Elektromagnetische Felder am Arbeitsplatz - Bundesministerium für ...

2 Physiologische Wirkungen elektromagnetischer Felder
Die physiologischen Wirkungen elektrischer, magnetischer und elektromagnetischer Felder auf den
menschlichen Körper hängen von der Frequenz ab.
Die Wirkungen statischer elektrischer Felder sind auf die Oberfläche des menschlichen Körpers
begrenzt und können Körperhaarbewegungen und Koronaentladungen verursachen.
Statische magnetische Felder üben Kräfte auf ferro- und diamagnetische Stoffe sowie geladene
und sich bewegende Partikel aus. Dies kann zu Beschleunigung, Drehmoment-Effekten und zur
Erzeugung elektrischer Felder im Gewebe führen.
Im Niederfrequenzbereich bis etwa 100 kHz ist die wichtigste physiologische Wirkung die elektrische
Stimulation von erregbarem Körpergewebe wie Muskeln, Nerven und Sinnesorganen.
Im Frequenzbereich zwischen mehreren 100 kHz und einigen MHz findet eine elektrische Stimulation
und Gewebeerwärmung statt. Je höher die Frequenz, desto stärker werden die gewebeerwärmenden
Wirkungen, und die Stimulationswirkungen nehmen ab. Die gewebeerwärmenden Wirkungen
überwiegen bei Frequenzen oberhalb von einigen MHz.
Eine weitere Unterscheidung wird bei der Wechselwirkung mit dem menschlichen Körper vorgenommen.
Falls eine unmittelbare Wechselwirkung zwischen elektromagnetischen Feldern und dem
menschlichen Körper festzustellen ist, zum Beispiel durch Stimulation von Muskeln, Nerven und
Sinnesorganen oder Gewebeerwärmung, wird diese Art von Wechselwirkung als unmittelbare Wirkung
bezeichnet.
Wenn beispielsweise bei Kontaktströmen, Projektilwirkung oder einer Störung implantierter medizinischer
Geräte eine Wechselwirkung zwischen elektromagnetischen Feldern und Gegenständen
außerhalb des menschlichen Körpers vorliegt, wird diese Art von Wechselwirkung als mittelbare
Wirkung bezeichnet.
Es gibt im Zusammenhang mit der EMF-Exposition keine bestätigten langfristigen gesundheitlichen
Wirkungen.
2.1 Unmittelbare Wirkungen von elektrischen, magnetischen und elektromagnetischen
Feldern
2.1.1 Elektrische Felder
Die Beziehung zwischen der externen ungestörten elektrischen Feldstärke E0 und der dadurch im
Körpergewebe erzeugten elektrischen Feldstärke Ei wird durch die Bedingung hergestellt, dass die
Normalkomponente des Verschiebungsstroms an der Oberflächengrenze des menschlichen Körpers
stetig bleiben muss [29, 40].
Für ein einfaches homogenes Ellipsoidmodell des Körpers wird dies durch folgende Gleichung ausgedrückt:
E0 · k · ε0 · 2π · f = κ · Ei
(2.1)
mit k Feldverzerrungsfaktor; für Menschen gilt k ≈ 13 . . . 18
ε0 Dielektrizitätskonstante des freien Raums (Vakuum); ε0 = 1
µ0·c2 ≈ 8, 854 · 10
0
−12 A2 ·s 4
kg·m3 f Frequenz des Feldes
κ (mittlere) Leitfähigkeit des/der Körpergewebe(s)
Im Prinzip bleibt Gleichung 2.1 auch für naturnähere und anatomisch korrekte Körpermodelle
gültig. Jedoch werden die Variablen k und κ dann zu parametrischen Funktionen.
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