電和磁是一對孿生兄弟，變化的電流可以產生磁場，變化的磁場也可以產生電流，二者是分不開的。自從電磁感應現象及其規律發現以來，人類對自然的認識和利用進入了新的階段，特別是電能的發現和使用極大地改變了人類的生活。
在電磁學里，電磁場（electromagnetic field）是一種由帶電物體產生的一種物理場。處于電磁場的帶電物體會感受到電磁場的作用力。電磁場不是單一的概念，實際上它是有內在聯系、相互依存的電場和磁場的統一體的總稱。隨時間變化的電場產生磁場，隨時間變化的磁場產生電場，兩者互為因果，形成電磁場。
電磁場可由變速運動的帶電粒子引起，也可由強弱變化的電流引起，不論原因如何，電磁場總是以光 速向四周傳播，形成電磁波。電磁場是電磁作用的媒介，具有能量和動量，是物質的一種存在形式。雖然物理定義上很簡單，但上電場和磁場看不見、摸不著，實際上它們是很抽象的科學概念。很多人對單獨的電和磁還比較了解，畢竟生活中這兩種物質還是經常接觸到，但是對于什么是電場和磁場，很多人就比較迷糊了。
要了解電場和磁場這兩種概念，我們首先需要理解場的概念：簡單地說，場是一種以看不見摸不著的特殊形式存在的物質。場有很多種，如重力場，人都有重力就是因為存在于人與地球之間的重力場的作用，而月亮總是圍繞地球轉而不會甩出其軌道就是因為存在于月亮與地球之間的引力場的作用。電能是依靠運動的電荷來傳遞的。而帶電或運行中的輸變電設施周圍存在的電場和磁場正是由其導體上載有的電荷或電荷的運動所產生的，因此電場和磁場與電能的傳遞是不可分割的。就像人不管高矮胖瘦，無論走到哪里，人和地球之間始終存在重力場一樣。靜止電荷在其周圍空間產生電場，運動電荷（也就是電流）在其周圍空間同時產生磁場。當頻率很低時，電場和磁場是相互獨立的，彼此沒有聯系。當頻率很高時，變化的電場與磁場可以相互轉換且存在定量的波阻抗關系，而且可以脫離電荷或電流以波的形式向空間傳播電磁能量。所以在高頻情況下，電場和磁場是相互依存、相互轉化的。我們把這種情況下的電場和磁場統稱為電磁場。把這種能脫離電荷或電流以波的形式向空間傳播電磁能量的電磁場也形象地稱作電磁波。因此，在嚴格的科學意義上來講，電場、磁場、電磁場和電磁波都是各有其明確含義的不同的概念，以便在不同的領域和場合使用恰當的術語。
電場和磁場的產生原理
電場和磁場的依存關系示意圖
開頭我們提到，電能的發現和使用極大地改變了人類的生活，做為一種清潔、便利的能源，電能的應用滲透到了我們生活的方方面面，而要將電能輸送到我們的家中，必須要借助各種各樣的輸電線、變電站、機房等設備，而在這些設備通上電時，其導體就帶有低頻的交變電荷，同時在導線與大地之間形成一個交互變化的低頻電場和低頻磁場。另外，我國輸變電工程采用的電力頻率為50Hz(赫茲)。因此，在電力或動力領域中，通常將50 Hz(赫茲)頻率稱為“工業頻率（簡稱工頻）。
另外需要注意的問題是，很多人將工頻電磁場和電磁輻射的概念混為一談，我們知道，由于工頻的電磁波的波長達到6000kM，屬于極低頻（ELF）（0～300Hz）范圍, 從電磁場理論可以知道，只有當一個電磁系統的尺度與其工作波長相當時，該系統才能向空間有效發射電磁能量。這樣的電磁系統一般被稱為天線系統。輸變電設施的尺寸遠小于這一波長，構不成有效的電磁能量發射，其周圍的電場和磁場沒有互相依存、互相轉化的關系，彼此獨立沒有聯系。因此在實際工程與環境健康研究中，工頻電場和工頻磁場是相互獨立，分別予以討論的。
電力設施周圍會形成相互獨立存在的電場和磁場
下面簡要介紹電力設施周圍的工頻電場和工頻磁場的基本特性。
1. 工頻電場
當電氣設備接通電源（即加上電壓或稱為帶電）時，在其周圍空間就形成了工頻電場。電場的強度是用沿一定方向單位距離內的電位差（即電壓）來度量，電場強度的計量單位為伏每米或千伏每米（V/m或kV/m）。
由于高壓輸電線路導線直徑很小，因此鄰近導線處電場高度集中，線路導線與大地間的空間電場分布是不均勻的，僅以單根（“單相”）帶電高壓導線為例，在無建筑物、樹木等影響的情況下，沿導線到地面高度的空間范圍內，電位分布呈指數衰減分布（對比圖1所示）。越接近于地面處，電場強度（E）越小。就人體通常活動所處的地面高度（一般取離地1.0～1.5m）處的電場強度而言，以正對導線下方的地面投影點為原點（0點），沿垂直于線路方向，地面電場強度（E）同樣按距離的倒數迅速衰減，如對比圖2所示。按現有的線路設計，在高壓線路邊導線地面投影數米距離以外，人體所處地面電場強度均已小于4kV/m控制限值。
對比圖1 帶電高壓線路下方不同高度空間電位分布
h—線路對地高度；UN—線路對地工作電壓；Δh—單位距離
對比圖2 鄰近高壓輸電線路的地面場強分布
空間的電場很容易被導電物質所屏蔽或削弱（即使該物質不是良導電性的）。建筑物、樹木等都可以使空間電場畸變，并削弱其遮蔽空間或鄰近范圍內的電場。由于建筑物墻體的有效屏蔽作用，室內的電場強度一般很小，且與戶外輸電線路產生的電場幾乎沒有相關性。在變電站圍墻外，除架空進出線下方以外，電場強度通常很小。
電氣設備處于充電狀態而無電流流動的情況下（例如設備未運轉，輸電線路充電而未傳輸能量時），設備導體周圍仍有電場存在。
2. 工頻磁場
電氣設備工作或運轉時，其電流便在周圍空間產生磁場。表征電流產生磁場能力的物理量稱為磁場強度H，以安培每米（A/m）為計量單位。同樣大小的磁場強度在周圍介質中產生的總磁通量或相應的磁感應強度（又稱磁通密度，即單位面積的磁通量）。磁通量或磁感應強度與磁場強度成正比。磁通量的計量單位為韋伯（Wb），磁感應強度的計量單位為特斯拉（T），在人體所處環境中，磁感應強度的計量單位一般采用mT或μT來計量（1mT=10-3T，1μT=10-3mT），另外，在英美等部分國家，磁感應強度仍常用非國際計量單位高斯（Gs）或毫高斯（mGs）來計量（1mGs=0.1μT）
工頻磁場的分布特點與工頻電場大體類似，其特點都是隨著距離的增大成指數級衰減。磁感應強度隨著與磁場源（載流的導體）距離的增加而迅速衰減。三相輸電線路產生的磁場大致按距離平方的倒數衰減。在變電站周界或圍墻外，由變電設備產生的磁場水平已經很低。
3. 工頻電場和工頻磁場的安全性問題
根據世界衛生組織的2007年研究進展報告表明，公眾通常遇到的極低頻電場，沒有確實證據證明其存在實際的健康影響問題。國際科學界也對于工頻電、磁場（EMF）對人體健康是否有影響這個問題進行了長期和大量的研究?？陀^地說研究結果是不一致的，或者說是不確定的。為了能夠得出科學的結論，國際上有關國家和世界上的一些機構對這些研究進行了可觀的評估，這些評估的結論從總體上說基本上是一致的，因此有理由認為工頻電、磁場（EMF）對于人類的身體健康是沒有影響的。
4. 電力設施周圍的工頻電場和工頻磁場的相關標準
ICNIRP（國際非電離無線電保護委員會）導則推薦的公眾居住環境允許曝露限值（電場強度5kV/m、磁感應強度100μT）以及受控環境中的曝露限值（10kV/m、500μT）。目前，制定了工頻電磁場限值的國家和地區有38個國家，有33個國家制定了工頻磁場公眾曝露限值，有27個國家的曝露限值是等同或寬于ICNIRP導則。從分布上來看，主要發達國家和歐洲國家已經制定了工頻電磁場限值，曝露限值絕大部分采用了ICNIRP導則。
而在我們中國，《500KV超高壓送變電工程電磁輻射環境影響評價技術規范(HJ/T24-1998）》是中國評價電力設施電磁環境的標準。也是國家環境保護評價的技術依據。該標準是由國家環?？偩治斜狈浇煌ù髮W起草（北交大設有全國電磁兼容實驗室），1998年頒布實施。該標準是借鑒國際非離子輻射防護委員會（ICNIRP）發布的《限制時變電場、磁場和電磁場暴露（300GHz以下）導則》而制定的。《ICNIRP導則》限值為工頻電場5kV/m，磁感應強度為0.1mT。中國《500kV超高壓送變電工程電磁輻射環境影響評價技術規范(HJ/T24-1998）》限值為工頻電場4kV/m，磁感應強度為0.1mT，從嚴格程度上來講，我們國家的標準要比其它標準更嚴格。
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