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Messung und Bewertung elektromagnetischer Felder in Wohnräumen von Fabian Hartmann, Fabian Ganß und Svenja Zeidl Betreuung: Hr. Patrick Röder, Goetheschule Wetzlar in Zusammenarbeit mit dem Institut für Medizinische Physik und Strahlenschutz (IMPS) der Technischen Hochschule Mittelhessen (THM) Betreuung: Prof. Dr. Joachim Breckow Hr. Ulrich Weber

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Messung und Bewertung

elektromagnetischer Felder in

Wohnräumen

von Fabian Hartmann, Fabian Ganß und Svenja Zeidl

Betreuung: Hr. Patrick Röder, Goetheschule Wetzlar

in Zusammenarbeit mit dem

Institut für Medizinische Physik und Strahlenschutz (IMPS) der

Technischen Hochschule Mittelhessen (THM)

Betreuung: Prof. Dr. Joachim Breckow

Hr. Ulrich Weber

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Inhaltsverzeichnis

2

Inhaltsverzeichnis

1 Einleitung ..................................................................................................... 3

2 Elektromagnetische Felder ............................................................................ 4

2.1 Grundlagen ............................................................................................ 4

2.1.1 Niederfrequente elektromagnetische Felder ...................................... 4

2.1.2 Hochfrequente elektromagnetische Felder ........................................ 5

2.2 Auswirkungen ........................................................................................ 5

2.2.1 Niederfrequenz ................................................................................ 5

2.2.2 Hochfrequenz ................................................................................... 6

3 Versuchsaufbau ............................................................................................ 8

3.1 Messgerät .............................................................................................. 8

3.2 Wohnsituationen .................................................................................... 9

3.2.1 Elektrische Verbraucher .................................................................. 11

3.3 Vorversuch ........................................................................................... 12

4 Ergebnisse/Auswertung ............................................................................. 14

4.1 Wohnzimmer ........................................................................................ 14

4.2 Jugendzimmer ...................................................................................... 17

5 Diskussion ................................................................................................. 20

6 Literaturverzeichnis ................................................................................... 22

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Einleitung

3

1 EINLEITUNG

Täglich sind wir im Alltag von elektromagnetischen Feldern umgeben, ohne dass wir

sie tatsächlich wahrnehmen. Jeder elektrische Verbraucher und jeder elektrische

Leiter erzeugt ein solches elektromagnetisches Feld. Doch was sind

elektromagnetische Felder überhaupt, wie entstehen sie und welche

Auswirkung/Bedeutung haben sie? Sehen kann man sie nicht – aber messen, doch

wie funktioniert das? Diesen Fragen wollten wir auf den Grund gehen und

herausfinden wie stark elektromagnetische Felder, erzeugt von Haushaltsgeräten,

betrieben mit Netzspannung (230 V ~, 50 Hz), in durchschnittlichen Wohnräumen

sind. Dabei stießen wir auf die Idee, dass man eventuell auf Grundlage eines

Diagramms, welches die Messungen im jeweiligen Raum visualisiert, die Struktur

des Raumes nachvollziehen kann und mögliche elektrische Verbraucher anhand von

Ausschlägen im Diagramm an der jeweiligen Position zuordnen kann. Wir erhofften

uns auch, dass elektrische Leitungen und Steckdosen erkennbar werden und so die

Räumlichkeit besser interpretiert werden kann.

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Elektromagnetische Felder

4

2 ELEKTROMAGNETISCHE FELDER

2.1 Grundlagen

Elektromagnetische Felder (EMF) entstehen überall dort wo elektrischer Strom fließt,

dessen Stärke und Polarität sich ändern. Sie sind abhängig von Stromstärke und

Frequenz und werden definiert über die elektrische sowie die magnetische

Feldstärke.

Je nach Frequenz unterscheidet man zwischen hochfrequenten und

niederfrequenten elektromagnetischen Feldern.

2.1.1 Niederfrequente elektromagnetische Felder

Niederfrequente elektrische Felder werden durch

niederfrequente elektrische Spannungen erzeugt,

d. h. sie sind auch vorhanden, wenn kein Strom

fließt und die Geräte ausgeschaltet sind.

Im Gegensatz dazu treten niederfrequente

magnetische Felder nur bei Stromfluss auf. Das

magnetische Feld nimmt mit zunehmender

Stromstärke zu, jedoch mit zunehmendem Abstand

vom stromführenden Leiter ab. Seine Richtung

ändert es analog zu der des Stromes.

Niederfrequente magnetische Felder lassen sich

jedoch, anders als elektrische Felder, nur schwer

abschirmen und durchdringen Hauswände,

organisches Gewebe und den menschlichen Körper.

Lediglich spezielle metallische Abschirmungen sind in

der Lage magnetische Felder abzuschwächen.

Zur Niederfrequenz (NF) zählt unter anderem das Stromnetz mit 50 Hz

(Deutschland) und das Bahnstromnetz mit 16,7 Hz (Deutschland).

Abb. 2 Das Magnetfeld verläuft im Uhrzeigersinn um einen

stromdurchflossenen Leiter (technische Stromrichtung). (Quelle: BfS)

Abb. 1 Das elektrische Feld dargestellt an

den Kraftlinien zwischen zwei Polen.

(Quelle: BfS)

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Elektromagnetische Felder

5

2.1.2 Hochfrequente elektromagnetische Felder

Elektromagnetische Felder im Hochfrequenzbereich (HF) hingegen findet man als

elektromagnetischen Wellen, wie Radiowellen (z. B. Rundfunk, Mobilfunk …) und

Mikrowellen mit 3 kHz–300 GHz, vor.

Zwar verringern sich auch hier die Feldstärken mit zunehmendem Abstand schnell,

jedoch kann aufgrund des häufig starken Richtcharakters des Abstrahlers nicht

unbedingt alleine vom Abstand zu diesem auf die Intensität geschlossen werden.

Außerdem gibt es Materialien, die das Feld reflektieren oder ganz bzw. teilweise

absorbieren.

Mithilfe von Metallfolien, Metallgitternetzen oder ähnlichen leitfähigen Materialien

können hochfrequente elektromagnetische Felder vollständig oder teilweise

abgeschirmt werden.

2.2 Auswirkungen

2.2.1 Niederfrequenz

Im menschlichen Gehirn induzieren starke niederfrequente elektromagnetische

Felder Ströme. Da sich das Frequenzspektrum menschlicher Gehirnströme im

gleichen Bereich befindet, sind Wechselwirkungen mithilfe der

Elektroenzephalografie (EEG) nachweisbar. Obwohl einige epidemiologische Studien

darauf hindeuten ist bislang noch nicht eindeutig nachgewiesen, ob eine starke

Exposition mit solchen Feldern zu einem Auftreten von neurodegenerativen

Erkrankungen führt. Ein leicht erhöhtes Risiko an Leukämieerkrankung zeigt sich

jedoch bei Kindern, die in anderen Studien über längere Zeit auch schwächeren

Magnetfeldern ausgesetzt waren.

Deshalb empfiehlt das Bundesamt für Strahlenschutz die Dauer der Exposition so

gering wie möglich zu halten und einen möglichst großen Abstand zu Feldquellen

einzuhalten. Letzteres gilt insbesondere nachts, da eine längere Dauer der

Exposition vorliegt, und bei Säuglingen und Kleinkindern.

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Elektromagnetische Felder

6

Auch legt die 26. Bundes-Immissionsschutzverordnung (BImSchV) für ortsfeste

Stromversorgungs- und Bahnstromanlagen Grenzwerte fest:

Normales Stromnetz (50 Hz): 100 nT

Bahnstromnetz (16,7 Hz): 300 nT

2.2.2 Hochfrequenz

Hochfrequente elektromagnetische Felder werden von biologischem Gewebe

absorbiert und können darin in Abhängigkeit von Intensität und Frequenz des

Feldes, sowie den Eigenschaften und Strukturen des Gewebes zu unterschiedlichen

Wirkungen führen.

Verantwortlich dafür sind elektrische Ladungen in Zellwänden,

Wasserstoffmolekülen und anderen polare Molekülen, die sich unter Einfluss des

elektromagnetischen Feldes verschieben. Polare Moleküle werden dem Feld

entsprechend stetig neu ausgerichtet und Ionen bewegt. Die dabei entstehenden

Schwingungen führen zu Reibungen zwischen den Teilchen, wodurch wiederum

Wärme entsteht.

Wirkt ein elektromagnetisches Feld auf den menschlichen Körper kann dieser die

dadurch zugeführte Wärme in der Regel durch Thermoregulation mithilfe des

Blutkreislaufs und Transpiration abführen. Eine zu starke Wärmeentwicklung führt

jedoch bei lokaler Einwirkung zu Verbrennungen bzw. zu einer

Körpertemperaturerhöhung (Fieber) bei Einwirkung auf den gesamten Organismus.

Insbesondere die Augen sind vor Mikrowellen zu schützen, da bei zu starker

Erwärmung Grauer Star, eine Trübung der Augenlinse, ausgelöst werden kann.

„Mikrowellenhören“ tritt bei kurzer, leistungsstarker Belastung einiger

Gehirngewebeareale mit Hochfrequenzsignalen auf. Durch dessen thermoelastische

Eigenschaften dehnt es sich bei der Erwärmung aus und erzeugt mechanische

Wellen im hörbaren Bereich, die das Innenohr anregen. Es werden akustische Reize

in Form von Summen oder Klicken wahrgenommen.

Je nach Frequenz ändert sich außerdem die Eindringtiefe in das biologische Gewebe.

Sie sinkt, je höher die Frequenz ist und reicht von zehn bis dreißig Zentimeter im

Megaherzbereich (Rundfunk), über nur wenige Zentimeter im Ein-Gigaherz-Bereich

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Elektromagnetische Felder

7

(Mobilfunk) und wenige Millimeter im Zehn-Gigaherz-Bereich (Radar), bis zu

Wirkungen die lediglich die Hautfläche betreffen, bei über 10 GHz.

Abhängig von Körpergröße und Raumorientierung wirkt der Mensch zusätzlich als

Resonator einer bestimmten Frequenz – er liegt in dessen Resonanzbereich, d. h.

seine Größe entspricht etwa einer halben Wellenlänge der Strahlung. Dadurch nimmt

er besonders viel Strahlungsenergie auf und wirkt quasi als Empfangsantenne.

Ein erwachsener Mensch resoniert Frequenzen im Bereich von 70–110 MHz (≈ UKW-

Hörfunk); Kinder, da sie kleiner sind, entsprechend höhere Frequenzen.

Die Spezifische Absorptionsrate (SAR) gibt die Leistung hochfrequenter Felder, die

pro Masse Gewebe absorbiert wird, in Watt pro Kilogramm [W/kg] an und ist

maßgebend für die biologischen Auswirkungen.

Ein SAR-Wert mit durchschnittlich 4 W/kg über den gesamten menschlichen Körper

führt zu einer Temperaturerhöhung von 1 Grad Celsius [°C]; die Leistung ist hierbei

ähnlich der einer normalen Muskelaktivität.

Verwendung findet die Angabe des SAR-Wertes bei Mobiltelefonen, wobei der Wert

eines modernen Geräts ungefähr zwischen 0,10 und 1,99 W/kg liegt. Die

Weltgesundheitsorganisation (WHO) empfiehlt obersten Grenzwert von 2 W/kg. Ab

einem SAR-Wert von 0,6 W/kg abwärts kann ein Mobiltelefon mit dem Blauen Engel

ausgezeichnet werden.

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Versuchsaufbau

8

3 VERSUCHSAUFBAU

3.1 Messgerät

Das Messgerät, welches uns vom Institut für medizinische Physik und Strahlenschutz

der Technische Hochschule Mittelhessen zur Verfügung gestellt wurde, ist der

Wandel & Goltermann Feldanalysator EFA-3 mir externer B-Feld-Präzisionssonde (A

= 100 cm²) für Messungen von magnetischen Wechselfeldern nach VDE und IEC

Standard.

Diese Magnetfeldsonde besitzt dreidimensional isotrop angeordnete Spulen, in

denen das magnetische Wechselfeld unabhängig von der Ausrichtung des

Messgeräts eine Spannung induziert. Diese Spannung erfasst ein A/D-Wandler und

setzt sie für den eingebauten Signalprozessor in ein digitales Signal um, welcher

schließlich die Ergebnisdaten berechnet.

Die Magnetfeldsonde hat einen Messbereich von 5 nT bis 10 mT und bei der von

uns genutzten Filterfrequenz von 50 Hz (selektiv) eine Messungenauigkeit von bis

zu ± 3 % bzw. ± 1 nT ab 40 nT.

Es lassen sich sowohl das spektrale Gesamtfeld, als auch die einzelnen

Feldkomponenten anzeigen. Weiterhin können diverse Breitband- sowie

Selektivfilter eingeschaltet werden und man kann zwischen Spitzenwert- und

Effektivwertdetektion wählen.

Zur Vereinfachung der Messung besitzt das Messgerät außerdem eine Peak-Hold-

Funktion, die den gemessen Höchstwert anzeigt.

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Versuchsaufbau

9

Den Selektivfilter f = 50 Hz haben wir deshalb verwendet, da wir lediglich die von

der Netzspannung in den Leitungen und Geräten erzeugten, niederfrequenten

magnetischen Wechselfelder messen wollten und nicht eventuell vorhandene

hochfrequente magnetische Felder, wie sie in Form von elektromagnetischen Wellen

durch Rund- und Mobilfunk usw. auftreten.

Weiterhin haben wir die Effektivwertdetektion (RMS) aktiviert.

3.2 Wohnsituation

Da wir die magnetischen Felder in Situationen des alltäglichen Lebens messen

wollten, haben wir uns für zwei Räume, die mit passenden Geräten ausgestattet

sind, entschieden. Einmal ein Wohnzimmer (14,7 m²) in dem gerade Staub gesaugt,

genäht und ferngesehen wird.

Abb. 3 Die Abbildung zeigt den, dem Feldanalysator EFA-3 ähnlichen, Feldanalysator EFA-2, mit Präzisions-B-Feldsonde (oben), der für die Messung magnetischer Felder die gleichen Funktionen bietet. (Quelle: Wandel & Goltermann)

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Versuchsaufbau

10

Weiterhin ein typisches Jugendzimmer (15,8 m²) mit laufendem Fernseher und PC

mit dazugehörigem Monitor und Drucker, sowie einem Gitarrenverstärker, einem

Gitarren-Effektgerät und einer Lavalampe.

Als Messabstand legten wir 20 cm fest und teilten die Räume in Planquadrate ein;

als Messhöhe wählten wir 1 m über Boden. Zur Positionsbestimmung nutzten wir

einen Linienlaser, mit dessen Hilfe wir den Raum vertikal einteilten, einen

Gliedermaßstab zur Abstandsmessung entlang der vertikalen Linien sowie einen Lot

zur Höhenbestimmung und Ausrichtung der Sonde direkt über dem Messpunkt.

Bei einem Messabstand von 10 cm wären sehr viele Messungen notwendig gewesen,

die einzelnen Positionen hätten nicht genau genug festgelegt werden können und

sich womöglich sogar teilweise überlagert. Bei größeren Messabständen von 30

oder 40 cm jedoch wären die Ergebnisse wiederum zu ungenau geworden.

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Versuchsaufbau

11

Die Messhöhe von 1 m war deshalb günstig, da wir auf dieser Höhe die Messungen

über den meisten Gegenständen hinweg durchführen konnten.

3.2.1 Elektrische Verbraucher

Wohnzimmer Jugendzimmer

SINGER Prestige (Nähmaschine)

Modellnummer: 6238

Seriennummer: N826009117

Nennspannung: 220 V ~, 50 Hz

Nennleistungsaufnahme: 85 W

Grundig Davio 21 (Röhrenfernseher)

Modellnummer: T55-4501 Text

Nennspannung: 230 V ~, 50 Hz

Nennleistungsaufnahme: 15 W

Vorwerk ET 30 electronic (Stabstaubsauger)

Modellnummer: VK 116

Seriennummer: 6837410

Nennspannung: 220 V ~, 25–60 Hz

Nennleistungsaufnahme: 200 W

Thompson DTI series 1000 (Digitaler

Antennenreceiver [DVB-T])

Nennspannung: 230 V ~, 50/60 Hz

Nennleistungsaufnahme: 10 W

Lipan Ind. Lavalampe

Modellnummer: LP-10

Nennspannung: 230 V ~, 50 Hz

Nennleistungsaufnahme: 40 W

Nokia SAT800 (Analoger Satellitenreceiver)

Seriennummer: 5945

Nennspannung: 230 V ~, 50 Hz

TOSHIBA Regza LCD Colour TV

Modellnummer: 32AV603PG

Seriennummer: 925G35PO7716L1

Nennspannung: 220–240 V ~, 50/60 Hz

Nennleistungsaufnahme: 160 W

Coxx Guitar Amp CG-15R

Nennspannung: 230 V ~, 50/60 Hz

Nennleistungsaufnahme: 40 W

Digitec RP250 (Digitales Effektgerät)

Modellnummer: RP250V-EU

Seriennummer: 00012725 RoHS

Nennspannung: 230 V ~, 50 Hz

Nennleistungsaufnahme: 20 W

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Versuchsaufbau

12

POWER LC600H-12 V2.31 Active PFC

Switching Power Supply

Nennspannung: 230 V ~, 50 Hz

Nennstrom: 5 A

Samsung 2032MW Color Display Unit

Typnummer: PM20WS

Nennspannung: 100–240 V ~, 50 Hz

Nennstrom: 1 A

Moll Mobilight (Schreibtischleuchte)

Nennspannung: 230 V ~, 50 Hz

Nennleistungsaufnahme: 11 W

Canon Pixma MX310 (Multifunktionsdrucker)

Nennspannung: 100–240 V ~, 50/60 Hz

Nennstrom: 0,7 A

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Versuchsaufbau

13

3.3 Vorversuch

Um herauszufinden, wie sich das magnetische Feld in Abhängigkeit des Abstands

zum erzeugenden Gerät verhält, haben wir zuvor Messungen an einem im Zimmer

befindlichen Gerät, welches ein relativ starkes magnetisches Feld erzeugt,

durchgeführt – in unserem Fall war dies der PC-Monitor (Samsung 2032MW Color

Display Unit, 230 V ~, 50 Hz, 1 A) aus dem Jugendzimmer.

Dazu haben wir die magnetische Feldstärke in Abständen von 5 cm, einmal bei

eingeschaltetem und einmal bei ausgeschaltetem Gerät, gemessen. Um nur das

magnetische Feld, das vom Monitor erzeugt wird, zu untersuchen, haben wir dann

die Differenz beider Messwerte errechnet.

Abstand (r) Magnetische Feldstärke (B)

0 cm 477,6 nT

5 cm 191,3 nT

10 cm 79,7 nT

15 cm 35,4 nT

20 cm 20,9 nT

Es zeigt sich, dass die magnetische Feldstärke relativ schnell sinkt, je weiter man

sich vom Gerät entfernt, sodass, trotz der 477,6 nT direkt am Monitor, nach 20 cm

bereits nur noch 20,9 nT, also rund 4 %, zu messen waren. Genau genommen nimmt

das magnetische Feld mit 1/r ab, wobei r der Abstand zum stromdurchflossenen

Leiter darstellt.

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Ergebnisse/Auswertung

14

4 ERGEBNISSE/AUSWERTUNG

Die Messergebnisse haben wir zunächst in ein Messprotokoll eingetragen und

anschließend in ein Tabellenkalkulationsprogramm übertragen. Mit diesem haben

wir dann die Ergebnisse grafisch, in Form von 3D-Oberflächendiagrammen,

dargestellt.

Da es in beiden Räumen jeweils einige wenige herausstechende Höchstwerte gab

und somit feinere Unterschiede in den Messwerten nicht mehr sichtbar gewesen

wären, haben wir bei der Vertikalachse die lineare Skalierung zu einen

logarithmischen Skalierung mit der Basis 10 geändert.

Zur besseren räumlichen Zuordnung haben wir die Diagramme zusätzlich in Form

von 3D-Drahtmodelldiagrammen über die Zeichnungen der Räume gelegt.

4.1 Wohnzimmer

Im Wohnzimmer zeigte sich, dass das Magnetfeld des Fernsehers das größte war

(5,6 mT), was wir auch erwartet hatten, da es sich um einen Röhrenfernseher

handelt, welcher große magnetische Ablenkspulen zur Ablenkung des

Elektronenstrahls besitzt. Weiterhin ist das Magnetfeld der Nähmaschine deutlich

erkennbar (469 nT), genauso das der Steckdose rechts unterhalb des Fensters (122

nT). Der Ausschlag vorne links ist vermutlich auf den Stromzähler im Treppenhaus

vor dem Wohnzimmer zurückzuführen. Lediglich die Position des Staubsaugers ist

nicht feststellbar, was wahrscheinlich mit der gewählten Höhe auf der wir die

Messungen

durchführten

zusammenhängt, da

der Staubsauger auf

dem Boden lag.

Nähmaschine

Fernseher

Staubsauger

Steckdose

Stromzähler (außerhalb)

Receiver

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Ergebnisse/Auswertung

15

A B C D E F G H I J K

1

79,4 62,3 80,8 45,9 55,4 49,8 25,4 31,7 50,3 41,8

2 108 71,2 59,8 82 54,1 64 52,1 25,9 32,6 48 41,1

3 65,2 62,8 56,4 58,7 50,5 62,8 44,2 25,1 31,2 48,5 41,7

4 59,2 48,1 46,2 53,4 43,1 56 42 43,3 29,3 49,3 41

5 91,6 44,2 42,3 54,8 43,3 39,9 45,4 43,3 29,5 45,2 36

6 37 43 38,4 59,3 42,1 40,6 73,5 43,1 31,7 44,6 35,4

7 37,2 38,4 50,4 74,6 70,8 80,4 139,7 76 36,1 41 31,7

8 56,8 31,1 60,8 132 163 140 197,4 194 43,4 43,5 26,4

A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S

1

10

100

1000

10000

1

6

11

16

Breite

Magneti

sche F

els

tärk

e [n

T]

Tiefe

1000-10000

100-1000

10-100

1-10

A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S

1

3

5

7

9

11

13

15

17

Breite

Magnetische

Felstärke [nT]

Tiefe

1000-10000

100-1000

10-100

1-10

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Ergebnisse/Auswertung

16

9 52,9 49,1 83 208,9 612 442 541 131,1 34,8 40,7 30,7

10 31,7 47,5 82,7 168,2 409 410,8 551 126,2 42,3 30,9 26,8

11 37,7 43,4 46,7 84,2 127,4 468,8 286,8 81,5 68,9 38,1 29,9

12 35,4 42,3 43,8 47,4 88,2 364 98,5 64,5 63,9 28,4 34,4

13 27,8 29,6 42,1 37,3 31,5 53,7 51,7 26,7 56,8 35,3 38,5

14 27,6 49,1 32,7 42,6 32,6 49,2 26,3 31,2 29,3 36,8 52

15 24,7 45 38 40,1 37,6 20,8 28,2 32 30,6 38,9 59

16 31,8 47,6 39,9 28,7 36,4 23,8 27,3 31,8 35,6 40,9 59,6

17 33 45 46,9 35,1 27,9 26,8 24,4 34,4 44,7 41,3 71,6

18 28,1 34,8 34,1 40,7 122,2 34,6 29,1 52,2 42,9 35,8 79,5

L M N O P Q R S

1 45,1 45,5 52,6 73,3 222,6 84,9 100,9 96,9

2 54,8 49,1 51,3 70,1 206,6 72,7 89,3 61,8

3 57,5 53 51 59,5 145,9 33,5 50 48,6

4 57,3 58,3 46,8 58,8 115,9 31,8 43,6 51,3

5 56,4 59,2 43,1 47,5 85 31,3 34,3 40

6 52,9 56,3 39,6 31,6 83 32,4 35,9 32,7

7 46,7 52,3 37 39,6 46,8 45,2 37,9 38,2

8 43,1 57,4 36,8 47,5 33,5 53 39,5 53,7

9 47,5 52,4 41,5 61,4 43,4 70,4 50,5 51

10 53,3 56,1 56,2 74,8 66,4 99,7 71,4 63,4

11 55,9 54,3 78,9 128,5 134,4 149 105,8 88,2

12 83,1 81 149,5 243 333,2 289,9 177,4 127,8

13 95 134,8 326 548 970,7 483,8 297,3 202,7

14 109,9 165,8 392 3233 2759 1560 687,3 337,2

15 144,3 195,7 550 1994 5635 2917 940,2 404,4

16 182,2 309,5 576,5 1521 3104 3060 731,6 423,6

17 152,6 312,9 637,3 1069 1745 2610 591,3 373,3

18 149,9 303,2 392,7 811,4 830 1100 384,3 279,8

Magnetische Feldstärke [nT]

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Ergebnisse/Auswertung

17

4.2 Jugendzimmer

Im Jugendzimmer stellte sich der PC-Monitor als größte Feldquelle heraus und lag

mit 7,1 mT etwas über der mit dem Fernseher größten Feldquelle im Wohnzimmer

(5,6 mT). Auch die Einheit aus Fernseher und Satellitenreceiver sowie

Gitarrenverstärker und Effektgerät erzeugte ein, wenn auch geringeres, sichtbares

Magnetfeld (86 nT), die einzelnen Geräte lassen sich jedoch nur schwer bis

überhaupt nicht anhand des Diagramms unterscheiden. Der Computer mit seinem

Schaltnetzteil ging weiterhin nahezu komplett im Feld des Monitors unter, ebenso

wie Schreibtisch- und Lavalampe, die im dafür zu hohen Gesamtniveau des

Magnetfeldes nicht zu erkennen sind. Allerdings lässt sich die Position des

Multifunktionsdruckers einigermaßen erahnen.

Auch ist gut sichtbar, dass im Bereich des Bettes (A1–F11) nahezu alle Werte unter

20 nT lagen.

Fernseher

Lavalampe

Monitor

Drucker

Receiver

Schreibtisch-lampe

Computer Gitarren-verstärker

Effektgerät

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Ergebnisse/Auswertung

18

A B C D E F G H I J K

1 13,6 14,9 15,3 14,8 13,9 13 12,8 11,9 14 15,2 22,6

2 8 4,1 3,2 2,4 3 2,8 8,7 3,2 8,5 6,7 9,9

3 13,1 13,1 5,6 3,4 13,7 9,2 9,7 8,9 7,2 9,9 8,8

4 19,5 19,5 8,3 14,8 8 5,9 6,3 10 8,9 7,2 6,3

5 8,4 19,3 18,7 11,2 13,6 13,3 14,9 12,6 10,7 8,5 10,3

6 15,7 18,7 6,5 18,8 15,3 12,7 11,5 9,3 9,6 14,7 14,5

A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V

1

10

100

1000

10000

1

5

9

13

17

Breite

Magneti

sche F

eld

stä

rke [n

T]

Tiefe

1000-10000

100-1000

10-100

1-10

A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V 1

3

5

7

9

11

13

15

17

Breite

Magnetische

Feldstärke [nT]

Tiefe

1000-10000

100-1000

10-100

1-10

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Ergebnisse/Auswertung

19

7 17,7 19,3 15,5 13,8 16,5 17,3 12,6 15,6 19,3 11,8 17,8

8 12,7 14 12,3 11,6 11,7 10,4 10,6 9,9 9,3 7,4 8

9 10,4 11,7 11,9 10,3 11,2 14,4 14,9 14,6 14,1 12,4 10,5

10 9,1 9,6 8,6 9,8 11,3 12,5 11,3 11,3 10,3 11 10,7

11 23,8 14,7 33,7 16 18 17,6 19,9 21,6 19,1 16,8 16,8

12 12,7 13,3 13,4 15,7 19,5 23,4 29,5 36,1 34,2 28,1 33,7

13 11,2 13,6 18,2 21,5 29,7 37,8 47 18,3 54,6 25,3 22,3

14 8,1 8,1 8,3 9,2 13,2 19,5 25,7 39,1 43,4 46,6 57

15 10,6 19,9 10 13,5 17,2 28,9 45,3 79,9 132,2 317,6 278,9

16 10,6 9,8 12,6 15,4 20,4 28,6 53,1 172,1 414,8 751,5 2009

17 8 9,4 11,1 12,1 20,9 41,1 91,8 269,2 1918 7133 6259

18 30,3 7,8 9 12,7 24,1 34,4 72,2 152,4 376,1 419,9 355,6

L M N O P Q R S T U V

1 13,7 10 10,2 11,1 10,2 8,8

2 8,7 8,8 6,2 8,7 6,5 6,4

3 8,3 6,2 7,7 7,7 6,8 6,3 5,5

4 7,4 7,3 9,2 6,8 5,6 8,8 12,7 13,1

5 9,6 8,3 8,6 9,8 8,6 8,3 9 10,9 21,3

6 13,4 13,5 14,5 13,6 13,6 17 17,7 22,4 33,1

7 22,1 18,9 13,1 23,2 26,4 20 21,8 33,2 36

8 4,1 11,3 13,9 15,8 20,9 22,7 26,1 22,6 14,6 21,3 25,1

9 11,6 15,2 17,4 17,5 8,2 29,3 12,3 13,9 19,7 66,5 22,4

10 11,8 15,7 23,2 32,1 34,6 51,2 42,4 111,1 20,7 22,4 23,7

11 19,9 22,1 27,1 36,1 50,2 69,7 112,3 67 28,7 27,4 86,3

12 37,7 39,9 40 47,4 20,9 26,4 32,3 31,6 38,5 34 36,8

13 23,7 21,8 20,3 21,6 31,5 36,3 51,7 58,4 59,1 53,9 49,9

14 54,8 46,1 32,2 29 40,9 55,2 70,4 75 65 29,4 42,4

15 156 106,5 59,4 39,5 43,3 46,7 68,9 78,6 71 67,2 44,6

16 322,3 260,5 127,9 39,9 35,9 49,7 69,1 76,9 74,9 58,7 39,8

17 1985 205 39,4 30,1 38,5 55,5 65,5 65,3 64,4 49 36

18 342,9 97,5 91,2 38,4 38,9 32,6 55,6 56,2 41,1 27,8 29,3

Magnetische Feldstärke [nT]

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Diskussion

20

5 DISKUSSION

Eine Interpretation der Ergebnisse, so wie wir sie uns zunächst erhofft hatten, dass

man anhand der Diagramme die Struktur des Raumes nachvollziehen und die

elektrischen Geräte zuordnen kann, gelingt, wie man sieht, nur begrenzt.

So lassen sich zum Beispiel im Wohnzimmer Fernseher und Nähmaschine zuordnen,

wenn man Aufbau des Raumes kennt. Im Jugendzimmer ist es jedoch sehr schwierig

einzelne Geräte zuzuordnen, da diese sich auf unterschiedlichen Höhen befanden

und somit deren Magnetfeld auf Höhe des Messgerätes teilweise schon stark

abgeschwächt war, was in Verbindung mit dem hohen Gesamtniveau kaum zu

erkennbaren Ausschlägen führt.

Voraussetzung für eine eindeutige Zuordnung wäre gewesen, dass sich die Geräte

alle auf einer Ebene befinden und die Messungen dann in einem bestimmten

Abstand zu dieser Ebene durchgeführt werden. Unsere Fragestellung beruhte jedoch

darauf, ob man anhand des tatsächlichen Magnetfeldes Rückschlüsse auf den

Aufbau des Raumes ziehen kann, weshalb wir uns nicht für diese Methode

entschieden hatten.

Trotzdem kann es zu weiteren Verfälschungen der Ergebnisse durch externe

Feldquellen, wie beispielsweise dem Stromzähler im Treppenhaus vor dem

Wohnzimmer, kommen.

Was man jedoch feststellen kann sind Unterschiede zwischen den beiden Räumen.

So ist das Gesamtfeld im Jugendzimmer im Vergleich zum Wohnzimmer relativ hoch,

was mit der Anzahl der betrieben Geräte begründet ist. So ist es einerseits aufgrund

des hohen Stromverbrauchs, aber auch aufgrund der Exposition im höheren

Magnetfeld, wenig ratsam alle Geräte gleichzeitig zu betreiben, was jedoch in

Jugendzimmern häufiger vorkommt.

Auch ist besonders darauf zu achten dass Schlafplätze gut vor Magnetfeldern

geschützt sind, da durch die nächtliche Zeitspanne eine erhöhte Exposition vorliegt.

In unserem Fall zeigt sich, dass das Feld im Bereich des Bettes nahezu durchgehend

unter 20 nT liegt, was einen vergleichsweise guten Wert darstellt. Unnötige

Verbraucher sollten dennoch nachts komplett ausgeschaltet werden – kein

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Diskussion

21

Standbybetrieb – und Radiowecker oder ähnliche Geräte nicht in unmittelbarer Nähe

des Kopfes platziert werden.

Im Wohnzimmer kann man jedoch davon ausgehen, dass nur wenige Geräte

gleichzeitig betrieben werden – so zum Bespiel Fernseher und Receiver. Das dazu

gleichzeitige Betreiben von Staubsauger und Nähmaschine ist eher nicht vorstellbar,

womit das Gesamtfeld und damit die Exposition der anwesenden Personen deutlich

sinkt. Auch das Feld des Fernsehers von 5,6 mT an der Geräteoberfläche, einem für

die längere Exposition nicht besonders günstigen Wert, erreicht nach rund einem

Meter Entfernung gesundheitlich unbedenkliche Werte, da die Feldstärke mit jedem

Zentimeter erheblich abnimmt, sodass auch bei längerem Fernsehen keine Gefahr

für den Zuschauer durch das Magnetfeld entsteht.

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Literaturverzeichnis

22

6 Literaturverzeichnis

Wandel & Goltermann. Produktbeschreibung Feldanalysator EFA-1, EFA-2. URL:

http://www.helmut-singer.de/pdf/wagoefa1_efa2.pdf

Wandel & Goltermann. Bedienungsanleitung Feldanalysatorsystem EFA-3.

Wandel & Goltermann, Tandler, Dietmar. 14. Messung niederfrequenter elektrischer

und magnetischer Felder, EMVU-Kongress 29.03.1995. URL: http://www.narda-

sts.de/pdf/niederfrequenz/12_kongr_7.pdf

ITWissen.info. EMF (electromagnetic field). URL:

http://www.itwissen.info/definition/lexikon/electromagnetic-field-EMF-

Elektromagnetisches-Feld.html

Bundesamt für Strahlenschutz. Elektromagnetische Felder. URL:

http://www.bfs.de/de/elektro/

Grehn, Joachim und Krause, Joachim. Metzler Physik, 4. Auflage. Schroedel,

Braunschweig 2009, S. 186–271. ISBN 978-3-507-10710-6