전자파란? 주파수란? IEC, EMC, 전자파의 구성 및 주파수별 용도

▣ 전자파(電磁波, Electromagnetic waves)의 정의

전기 및 자기의 흐름에서 발생하는 일종의 전자기 에너지를 말함이다. 즉,  전기가 흐를 때 그 주위에 전기장과 자기장이 동시에 발생하는데 이들이 주기적으로 바뀌면서 생기는 파동을 '전자파'라고 정의할 수 있다. 다시 말해 '전기+자기 파'를 줄인 말로, '전기장+자기장'으로 구성되어 있어, 측정 시 전기장과 자기장을 동시에 측정하게 된다.  전압의 크기, 전류의 세기, 주파수의 높낮이에 따라 전자파의 강도가 달라진다. 
전자파는 주파수가 300,000Hz 이상 높아서 TV와 라디오 송신파 등과 같이 먼 공간까지 전파되기도 하며, 태양광선도 전자파의 일종이다. 또한, 파장이 짧아서(12cm) 마이크로파를 이용한 전자레인지와 같이 음식물을 가열시킬 정도로 높은 에너지를 발생하기도 한다.

여기서 '전기장'은 'E'라고 하며 단위 길이다 전압'V'를 뜻하며 기본 단위를 'V/m'로 사용한다. 

'자기장'은 '단위 길이당 전류A'를 뜻하며 기본단위는 'A/m'이라고 한다.

그런데 자기장은 H라고 하며 일반적으로 지속 밀도 B로 나타내는데 단위의 세기는 테슬라 T 또는 가우스 G를 사용한다고 한다. 

 

주파수는 1초 동안 진동하는 파동의 횟수를 뜻하며 단위는 Hz를 쓴다고 한다. 

그래서 60Hz는 1초에 60번 진동한다는 뜻이며, 주파수는 전자파의 성격을 완전히 바꾸는 비밀이다. 

 

- 주파수 : 초장파(3~30㎑)는 해상 통신에, 이보다 주파수가 높은 중파(300~3000㎑)는 단파 통신과 AM 라디오에 활용한다. 극초단파(300~3000㎒)는 이동전화를 사용할 수 있게 한다. 극초단파보다 주파수가 높은 밀리미터파는 현재 우주 통신 용도로 사용한다.

 

주파수는 높으면 직진성이 높고 반사가 잘 되는 성질을 갖고, 주파수가 낮은 것은 멀리 전달될 수 있다고 한다. 

그리고 전달되는 과정에서 장애물에 부딪히면 회절, 반사, 산란하는 성질이 있다고 한다.  

• 주파수 범위 : 3kHz(키로-헤르츠) ~ 300GHz(기가-헤르츠)
• 사용기기 : 휴대폰, DMB(디지털 멀티미디어 방송), 무선인터넷, TV 및 라디오 방송, 전자레인지, GPS(위성 탐지 시스템)등

▣전자파의 구성 및 주파수별 용도

<전자파의 구성>

<주파수별 용도>

 

 

 

◈ 한국의 전자파 인체보호기준(전자파 강도, 일반인)

<가전기기(60Hz): 83.3uT(833mG), AM방송국(900kHz) : 87V/m,&nbsp; 이동통신기지국(847MHz) : 40.6 V/m>

                            - 가전기기 : 60Hz, 8.3uT = 833mG(G=자기장)

 

 cf.  세계 보건기구(WHO) 전자파 인체보호기준 = 2~4mG, 유럽 기준 = 2mG, 10Vm(네덜란드 4mG, 스위스 10mG)

 

◈국제규격 IEC(International Electro-technical Commission : 국제전기기술위원회)에서 제정하여 글로벌하게 적용하나 각 나라마다의 생활방식 차이로 약간의 차이는 있다. (IEC 규격에는 우리나라에서 주로 사용하는 전기장판이 없다.)

전기장판의 IEC 규격 :  일반 요구사항은 IEC 60335-1이며, 개별 요구사항은 IEC 60335-2-17에 설명.

우리나라에서의 '일반 요구사항'은 K 60335-1이고, '개별 요구사항'은 K 60335-2-17로 표시

cf. 일반 요구사항 : 전기 기구에 있어서 부품의 명칭이나 용어의 기준으로, 사용 시 감전, 화상, 오동작, 파손 등을 막기 위한 제조상 기술 기준

 cf. 개별 요구사항 : 사용 시 주의사항과 표시방법, 사용하는 부품들의 규격, 발열선의 시험방법, 충격시험 등 안전에 관련된 기술 기준

 

 

우리나라 전기제품은 반드시 안전인증을 받아야 판매 가능하며, 이는 EMC검사를 받도록 규정하고 있다. 

◈ EMC(EMI, EMS)

 EMC(Electro Magnetic Compatibility : 전자파 양립성)는

 EMI(Electro Magnetic Interference : 전자파 장해)와 EMS(Electro Magnetic Susceptibility : 전자파 내성)으로 나뉨. 

 

- EMI : 전기제품에서 발생되는 전자파가 다른 기기에 얼마나 영향을 주는 가

- EMS : 다른 곳으로부터 내 제품으로 들어오는 전자파의 간섭 현상을 내 제품이 얼마나 견디는가

* 따라서, 안전인증을 받았다고 해서 일반인들이 생각하는 그러한 전자파가 발생이 되지 않는 것이 아니고 기준치 이하의 전자파는 발생이 되는 셈

 

cf. EMF(Electromagnetic Field : 전자기장=전기장(Electric Field)+ 자기장(Magnetic Field)) : EMF 인증 기준은 매우 낮은 저주파 대역(5Hz-300kHz)에서 발생되는 전자파 중 전기장은 10V/m이하, 자기장은 2mG 이하를 말함.(스웨덴 근로자 연맹 조합 규격으로, TCO 또는 MPU Ⅱ(스웨덴 인간공학 관련 규격) 규격) , 모니터에서 발생되는 전자파 발생 규격

 

 

◈ 기술표준원에서는 전기용품 안전 관리법과 시행령, 시행규칙을 만들고, 이를 검사하는 대행기관으로 아래 3곳을 지정. 

 <우리나라 전기용품 인증기관(3곳)>

 - 한국기계 전기전자 시험연구원 :031) 455-7654 (http://www.keti.or.kr) : 

 - 한국산업기술 시험원 : 02) 860-1114 (http://www.ktl.re.kr)

 - 한국 화학 융합 시험연구원 :031) 679-9600 (http://www.eri.re.kr)

 ***그 외 기관

   1) 기술표준원 지정===> 한국제품안전협회(법정기관) : 불법제품 조사, 연구, 교육, 출판 및 홍보 등

   2) 한국제품안전협회 지정 ===> 전기제품 품목별 제조업체들의 모임 협의회 구성 : 각 업체 간 교류, 불법제품 대응

 

 

**전자파에 가장 민감한, '전기장판'의 경우는 인체와 밀착되게 사용하는 제품이므로 사용자의 입장에서는 전자파에 대해 관심이 많다. 또한 우리나라의 '전기장판'사용량은 세계 1위라고 말한다. 

'전기장판에서 자면 피가 마른다'라는 이야기를 들어본 적이 있을 것이다. 과학적인 근거는 없는 이야기지만 발열선에 전류가 흐르게 되면 자기장이 발생을 하게 되고,  자기장은 인체의 혈액 속의 적혈구 속에 있는 헤모글로빈의 철분 성분에 영향을 주게 되어 몸에 해롭다는 것이다. 

TV나 전자레인지 같은 경우, 비교적 멀리 떨어져 있으므로, 전자파의 영향을 덜 받는다고 생각하는데 비해, 전기장판은 인체와 밀착하여 사용을 하므로 발열선에서 발생되는 전자파가 인체에 영향을 준다고 생각하는 경향이 있다. 

 

그래서 비록 전자파가 해롭다는 의학적인 근거는 없지만,  '전자파가 발생하는 것보다는 없는 것이 좋다'라는 인식을 많이 갖는다. 

초기의 전자파 차단 전기매트는 발열선 위에 동직 물이나 카본 섬유, 은박지 등을 설치하고 접지선을 연결하여 전자파를 차단한다. 이런 제품은 전자파(電磁波)중 전기장(電氣場)만 차단이 되므로, 자기장(磁氣場) 차단의 필요성에 의하여 '자기장 차단 발열선'(일명 '무자계 발열선')의 개발이 이루어지다, 근래에는 발열선 하나로 만으로도 전기장과 자기장이 차단이 되는 발열선, 일명 '무전자계 발열선'이 개발되어 시판되고 있다. 

 

 

<출처 : 국립전파연구원 외>