Curent electric variabil și aplicarea acestuia în medicină.
Curentul alternativ, tipurile și caracteristicile sale de bază.
Curentul alternativ este un curent a cărui direcție și valoare numerică se schimbă în timp (curent alternativ).
Notă: nu sunt specificate forma curbei actuale, periodicitatea și durata schimbării sale.
În practică, curentul alternativ este adesea denumit curent alternativ periodic.
Esența fizică a unui curent alternativ este redusă la oscilațiile încărcărilor electrice într-un mediu (conductor sau dielectric).
Curentul de conducere este un curent care se datorează oscilațiilor electronilor și ionilor în mediu.
Curentul de polarizare este curentul care este cauzat de deplasarea încărcărilor electrice la interfața conductor-dielectric (de exemplu curentul prin condensator).
Curentul de polarizare este legat de variația de timp a câmpului electric la interfața conductor-dielectric și are următoarele caracteristici:
Amplitudinea curentului de polarizare și direcția sa coincid în fază cu cea a curentului de conducție.
În ceea ce privește valoarea, acesta este întotdeauna egal cu curentul de conducție.
Un caz particular al curentului de polarizare este curentul de polarizare. Curentul de polarizare este curentul schimbat nu într-un vid, ci într-un mediu dielectric material.
Suma curenților de polarizare și părtinire este curentul total de polarizare.
În practica medicală, se folosesc următoarele tipuri de curenți sub forma unei curbe actuale:
Cel mai simplu este un curent sinusoidal periodic. Este ușor de descris matematic și grafic, forma sa nu este distorsionată în circuitele electrice cu elemente R.C. L.
Caracteristicile principale ale curentului alternativ.
Perioada este timpul unui singur ciclu al schimbării actuale a direcției și al unei valori numerice (T. c).
Frecventa este numarul de cicluri ale schimbarii curente pe unitatea de timp.
= 1 / T (perioada reciprocă a perioadei este -1 Hz)
Frecvența circulară (, 2π / T radian / s)
Faza () este o cantitate care determină în timp relația dintre curent și tensiune în circuitul electric.
Valoarea instantanee a curentului și a tensiunii este valoarea acestor cantități la un moment dat (i. U).
Valoarea amplitudinii curentului și a tensiunii este valoarea maximă a acestor cantități (I m, U m) pentru jumătate de perioadă.
Valoarea rădăcină medie-pătrată (efectivă, efectivă) a curentului și a tensiunii se calculează ca rădăcină pătrată pozitivă a valorii medii a pătratului de tensiune sau curent cu formulele.
Valoarea medie (Ucp) pentru perioada (componenta constantă) este media aritmetică a valorilor instantanee ale curentului sau ale tensiunii pentru perioada respectivă.
În practică, valoarea rădăcină medie pătrată este determinată de valoarea efectivă (efectivă). (I cp, U cp), care pentru curentul sinusoidal se calculează prin formule:
În unele cazuri de aplicare medicală a unui curent electric, este necesar să se țină seama de alte caracteristici (de exemplu, coeficientul amplitudinii Ka și coeficientul formei lui Kf).
Pentru practică, următoarele formule de relație au următoarele caracteristici:
2. Circuite de curent alternativ cu rezistență activă, inductanță, capacitate și caracteristicile acestora.
Un circuit electric este un set real sau conceput de elemente fizice care transmit energie electrică dintr-un punct de spațiu în altul.
Elementele fizice ale circuitelor electrice sunt conductorii, rezistențele, condensatoarele, inductoarele. Elementele circuitului sunt, de asemenea, elemente ale conexiunii sale și, în plus, realizează proprietățile corespunzătoare rezistenței, capacității și inductanței.
Tipuri de circuite electrice:
Lanturile simple conțin numai elemente R.C. unice, iar cele complexe le conțin în diferite cantități și combinații.
O caracteristică comună a elementelor unui circuit electric este aceea că, atunci când trec printr-un curent alternativ, ele produc o rezistență, numită activ (R), inductiv (Xl), capacitiv (Xc).
Singularitățile lanțurilor ideale simple.
Un circuit constând dintr-un generator de curent și un rezistor ideal se numește un circuit simplu cu rezistență activă.
Condiția idealului unui lanț.
Rezistența activă nu este zero,
Inductanța și capacitatea acesteia sunt zero.
Simboluri pe diagrama:
Rcp este rezistența activă a mediului celular
Rk - Rezistența conținutului celular
Cm - capacitatea membranei
Rm este rezistența membranei.
Analiza schemei arată că, pe măsură ce frecvența curentului crește, conductivitatea membranelor celulare crește, iar rezistența totală a mediului țesut scade, ceea ce corespunde măsurătorilor practice.
5. țesut viu ca un conductor de curent electric alternativ. Dispersia conductivității electrice și evaluarea cantitativă a acesteia.
Următoarele caracteristici ale țesutului viu ca conductor de curent alternativ au fost stabilite experimental:
1. Rezistența țesutului viu la curent alternativ este mai mică decât constantă.
2. Caracteristicile electrice ale unui țesut depind atât de tipul său, cât și de frecvența curentului.
3. Pe măsură ce crește frecvența, impedanța țesutului viu scade neliniar la o anumită valoare și apoi rămâne practic constantă (în majoritate la frecvențe mai mari de 10 6 Hz)
4. La o anumită frecvență, impedanța depinde, de asemenea, de starea fiziologică (umplerea sângelui), care este utilizată în practică. Studiul circulației periferice pe baza măsurării rezistenței electrice este numit reografie (impedanțăpletismografie).
5. Când țesutul de viață moare, rezistența acestuia scade și nu depinde de frecvență.
6. Deoarece AC trece prin țesuturi vii, se observă un fenomen numit dispersia conductivității electrice.
Variația conductivității electrice este fenomenul dependenței rezistenței totale (specifice) a țesutului viu la frecvența curentului alternativ.
Graficele acestei dependențe se numesc curbe de dispersie. Curbele de dispersie sunt reprezentate grafic într-un sistem de coordonate dreptunghiular, unde valorile Z (sau Z) sau rezistivitatea sunt reprezentate de-a lungul axei verticale, iar orizontala frecvența în scala logaritmică (Lg ).
Dependența de frecvență a formei curbei pentru țesuturi diferite este similară, dar diferă în valoarea rezistenței.
Există mai multe benzi de frecvență pe care dispersia este deosebit de pronunțată. Unul dintre ele corespunde unui interval de 10 2 -10 6 Hz
1. Având doar țesuturi vii.
2. Mai pronunțat la frecvențe de până la 1 MHz.
3. În practică, este utilizat pentru a evalua starea fiziologică și viabilitatea țesuturilor.
Din punct de vedere cantitativ, varianța este estimată din factorul de variație (K).
Coeficientul de dispersie este o cantitate fără dimensiuni egală cu raportul dintre rezistența totală (sau specifică) de joasă frecvență (10 2) și rezistența de înaltă frecvență (10 6 Hz).
Z 1 - impedanță la frecvența de 10 2 Hz
Z 2 - impedanță la frecvența de 10 6 Hz
1. 2 - rezistivitate la aceste frecvențe
Valoarea coeficientului de dispersie depinde de tipul de țesut, starea sa fiziologică, stadiul evolutiv al dezvoltării animalului. De exemplu, pentru ficatul animalului K = 9-10 unități, iar pentru ficatul de broască 2 -3 unități. Când țesutul moare, coeficientul de dispersie tinde spre unitate.
Fenomenul de dispersie este asociat cu prezența polarizării în țesuturile vii, care, cu o frecvență crescătoare, afectează mai puțin impedanța. Prin urmare, coeficientul de dispersie este numit adesea coeficientul de polarizare.
În plus față de dependența de frecvență în țesuturile vii, există schimbări de fază între curent și tensiune, care, de asemenea, într-o măsură mai mică, depind de frecvență.
Schimbările de faze scad, de asemenea, cu moartea țesuturilor și, pe termen lung, pot fi utilizate în scopuri practice.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: