IEC 62226-2-1-2004 Exposure to electric or magnetic fields in the low and intermediate frequency range - Methods for calculating the current density and internal electric field ind.pdf

1、 NORME INTERNATIONALE CEI IECINTERNATIONAL STANDARD 62226-2-1 Premire dition First edition 2004-11Exposition aux champs lectriques ou magntiques basse et moyenne frquence Mthodes de calcul des densits de courant induit et des champs lectriques induits dans le corps humain Partie 2-1: Exposition des

2、champs magntiques Modles 2D Exposure to electric or magnetic fields in the low and intermediate frequency range Methods for calculating the current density and internal electric field induced in the human body Part 2-1: Exposure to magnetic fields 2D models Numro de rfrence Reference number CEI/IEC

3、62226-2-1:2004 Numrotation des publications Depuis le 1er janvier 1997, les publications de la CEI sont numrotes partir de 60000. Ainsi, la CEI 34-1 devient la CEI 60034-1. Editions consolides Les versions consolides de certaines publications de la CEI incorporant les amendements sont disponibles. P

4、ar exemple, les numros ddition 1.0, 1.1 et 1.2 indiquent respectivement la publication de base, la publication de base incorporant lamendement 1, et la publication de base incorporant les amendements 1 et 2. Informations supplmentaires sur les publications de la CEI Le contenu technique des publicat

5、ions de la CEI est constamment revu par la CEI afin quil reflte ltat actuel de la technique. Des renseignements relatifs cette publication, y compris sa validit, sont dispo- nibles dans le Catalogue des publications de la CEI (voir ci-dessous) en plus des nouvelles ditions, amendements et corrigenda

6、. Des informations sur les sujets ltude et lavancement des travaux entrepris par le comit dtudes qui a labor cette publication, ainsi que la liste des publications parues, sont galement disponibles par lintermdiaire de: Site web de la CEI (www.iec.ch) Catalogue des publications de la CEI Le catalogu

7、e en ligne sur le site web de la CEI (www.iec.ch/searchpub) vous permet de faire des recherches en utilisant de nombreux critres, comprenant des recherches textuelles, par comit dtudes ou date de publication. Des informations en ligne sont galement disponibles sur les nouvelles publications, les pub

8、lications remplaces ou retires, ainsi que sur les corrigenda. IEC Just Published Ce rsum des dernires publications parues (www.iec.ch/online_news/justpub) est aussi dispo- nible par courrier lectronique. Veuillez prendre contact avec le Service client (voir ci-dessous) pour plus dinformations. Servi

9、ce clients Si vous avez des questions au sujet de cette publication ou avez besoin de renseignements supplmentaires, prenez contact avec le Service clients: Email: custserviec.ch Tl: +41 22 919 02 11 Fax: +41 22 919 03 00 Publication numbering As from 1 January 1997 all IEC publications are issued w

10、ith a designation in the 60000 series. For example, IEC 34-1 is now referred to as IEC 60034-1. Consolidated editions The IEC is now publishing consolidated versions of its publications. For example, edition numbers 1.0, 1.1 and 1.2 refer, respectively, to the base publication, the base publication

11、incorporating amendment 1 and the base publication incorporating amendments 1 and 2. Further information on IEC publications The technical content of IEC publications is kept under constant review by the IEC, thus ensuring that the content reflects current technology. Information relating to this pu

12、blication, including its validity, is available in the IEC Catalogue of publications (see below) in addition to new editions, amendments and corrigenda. Information on the subjects under consideration and work in progress undertaken by the technical committee which has prepared this publication, as

13、well as the list of publications issued, is also available from the following: IEC Web Site (www.iec.ch) Catalogue of IEC publications The on-line catalogue on the IEC web site (www.iec.ch/searchpub) enables you to search by a variety of criteria including text searches, technical committees and dat

14、e of publication. On- line information is also available on recently issued publications, withdrawn and replaced publications, as well as corrigenda. IEC Just Published This summary of recently issued publications (www.iec.ch/online_news/justpub) is also available by email. Please contact the Custom

15、er Service Centre (see below) for further information. Customer Service Centre If you have any questions regarding this publication or need further assistance, please contact the Customer Service Centre: Email: custserviec.ch Tel: +41 22 919 02 11 Fax: +41 22 919 03 00 . NORME INTERNATIONALE CEI IEC

16、INTERNATIONAL STANDARD 62226-2-1 Premire dition First edition 2004-11Exposition aux champs lectriques ou magntiques basse et moyenne frquence Mthodes de calcul des densits de courant induit et des champs lectriques induits dans le corps humain Partie 2-1: Exposition des champs magntiques Modles 2D E

17、xposure to electric or magnetic fields in the low and intermediate frequency range Methods for calculating the current density and internal electric field induced in the human body Part 2-1: Exposure to magnetic fields 2D models Pour prix, voir catalogue en vigueur For price, see current catalogue I

18、EC 2004 Droits de reproduction rservs Copyright - all rights reserved Aucune partie de cette publication ne peut tre reproduite ni utilise sous quelque forme que ce soit et par aucun procd, lectronique ou mcanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans laccord crit de lditeur. No part of t

19、his publication may be reproduced or utilized in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying and microfilm, without permission in writing from the publisher. International Electrotechnical Commission, 3, rue de Varemb, PO Box 131, CH-1211 Geneva 20, Switzerland Telepho

20、ne: +41 22 919 02 11 Telefax: +41 22 919 03 00 E-mail: inmailiec.ch Web: www.iec.ch CODE PRIX PRICE CODE XA Commission Electrotechnique Internationale International Electrotechnical Commission 2 62226-2-1 CEI:2004 SOMMAIRE AVANT-PROPOS8 INTRODUCTION.12 1 Domaine dapplication 14 2 Modles analytiques.

21、14 2.1 Gnralits14 2.2 Modles analytiques de base pour les champs uniformes .16 3 Modles numriques.18 3.1 Informations gnrales sur les modles numriques.18 3.2 Modles 2D Approche gnrale 20 3.3 Conductivit des tissus vivants 22 3.4 Modles 2D Conditions des calculs numriques 24 3.5 Facteur de couplage p

22、our le champ magntique non uniforme24 3.6 Modles 2D Rsultats des calculs numriques 26 4 Validation des modles.30 Annexe A (normative) Disque dans un champ uniforme 32 Annexe B (normative) Disque dans un champ cr par un fil de longueur infinie38 Annexe C (normative) Disque dans un champ cr par 2 fils

23、 parallles parcourus par des courants quilibrs.54 Annexe D (normative) Disque dans un champ magntique cr par une spire circulaire 76 Annexe E (informative) Approche simplifie des phnomnes lectromagntiques 100 Annexe F (informative) Calcul analytique du champ magntique cre par des systmes simples din

24、duction: 1 fil, 2 fils parallles parcourus par des courants quilibrs et 1 spire circulaire 104 Annexe G (informative) Equations et modles numriques pour les phnomnes lectromagntiques dans une structure type: disque conducteur dans un champ lectromagntique 108 Bibliographie 112 Figure 1 Disque conduc

25、teur dans une densit de flux magntique uniforme 16 Figure 2 Maillage par lments finis (triangles dordre 2) dun disque, et dtail20 Figure 3 Disque conducteur dans une densit de flux magntique non uniforme22 Figure 4 Variation du facteur de couplage pour le champ magntique non uniforme K avec la dista

26、nce la source, pour les trois types de sources de champ magntique (rayon du disque R = 100 mm) 28 Figure A.1 Lignes de densit de courant J et distribution de J dans le disque 32 Figure A.2 J = f r: Distribution ponctuelle de la densit de courant induit calcule le long dun diamtre dun disque homogne

27、dans un champ magntique uniforme34 Figure A.3 J i= f r: Distribution de la densit intgre de courant induit calcule le long dun diamtre dun disque homogne dans un champ magntique uniforme36 Figure B.1 Disque dans le champ magntique cr par un fil rectiligne infini .38 Figure B.2 Lignes de densit de co

28、urant J et distribution de J dans le disque (source: 1 fil, situ d = 10 mm du bord du disque) 40 62226-2-1 IEC:2004 3 CONTENTS FOREWORD.9 INTRODUCTION.13 1 Scope 15 2 Analytical models .15 2.1 General.15 2.2 Basic analytical models for uniform fields.17 3 Numerical models.19 3.1 General information

29、about numerical models19 3.2 2D models General approach21 3.3 Conductivity of living tissues23 3.4 2D Models Computation conditions .25 3.5 Coupling factor for non-uniform magnetic field25 3.6 2D Models Computation results.27 4 Validation of models .31 Annex A (normative) Disk in a uniform field 33

30、Annex B (normative) Disk in a field created by an infinitely long wire.39 Annex C (normative) Disk in a field created by 2 parallel wires with balanced currents 55 Annex D (normative) Disk in a magnetic field created by a circular coil .77 Annex E (informative) Simplified approach of electromagnetic

31、 phenomena101 Annex F (informative) Analytical calculation of magnetic field created by simple induction systems: 1 wire, 2 parallel wires with balanced currents and 1 circular coil105 Annex G (informative) Equation and numerical modelling of electromagnetic phenomena for a typical structure: conduc

32、tive disk in electromagnetic field.109 Bibliography .113 Figure 1 Conducting disk in a uniform magnetic flux density17 Figure 2 Finite elements meshing (2 ndorder triangles) of a disk, and detail 21 Figure 3 Conducting disk in a non-uniform magnetic flux density.23 Figure 4 Variation with distance t

33、o the source of the coupling factor for non-uniform magnetic field, K, for the three magnetic field sources (disk radius R = 100 mm)29 Figure A.1 Current density lines J and distribution of J in the disk .33 Figure A.2 J = f r: Spot distribution of induced current density calculated along a diameter

34、 of a homogeneous disk in a uniform magnetic field35 Figure A.3 J i= f r: Distribution of integrated induced current density calculated along a diameter of a homogeneous disk in a uniform magnetic field37 Figure B.1 Disk in the magnetic field created by an infinitely straight wire .39 Figure B.2 Cur

35、rent density lines J and distribution of J in the disk (source: 1 wire, located at d = 10 mm from the edge of the disk).41 4 62226-2-1 CEI:2004 Figure B.3 Distribution ponctuelle de la densit de courant induit le long du diamtre AA du disque (source: 1 fil, situ d = 10 mm du bord du disque)40 Figure

36、 B.4 Distribution de la densit intgre de courant induit le long du diamtre AA du disque (source: 1 fil, situ d = 10 mm du bord du disque)42 Figure B.5 Lignes de densit de courant J et distribution de J dans le disque (source: 1 fil, situ d = 100 mm du bord du disque) 42 Figure B.6 Distribution de la

37、 densit intgre de courant induit le long du diamtre AA du disque (source: 1 fil, situ d = 100 mm du bord du disque)44 Figure B.7 Courbe paramtrique du facteur K pour des distances jusqu 300 mm dune source consistant en un fil de longueur infinie (disque: R = 100 mm).46 Figure B.8 Courbe paramtrique

38、du facteur K pour des distances jusqu 1 900 mm dune source consistant en un fil de longueur infinie (disque: R = 100 mm).48 Figure B.9 Courbe paramtrique du facteur K pour des distances jusqu 300 mm dune source consistant en un fil de longueur infinie (disque: R = 200 mm).50 Figure B.10 Courbe param

39、trique du facteur K pour des distances jusqu 1 900 mm dune source consistant en un fil de longueur infinie (disque: R = 200 mm).52 Figure C.1 Disque conducteur dans un champ magntique cr par 2 fils parallles parcourus par des courants quilibrs.54 Figure C.2 Lignes de densit de courant J et distribut

40、ion de J dans le disque (source: 2 fils parallles parcourus par des courants quilibrs, spars par 5 mm, situs d = 7,5 mm du bord du disque)56 Figure C.3 J i= f r: Distribution de la densit intgre de courant induit calcule le long du diamtre AA du disque (source: 2 fils parallles parcourus par des cou

41、rants quilibrs, situs d = 7,5 mm du bord du disque) .56 Figure C.4 Lignes de densit de courant J et distribution de J dans le disque (source: 2 fils parallles parcourus par des courants quilibrs, spars par 5 mm, situs d = 97,5 mm du bord du disque)58 Figure C.5 J i= f r: Distribution de la densit in

42、tgre de courant induit calcule le long du diamtre AA du disque (source: 2 fils parallles parcourus par des courants quilibrs, spars par 5 mm, situs d = 97,5 mm du bord du disque) .58 Figure C.6 Courbes paramtriques du facteur K pour des distances jusqu 300 mm dune source constitue de 2 fils parallle

43、s parcourus par des courants quilibrs et pour diffrentes distances entre les 2 fils (disque homogne R = 100 mm) .60 Figure C.7 Courbes paramtriques du facteur K pour des distances jusqu 1 900 mm dune source constitue de 2 fils parallles parcourus par des courants quilibrs et pour diffrentes distance

44、s entre les 2 fils (disque homogne R = 100 mm) .64 Figure C.8 Courbes paramtriques du facteur K pour des distances jusqu 300 mm dune source constitue de 2 fils parallles parcourus par des courants quilibrs et pour diffrentes distances entre les 2 fils (disque homogne R = 200 mm) .68 Figure C.9 Courb

45、es paramtriques du facteur K pour des distances jusqu 1 900 mm dune source constitue de 2 fils parallles parcourus par des courants quilibrs et pour diffrentes distances entre les 2 fils (disque homogne R = 200 mm) .72 Figure D.1 Disque conducteur dans un champ magntique cr par une spire.76 Figure D

46、.2 Lignes de densit de courant J et distribution de J dans le disque (source: spire de rayon r = 50 mm, disque conducteur R = 100 mm, d = 5 mm)78 Figure D.3 J i= f r: Distribution de la densit intgre de courant induit calcule le long du diamtre AA du disque (source: spire de rayon r = 50 mm, disque

47、conducteur R = 100 mm, d = 5 mm).78 Figure D.4 Lignes de densit de courant J et distribution de J dans le disque (source: spire de rayon r = 200 mm, disque conducteur R = 100 mm, d = 5 mm)80 62226-2-1 IEC:2004 5 Figure B.3 Spot distribution of induced current density along the diameter AA of the dis

48、k (source: 1 wire, located at d = 10 mm from the edge of the disk).41 Figure B.4 Distribution of integrated induced current density along the diameter AA of the disk (source: 1 wire, located at d = 10 mm from the edge of the disk) .43 Figure B.5 Current density lines J and distribution of J in the disk (source: 1 wire, located at d = 100 mm from t