Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
лабораторная 11.doc
Скачиваний:
22
Добавлен:
13.02.2016
Размер:
927.23 Кб
Скачать

Лабораторная работа №10

«Определение сопротивления ткани постоянному току. Определение частотной зависимости полного сопротивления биологической ткани»

Цельработы: Используя аппарат для гальванизации и измерительные приборы определить сопротивление живой ткани постоянному току. Используя генератор вырабатывающий переменный ток разной частоты и подавая его через аттенюатор и измерительные приборы на электроды , измерим силу тока и напряжение на живой ткани. Определим импенданс и построим график зависимости полного сопротивления от частоты переменного тока. Найти активное сопротивление живой ткани и тангенс диэлектрических потерь

Вопросы теории (исходный уровень):

Основные характеристики электрического поля. Электрический диполь. Первичные механиз­мы воздействия электростатических полей на биологические объекты. Применение постоянных электрических полей в физиотерапии .

Электропроводность биологических тканей и жидкостей для пос­тоянного тока. Первичные механизмы действия постоянного тока на жи­вую ткань. Гальванизация. Лечебный электрофорез.

Переменный ток. Различные виды электрических сопротивлений в цепи переменного тока. Импеданс. Сопротивление живой ткани перемен­ному току, его зависимость от частоты тока. Оценка жизнестойкости тканей. Основы импедансной плетизмографии Эквивалентная электрическая схема живой ткани. Электри­ческие фильтры. (Лекция №9, Лекция №10)

Содержание занятия:

1.Выполнить работу по указаниям в руководстве к данной работе.

2.Оформить отчет.

3.Защитить работу с оценкой.

  1. Решить задачи.

ЗАДАЧИ

1.Определите сопротивление кожи постоянному току, если при подаче через электроды напряжения 20В сила тока оказалась 10-4А.

2.При пропускании переменного тока, частотой 3000Гц импеданс Z=6000 Ом, а активное сопротивление R=1200 Ом. Рассчитайте электрическую ёмкость тканей.

3.Конденсатор ёмкостью С=50мкФ, соленоид индуктивностью L=0,001Гн и резистор R=1000 Ом соединены последовательно и подключены к источнику переменного тока частотой 500Гц. Определите полное сопротивление цепи.

4.На рисунке приведена схема резисторного нагревателя . Предположим, что сопротивление тела человека, дотронувшегося до корпуса R=1000 Ом, а сопротивление перемычки Rb=10000 Ом. Какой силы ток протечёт по телу? Получит ли человек сильный удар?

5.Используя условие предыдущей задачи, предположите, что высоковольтный проводник соединяется с корпусом прямо из-за того, что протёрлась изоляция (т.е. Rb=0). Какой силы ток теперь пойдёт через тело? Будет ли он смертелен?

Лабораторная работа №10

Определение сопротивления ткани постоянному току. Определение частотной зависимости полного сопротивления биологической ткани

Цель работы: Используя аппарат для гальванизации и измерительные приборы определить сопротивление живой ткани постоянному току. Используя генератор вырабатывающий переменный ток разной частоты и подавая его через аттенюатор и измерительные приборы на электроды , измерим силу тока и напряжение на живой ткани. Определим импенданс и построим график зависимости полного сопротивления от частоты переменного тока. Найти активное сопротивление живой ткани и тангенс диэлектрических потерь.

Оборудование: генератор сигналов низкочастотный Г3-124, гальванизатор Поток-1, вольтметр постоянного тока, миллиамперметр постоянного тока, миллиамперметр переменного тока, электроды, салфетки, смоченные водой.

Расчетные формулы:

Расчетная формула для определения импеданса:

(1)

где Z, Rm, U, I, c, ,  - импеданс, активное сопротивление, напряжение, сила тока, электрическая емкость, круговая частота и частота переменного тока соответственно.

Расчетная формула для определения угла сдвига фаз между током и напряжением:

. (2)

Ход работы:

  1. Определение сопротивление живых тканей человека постоянному току.

Внешний вид установки для определения сопротивления живых тканей человека постоянному току приведен на рис.2.

Постоянный ток через миллиамперметр и вольтметр подается на электроды. Для лучшего контакта на электроды надеты салфетки, смоченные водой.

Перед включением гальванизатора поверните регулятор напряжения против часовой стрелки до упора. Включите гальванизатор, нажав кнопку “сеть”.

Положите два пальца одной руки на электроды и до конца опыта не снимайте их. Вращая регулятор напряжения гальванизатора установите выходное напряжение по вольтметру 20В. Определите силу тока по миллиамперметру. Измерьте силу тока для напряжений 25В и 30В. После измерений поверните регулятор напряжения против часовой стрелки до упора и только тогда снимите пальцы с электродов. Рассчитайте сопротивления тканей для этих напряжений. Результаты занесите в табл.1. При расчете сопротивления силу тока переведите в “Амперы”: 1 mA = 10-3 A.

ПРИМЕЧАНИЕ: Следите, чтобы электроды не касались друг друга!

Рис.1. Установка для определения сопротивления живых тканей человека постоянному току.

Таблица1

U, В

I, А

Rm=

1

20

2

25

3

30

  1. Определение сопротивление живых тканей человека переменному току.

Ткани организма обладают не только омическим (активным), но и емкостным (реактивным) сопротивлением. При прохождении переменного тока мы имеем дело с полным сопротивлением – импедансом. Импеданс зависит от частоты пропускаемого переменного тока. Поэтому определять импеданс на какой-либо одной частоте неинформативно. Определим импеданс на различных частотах, приведенных в табл.№4.

Установка для определения сопротивления живых тканей человека переменному току показана на рис.2. Переменный ток нужной частоты вырабатывается генератором и подается через аттенюатор и измерительные приборы на электроды.

Установите переключатели регуляторы генератора в положения, приведенные в табл.2. Включите генератор и дайте ему 10 минут прогреться. Установите выходное напряжение генератора 4В. Напряжение контролируется по встроенному вольтметру генератора по верхней шкале. Установите аттенюатором генератора ослабление 10dB. Если 4В переменного напряжения ослабить на 10dB, то на электроды будет подано 1,26В. Установите нужную частоту переменного тока. Положите пальцы на электроды и определите по миллиамперметру силу тока в цепи. Сделайте измерения для всех частот, рассчитайте импеданс и занесите результаты в таблицу 3.

Рис.2. Установка для определения сопротивления живых тканей человека переменному току

Таблица 2

переключатель

положение

1

диапазоны частот

2-2103

2

Время индикации

0.1S

нажата

1S

отжата

3

время развертки

1

4

dB

10

5

быстродействие

откл

6

стоп

отжата

7

пуск

нажата

8

знак частотной отметки

отжата

9

предел

ниж верх

отжаты

10

реверс

вниз вверх

отжаты

11

вых U

4

12

вход компрессии

вых U

13

режимы

SIN

14

усреднение

1

15

развертка частоты

ручная

Таблица 3

, Гц

Переключатель

диапазонов

генератора

U, В

I

10-5А

, Ом

ln

50

2-2103

1,26

1,69

500

2,69

1000

3,00

2000

3,30

5000

2-2104

3,69

10000

4,00

20000

4,30

40000

2-2105

4,60

60000

4,78

80000

4,90

120000

5,08

200000

5,30

Постройте график зависимости импеданса от частоты переменного тока. Поскольку частоты меняются в широких пределах, то удобно пользоваться логарифмической шкалой, т.е. откладывают не 50 Гц, а 1,69 и т.д. (рис.3).

Рис.3. Частотная зависимость импеданса

С ростом частоты импеданс уменьшается, а затем не изменяется. Это объясняется тем, что на больших частотах емкостное сопротивление стремится к нулю. Остается только активное сопротивление, а оно не зависит от частоты переменного тока.

Определите по графику активное сопротивление тканей Rm.

Рассчитайте электрическую емкость тканей организма. Из формулы (9) следует, что

.

Взяв значение импеданса Z на частоте  = 1000 Гц, подставьте все значения в формулу и найдите емкость С.

Определите угол сдвига фаз между током и напряжением на частоте 50Гц и 20000 Гц, воспользовавшись формулой (10).

Оформить отчет по проделанной работе.