek, co pozwolio na zarejestrowanie krzywej powrotnej. Zarejestrowane w ten sposb krzywe polaryzacji anodowej charakteryzoway si obecnoci ptli histerezy, wiadczcej o przebiegu korozji werowej. Dodatkowo na podstawie metody Sterna wyznaczono wartoci oporu polaryzacyjnego i gstoci prdu korozyjnego, ktre wynosiy odpowiednio Rp = 9,3 11,8 kcm
2 (dla stali X39Cr13) i Rp = 202 334 kcm
2 (dla stali Cr-Ni-Mo) oraz ikor = 2,20
2,79 A/cm2, ikor = 0,03 0,12 A/cm
2. Badania przeprowadzone na prbkach
z naniesionymi warstwami wglowymi (po procesie bbnowania i pasywacji chemicznej) wykazay, e wartoci potencjaw korozyjnych i przebicia byy wiksze w odniesieniu do prbek jedynie bbnowanych. Przykadowo dla stali Cr-Ni-Mo wartoci te wynosiy odpowiednio: Ekor= +143 +185 mV i Enp = +1304 +1319 mV - metoda magnetronowa; Ekor= +39 +43 mV i Enp = +1252 +1300 mV - metoda RF PACVD. Rwnie wartoci pozostaych parametrw wskazuj na popraw odpornoci korozyjnej prbek z naniesion warstw wglow. Na podstawie analizy uzyskanych wynikw zarwno dla prbek ze stali X39Cr13 jak i Cr-Ni-Mo mona stwierdzi, e najkorzystniejszym rozwizaniem jest wytworzenie na powierzchni prbek bbnowanych i spasywowanych warstwy wglowej z wykorzystaniem metody magnetronowej.
W pracy przeprowadzono rwnie badania z wykorzystaniem elektrochemicznej spektroskopii impedancyjnej, ktre s liniowym pomiarem elektrycznej odpowiedzi badanego materiau metalowego na pobudzenie elektromagnetycznym sygnaem w szerokim pamie czstotliwoci. W ramach bada zarejestrowano wykresy przedstawiajce zalenoci |Z|=f1() i =f2() gdzie Z()=Z
j (wykres Nyquista) oraz Z
=f(Z), gdzie Z()=Z
+jZ
(wykres
Bode'ego). Uzyskane wyniki stanowiy istotn informacj o wasnociach elektrochemicznych wytworzonych warstw powierzchniowych. Dla prbek bbnowanych nie zalenie od rodzaju materiau najlepsze dopasowanie wyznaczonych eksperymentalnie widm impedancyjnych uzyskuje si stosujc elektryczny obwd rwnowany z dwiema staymi czasowymi - R(QR)(QR). Naniesienie warstwy wglowej metod RF PACVD na prbki ze stali X39Cr13 spowodowao pojawienie si w ukadzie dodatkowego elementu - impedancji Wartburga - R(QR)(Q[RW]), ktra odwzorowuje wpyw reagentw na proces korozji. Z kolei w przypadku warstwy wglowej naniesionej metod magnetronow struktura warstwy powierzchniowej charakteryzowana bya tak jak w przypadku prbek bbnowanych elektrycznym obwodem z dwiema staymi czasowymi - R(QR)(QR). Na podstawie wyznaczonych wartoci parametrw elementw elektrycznego obwodu zastpczego, ktre charakteryzuj procesy zachodzce w badanych ukadach stwierdzono, e najkorzystniejszym wariantem jest naniesienie warstwy wglowej metod magnetronow na powierzchni prbek ze stali Cr-Ni-Mo - tab. 1.
Tabela 1. Wyniki elektrochemicznej spektroskopii impedancyjnej
Sposb przygotowania powierzchni Rs,
cm2 Rct,
kcm2
CPEdl Rp,
kcm2
CPEp W,
C1,
F Ydl,
-1cm2sn n1
Yp,
-1cm2sn n2
Stal X39Cr13
bbnowanie 51 1 0,1759e-3 0,81 1 0,1277e-1 0,94 - -
bbnowanie + pasywacja 59 - - - 4 0,1079e-3 0,83 - -
bbnowanie + pasywacja
+ warstwa C (met. magnetronowa) 55 13 820 0,3816e-6 0,73 80 000 0,3365e-6 0,88 - -
bbnowanie + pasywacja
+ warstwa C (met. RF PACVD) 61 3 600 0,2151e-4 0,76 132 0,3225e-5 0,99 13 -
Stal Cr-Ni-Mo
bbnowanie 57 16 - - 130 0,2020e-3 0,79 - 158
XXI Sympozjum PTZE, Lubliniec 2011
33
Sposb przygotowania powierzchni Rs,
cm2 Rct,
kcm2
CPEdl Rp,
kcm2
CPEp W,
C1,
F Ydl,
-1cm2sn n1
Yp,
-1cm2sn n2
bbnowanie + pasywacja 60 - - - 593 0,6576e-4 0,88 - -
bbnowanie + pasywacja
+ warstwa C (met. magnetronowa) 58 80 300 0,5066e-6 0,71 2 212 0,1406e-6 0,80 - -
bbnowanie + pasywacja
+ warstwa C (met. RF PACVD) 50 102 0,3521e-5 0,91 7 700 0,6302e-5 0,83 - -
XXI Sympozjum PTZE, Lubliniec 2011
34
APLIKACJE WIELOWTKOWE W OBLICZENIACH
ELEKTROMAGNETYCZNYCH I OPTYMALIZACYJNYCH
UKADW ELEKTRYCZNYCH
Karol Bednarek, Leszek Kasprzyk, Andrzej Tomczewski
Politechnika Poznaska, Instytut Elektrotechniki i Elektroniki Przemysowej
Wprowadzenie
W dobie uksztatowanej gospodarki rynkowej wytwarzane produkty musz spenia
w najlepszy sposb wiele rnego typu kryteriw oraz ogranicze o charakterze technicznym
i ekonomicznym. Z jednej strony bardzo istotnym elementem jest oszczdno surowcw
oraz energii w procesach produkcji i eksploatacji obiektw, z drugiej natomiast naley wzi
rwnie pod uwag wzgldy ekologiczne, trwao, niezawodno oraz bezpieczestwo
uytkowania urzdze i systemw czy efekty estetyczne, rwnomierno rozkadu wielkoci
fizycznych itp. Projektowanie ukadw elektrycznych przy uwzgldnieniu wymienionych
wymaga wie si z prawidowoci realizacji oblicze elektromagnetycznych, a w wielu
przypadkach rwnie z waciwym przeprowadzeniem procesu wielowymiarowej
optymalizacji ich konstrukcji. Aparat matematyczny zarwno w przypadku oblicze
elektromagnetycznych, jak i optymalizacyjnych staje si coraz bardziej rozbudowany
i skomplikowany. Wydua si przez to czas ich trwania. Pomocnym w takich przypadkach
byo zastosowanie oblicze rwnolegych, a w najnowszych generacjach komputerw
osobistych jest wykorzystanie wielordzeniowych jednostek przetwarzajcych (procesorw)
i realizacja oblicze z zastosowaniem aplikacji wielowtkowych.
Wielowtkowo jako element zrwnoleglenia oblicze
Podstawowym kierunkiem dziaa w zakresie podwyszania mocy obliczeniowej
wspczesnych komputerw jest jednoczesne stosowanie mechanizmu wielowtkowoci i
wielordzeniowej konstrukcji procesorw. Pene wykorzystanie moliwoci systemw
wielordzeniowych klasy PC wymaga zastosowania zaawansowanych technik programowania
i zwizanych z nimi specjalistycznych bibliotek. Jedn z technologii programistycznych
udostpniajcych wymienione elementy jest platforma .NET, ktrej integraln czci jest
biblioteka TPL (ang. Task Parallel Library). Zawiera ona rozwizania umoliwiajce
wykorzystanie architektury wielordzeniowej procesora w zakresie zrwnoleglenia procedur
obliczeniowych oraz procedur obsugi baz danych. Z jej zastosowaniem mona efektywnie
wykorzysta moc wspczesnych procesorw posiadajcych od 2 do 6 rdzeni i obsugujcych
co najmniej dwa wtki na kadym z nich. Programowa ingerencja w proces rozdzielania
zada obliczeniowych przypisanych poszczeglnym rdzeniom i ich wtkom pozwala
efektywniej zarzdza wykorzystaniem mocy jednostek przetwarzajcych, w porwnaniu z
rozdziaem automatycznym, realizowanym przez system operacyjny.
Najpowszechniej stosowan technik wykorzystania procesorw wielordzeniowych jest
tworzenie i obsuga wielu wtkw (klasa Theard) oraz sterowanie ich przebiegiem z
zastosowaniem tzw. semaforw (obiekty klasy Semaphor). Poprzez czasowe blokowanie
XXI Sympozjum PTZE, Lubliniec 2011
35
dostpu do wybranych obiektw (mechanizmy zamka) moliwa jest realizacja algorytmw z
elementami synchronizacji wtkw. Obnienie efektywnoci wymienionej metody zwizane
jest z narzutami czasowymi wynikajcymi z tworzenia wymienionych struktur w pamici
operacyjnej. W przypadku zada, dla ktrych nie jest istotna kolejno realizacji wtkw,
klasa Parallel udostpnia wersje zrwnoleglonych ptli typu for i foreach
prowadzcych do rwnomiernego obcienia wszystkich rdzeni procesora, bez moliwoci
sterowania kolejnoci wykonywanych iteracji.
Obliczenia elektromagnetyczne i optymalizacyjne torw wielkoprdowych
Analizy optymalizacyjne torw wielkoprdowych (szynoprzewodw elektroenergetycznych),
a szczeglnie wyznaczanie wartoci wielkoci ograniczajcych (temperatury, siy
elektrodynamiczne, naprenia elektryczne, straty mocy) wczonych do funkcji kryterialnej
zwizane s z realizacj oblicze elektromagnetycznych. Poniewa parametrami
najintensywniej wpywajcymi na ksztatowanie konstrukcji szynoprzewodw s straty mocy
i czynniki cieplne, zatem podstaw oblicze elektromagnetycznych jest wyznaczanie rozkadu
gstoci prdu w przewodach fazowych i ich osonie. Wykorzystano w tym celu metod
rwna cakowych, a ukad rwna Fredholma na rozkad gstoci prdu w przewodach ma
posta:
04
3 'dr' d),',rK(r',)',r,K(r',')J(r',j
),J(r)J(r,S
OOCOOO
S
I'')r' dr' dJ(r',
(1)
(2)
gdzie: I natenie prdu w przewodzie fazowym, c konduktywno materiau przewodu,
(ro ,o ) punkt odniesienia, K(r',',r,) jdro rwnania cakowego. Analogiczn zaleno
zapisuje si dla osony. Po rozwizaniu tych rwna uzyskuje si rozkad gstoci prdu w
przewodach i ich osonie, a na tej podstawie wyznaczane s w dalszych procedurach straty
mocy czynnej, temperatury przewodw i osony oraz siy elektrodynamiczne dziaajce w
stanie ustalonym i stanie zwarcia. Realizowane s ponadto analizy wytrzymaoci
elektrycznej w ukadzie. Aparat matematyczny tych oblicze oraz wspczynniki wystpujce
w zalenociach przedstawiono w pracach [1,3,4]. Jako metod optymalizacyjn zastosowano
algorytm genetyczny, dziki czemu w przypadku funkcji wielomodalnych algorytm nie utyka
w optimum lokalnym, lecz uzyskuje si optimum w sensie globalnym. Zrwnoleglenie
oblicze optymalizacyjnych polega na rozdziale zada obliczania funkcji przystosowania dla
poszczeglnych osobnikw w danym pokoleniu na poszczeglne rdzenie procesora i
uruchamiane na nich wtki.
Obliczenia rozkadu strumienia wietlnego i optymalizacja zoonych
systemw owietleniowych
Realizacja zada obliczeniowych zwizanych z analiz pola wietlnego w obiektach
wntrzowych wymaga wyznaczenia rozkadu strumienia wietlnego. Do rozwizania tego
typu zada mona wykorzysta metod rwna Fredholma, uwzgldniajc zjawisko
wielokrotnych odbi. Zakada si wwczas, e analizowane wntrze jest fragmentem
XXI Sympozjum PTZE, Lubliniec 2011
36
przestrzeni otoczonej powierzchni S ograniczajc rozchodzenie si strumienia
wietlnego. Strumie wietlny padajcy na powierzchni bezporednio ze rde wiata ulega
wielokrotnemu odbiciu, na skutek czego cakowita jego warto na dowolnej powierzchni
analizowanego obiektu jest rwna sumie skadowej bezporedniej i poredniej .
Skadow poredni wyznaczy mona wykorzystujc definicj wspczynnika sprzenia f
dla poszczeglnych powierzchni elementarnych analizowanego obiektu. Uwzgldniajc
wszystkie elementy dyskretne, zapisa mona ukad rwna liniowych, w ktrym
niewiadomymi s cakowite wartoci strumienia wietlnego:
src
'
N
'
2
'
N
'
1
N
2
1
N21
N2N2N21N1121
N1N2N22121N1
...
...
-1..-1-1
...........
1f..f1ff
1f..fff1
(3)
gdzie: i - wspczynnik odbicia i-tego elementu powierzchni, fki - wspczynnik wykorzystania i-tego i k-tego elementu powierzchniowego, i skadowa bezporednia strumienia wietlnego na i-tej powierzchni elementarnej src cakowity strumie wietlny rde wiata w analizowanym obiekcie. Szczegy dotyczce powyszego modelu matematycznego przedstawiono w pracach [2,3].
Podstawowym celem optymalizacji zoonych systemw owietleniowych jest wyznaczenie konfiguracji sprztu owietleniowego minimalizujcej wskanik jakoci o charakterze ekonomicznym, przy jednoczesnym spenieniu zbioru ogranicze o charakterze technicznym (gwnie normatywnym). Ze wzgldu na du liczb zmiennych decyzyjnych, wystpowanie ekstremw lokalnych, rozbudowany zbir ogranicze oraz posta funkcji przystosowania o wysokiej zoonoci obliczeniowej wymienione zadanie zrealizowano z wykorzystaniem metody algorytmu genetycznego. Najbardziej czasochonnymi obliczeniami wymienionego zadania optymalizacyjnego jest wyznaczenie wartoci przystosowania osobnikw oraz ustalenie czonw kar dla poszczeglnych zmiennych decyzyjnych. Z tego powodu wskazane jest wykonanie rozproszenia zada, przydzielajc obliczenia poszczeglnych osobnikw do niezalenych procesw. Wyniki oblicze Na podstawie analizy przedstawionych w niniejszej pracy zada obliczeniowych wykorzystujcych analiz pola elektromagnetycznego, przygotowano i zaimplementowano przykadowe zadanie testowe obejmujce optymalizacj systemu owietleniowego. Realizacja zadania wymaga przeprowadzenia analizy pola elektromagnetycznego z zakresu widzialnego przy wyznaczaniu wartoci przyjtej funkcji celu o charakterze ekonomicznym. Zadanie zrealizowano na czterordzeniowym komputerze klasy PC z procesorem i7950, 3.06 GHz, 6 GB RAM z zainstalowan platform .NET w wersji 4.0. Rozproszeniem elementw optymalizacji wykorzystujcej algorytm genetyczny objto wyznaczanie wartoci funkcji przystosowania osobnikw w kolejnych pokoleniach. Dokonano porwnania efektywnoci zrwnoleglenia oblicze zrealizowanych trzema metodami: z zastosowaniem wtkw, ptli rwnolegych Parallel.For lub Parallel.ForEach. Na rysunku 1 przedstawiono zaleno uzyskanego przyspieszenia w funkcji wielkoci zadania obliczeniowego.
XXI Sympozjum PTZE, Lubliniec 2011
37
Rys. 1. Warto przyspieszenia w funkcji wielkoci zadania obliczeniowego
Przedstawiono rwnie analiz charakterystyki obcienia rdzeni i ich wtkw w przypadku
uruchomienia algorytmu w wersji sekwencyjnej i zrwnoleglonej (z zastosowaniem wtkw).
Uzyskane wyniki przedstawiono na rysunku 2.
a) obliczenia sekwencyjne
b) obliczenia zrwnoleglone (wtki)
Rys. 2. Charakterystyka obcienia procesora
Uwagi i wnioski
Waciwe uwzgldnienie oddziaywa elektromagnetycznych w urzdzeniach i ukadach
elektrycznych umoliwia prawidowe okrelenie zalenoci w nich wystpujcych
i opracowanie systemw optymalnych ze wzgldw technicznych i ekonomicznych.
Wykorzystujc techniki programowe udostpnione w bibliotece TPL platformy .NET
moliwe jest skrcenie czasu analizy optymalizacyjnej przy zastosowaniu metody algorytmu
genetycznego, realizowanej na komputerach wielordzeniowych klasy PC.
Ze wzgldu na udostpnian w procesorach wielowtkowo rdzeni uzyskiwane
przyspieszenia mog by wysze od liczby procesorw. Dla zadania testowego
zrealizowanego na procesorze czterordzeniowego i7-950, uzyskano przyspieszenie
przekraczajce warto 4. Wykazano take, e warto przyspieszenia oblicze uzaleniona
XXI Sympozjum PTZE, Lubliniec 2011
38
jest od wielkoci zadania (rys. 1). W zaprezentowanym przykadzie dziesiciokrotny wzrost
zoonoci obliczeniowej zadania powoduje przyrost przyspieszenia o 24%.
Literatura
[1] Kasprzyk L., Tomczewski A., Bednarek K., Efektywno oraz aspekty ekonomiczne w obliczeniach
elektromagnetycznych i optymalizacyjnych ukadw elektrycznych, Przegld Elektrotechniczny, nr 12,
2010, s. 57-60.
[2] L. Kasprzyk, R. Nawrowski, A. Tomczewski, Application of a Parallel Virtual Machine for the Analysis of
a Luminous Field, Proc. EuroPVMMPI 2002, Vol. 2474, Springer-Verlang Berlin Heilderberg New
York 2002, pp. 122-129.
[3] Kasprzyk L., Bednarek K.: Speeding up of electromagnetic and optimization calculations by the use of the
parallel algorithms, Electrical Review, No 12, 2009, p. 65-68.
[4] K. Bednarek, Parametry cieplne w trjfazowych torach wielkoprdowych, Przegld Elektrotechniczny,
nr 12, 2005, s. 106-108.
XXI Sympozjum PTZE, Lubliniec 2011
39
BADANIA ELEKTROMAGNETYCZNYCH ODDZIAYWA
URZDZE SILNOPRDOWYCH
Karol Bednarek
Politechnika Poznaska, Instytut Elektrotechniki i Elektroniki Przemysowej
Wprowadzenie
Pole elektromagnetyczne (PEM) towarzyszy funkcjonowaniu wszelkich urzdze
elektrycznych, a zwizane jest z nagromadzeniem bd ruchem adunkw elektrycznych,
czyli wystpowaniem napicia oraz przepywem prdu. W czci przypadkw wytwarzane
jest wiadomie, w celu uzyskania okrelonych efektw uytkowych takich jak przesy
informacji, radiolokacja, w medycynie dziaania diagnostyczne bd terapeutyczne itp. W
wielu jednak sytuacjach powstaje niezamierzenie, jako skutek uboczny funkcjonowania
urzdze elektrycznych. Szczeglnym, a jednoczenie stosunkowo powszechnie
wystpujcym, przypadkiem s PEM generowane przez urzdzenia silnoprdowe, zwizane
z wytwarzaniem, przesyem i przetwarzaniem energii elektrycznej. S polami
wolnozmiennymi, a zatem rozpatruje si je jako oddziaywania w strefie bliskiej (indukcji).
Odrbnie analizowane s wwczas skadowa magnetyczna i elektryczna pola
elektromagnetycznego. Pewne problemy mog pojawi si, jeli w przestrzeni wystpowania
silnych pl elektrycznych bd magnetycznych bd rozlokowani ludzie, usytuowane bd
urzdzenia wraliwe na takie oddziaywania albo bd wystpoway elementy z materiau
ferromagnetycznego [1-4].
W wietle przedstawionych zagadnie wyjtkowej wagi nabiera problematyka waciwej
identyfikacji oddziaywa tych pl. Szczegln uwag naley zwrci w takich przypadkach
na specyficzne obszary, gdzie oddziaywania s nietypowe, pola nakadaj si i nastpuje ich
wzmocnienie, albo w ukadach skompensowanych na miejsca, w ktrych kompensacja nie
wystpuje.
Opis analizowanych ukadw
Urzdzeniami, w ktrych generowane jest silne wolnozmienne pole magnetyczne s
elektroenergetyczne urzdzenia silnoprdowe takie jak generatory, transformatory, urzdzenia
rozdzielcze oraz przesyowe, elektryczne obiekty hutnicze itp. Rozkady pola magnetycznego
wok tych urzdze zale od wartoci przewodzonego prdu, ale take od miejsca
oddziaywania (odlegoci od rda pola) oraz rozwizania konstrukcyjnego ukadu.
Elementami systemu elektroenergetycznego, ktre najczciej pojawiaj si i oddziauj
elektromagnetycznie na otoczenie s tory wielkoprdowe (szynoprzewody
elektroenergetyczne), wrd ktrych wyrnia si nastpujce rozwizania konstrukcyjne:
trjfazowe tory wielkoprdowe osonite; w rozwizaniu tym wszystkie przewody fazowe rozmieszczone s symetrycznie wewntrz wsplnej cylindrycznej osony,
czynnikiem izolujcym jest najczciej powietrze,
trjfazowe tory jednobiegunowe ekranowane (osonite); kady przewd fazowy umieszczony jest w indywidualnej osonie, czynnikiem izolujcym jest powietrze, SF6
lub mieszanina N2 oraz SF6,
XXI Sympozjum PTZE, Lubliniec 2011
40
trjfazowe tory wielkoprdowe pracujce w ukadzie paskim (osonite lub nieosonite); czynnikiem izolujcym jest powietrze,
szynoprzewody w izolacji staej (z ywic epoksydowych bd z tworzyw sztucznych, np. poliestrowej), pracujce w ukadzie paskim,
tory wielkoprdowe pracujce w ukadzie bifilarnym; jest to rozwizanie szecioprzewodowe, w ktrym w rozmieszczonych obok siebie przewodach pyn
prdy w przeciwnym kierunku (wystpuje silna kompensacja oddziaujcego pola).
Przy pomiarach pola magnetycznego wok tych urzdze uwag naley zwrci szczeglnie
na miejsca zagi, rozgazie, punkty pocze elektrycznych, miejsca braku bd sabej
kompensacji pola, fragmenty urzdze nieekranowane itp.
Wyniki pomiarw PEM w ukadach fizycznych
W celu zobrazowania rnic w oddziaywaniach elektromagnetycznych w rnych obszarach
wok szynoprzewodw elektroenergetycznych dokonano pomiarw pola magnetycznego w
otoczeniu trjfazowego osonitego toru wielkoprdowego (przy prdzie fazowym I = 5 kA),
w ktrym wystpowao zagicie pod ktem 90. Indukcj magnetyczn mierzono w trzech
obszarach: od wewntrznej oraz zewntrznej strony zagicia szynoprzewodu i w rodkowej
czci odcinka prostoliniowego. Wyniki pomiarw zamieszczono na rys. 1.
0,000
0,200
0,400
0,600
0,800
0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
l [ m ]
B [
mT
]
Bs
Bzz
Bzw
Rys. 1. Rozkady indukcji magnetycznej w otoczeniu trjfazowych szynoprzewodw osonitych w ukadzie z
zagiciem toru
Bs pomiary dla rodkowej czci toru, Bzw pomiary w obszarze wewntrznej czci zagicia szynoprzewodu,
Bzz pomiary przy zewntrznej czci zagicia toru
Z uzyskanych rezultatw wynika, e nietypowym obszarem oddziaywania pola jest zagicie
toru. W rejonie wewntrznej czci zagicia indukcja magnetyczna ma znacznie wiksze
wartoci ni przy rodkowym punkcie odcinka prostoliniowego, natomiast najmniejsze jej
wartoci wystpuj w obszarze zewntrznym zagicia toru.
Uwagi i wnioski
Najwaniejszym czynnikiem, umoliwiajcym wykrywanie i eliminacj negatywnego
wpywu PEM na usytuowane w przestrzeni ich oddziaywania obiekty, jest znajomo
XXI Sympozjum PTZE, Lubliniec 2011
41
rozkadu pola w otoczeniu wytwarzajcego dane pole rda. Najlepszym sposobem na
wyznaczenie rozkadu pola wok generujcego je rda jest przeprowadzenie pomiarw
wielkoci charakteryzujcej dane pole, czyli odpowiednio indukcji magnetycznej, natenia
pola elektrycznego, a przy wysokich czstotliwociach gstoci mocy promieniowania.
Bardzo istotnym elementem