Низкочастотная медицинская аппаратура. Изучение действия электрического тока на организм человека.

Электрическое поле - это поле, которое образуется электрическими зарядами и взаимодействует между ними Количественными характеристиками электрического: напряженности электрического поля. вектор электрической индукции. D

Электрическое поле потенциально Потенциал – это скалярная физическая единица, которая характеризируется возможностью поля осуществлять роботу. И определяется формулой:

Связь между напряжением и потенциалом dl - точечный заряд 1,2 - расстояние - угол между векторами силы и перемещения

Вектор напряженности электрического поля в любой точке равен градиенту потенциала взятого со знаком минус Таким образом, вектор напряженности электрического поля совпадает с направлением изменения самого большого потенциала

Электрический диполь Диполем называют совокупность двух равных по величине точечных зарядов (q) противоположного знака, находящиеся друг от друга на малом расстоянии (l), которое называют плечом диполя: Дипольный момент:

Поле, созданное диполем. Диполь. в целом электрически нейтрален, образует вокруг себя электрическое поле. Найдем выражение для потенциала поля, созданного диполем в некоторой отдаленной точке пространства А (рис. 4.5). Поскольку для точечного заряда : То согласно принципу суперпозиции имеем:

Поле, созданное диполем Рис. 4,5 Рис.4,6 +- А В С О Р ф 1 ф 1 а 1 а 1 аф 2 аф 2 a2a2 l P A

Учитывая, что расстояния до точки А от зарядов r 1 i r 2 гораздо большие за плечо диполя l, можно записать r2 - r1 = lcos, где - угол между векторами р i r2. Подставив эти выражения, получим:

В неоднородном поле, где напряженность меняется от точки к точке, диполь не только ориентируется вдоль линий напряженности, но и втягивается в область большей напряженности

Диэлектрики - вещества, которые в обычных условиях плохо проводят электрический ток. Термин "диэлектрик" был введен М. Фарадеем. К диэлектрик принадлежат все газы, некоторые жидкости (вода, керосин) i некоторые твердые тела. Электропроводимость диэлектриков очень мала, их удельное электрическое сопротивление:

Поляризация среды i диэлектриков, в частности, является процесс образования объемного дипольного электрического момента среды. Поляризация может осуществляться не только под действием электрического поля, но и некоторых других факторов, например, механического напряжения.

Мерой поляризация диэлектрика является вектор диэлектрической поляризации. Р диэлектрическая восприимчивость-безразмерная величина, которая для вакуума равен нулю, а для диэлектриков является положительным числом.

Таблица диэлектрическая проницаемость веществ: Речовина Речовина Повітря (при нормальных умовах) Біла речовина мозку 90 Віск 7.8 Сіра речовина мозку 85 Парафін 2.1 Речовина зорового нерва 89 Скло 5-7Кров 85 Вода 81 Білок яйца 72 Гас 2Крохмаль 12 Поліетелен 2.2 Хлористий натрій 6.12

Деформационная (электронный) поляризация обусловлена смещением электрических зарядов в атомах i молекулах под действием внешнего электрического поля, что приводит к появлению дипольного момента р у этих частиц (рис. 4.11).(рис. 4.11).

Рис 4, P + -

Диэлектрическая проницаемость возрастает при увеличении Е0 и достигает значений сегнетоэлектрик сохраняют некоторую остаточную поляризацию даже после прекращения действия внешнего электрического поля. На сегнетоэлектрических свойства вещества значительно влияет изменение температуры. Температура, при которой вследствие роста интенсивности теплового движения молекул домены разрушаются, называется температурой Кюрi.

Для биологических тканей характерны все типы поляризации Рис. 4,13

Таблица 4,2 Тканина 100 Гц 1000 Гц Скелетни й маз Печінка Жирова тканина

Пироэлектрики - кристаллы, в которых изменение спонтанной Поляризация происходит при изменении температуры. Типичный пироэлектрик - турмалин. В нем при изменении температуры на один градус возникает электрическое поле пироэлектрики - приемник и индикаторы излучений. Турмалин

Электрет - вещества, которые способны длительное время сохранять отличный от нуля вектор Поляризация, создавая в окружающем пространстве собственное электрическое поле. С этой точки зрения Электрет подобные в постоянных магнитов, которые создают собственное магнитных поле.

Постоянный ток. Электропроводимость биологических тканей

Характеристики электрического тока. Электрический ток - это упорядоченный (направленный) движение электрических зарядов. Свойства: Тепловое действие Химическая действие Магнитная действие

Электропроводность биологических тканей и жидкостей Биологические среды - электролиты: кровь спинномозговая жидкость, лимфа и другие. Носители тока в электролитах - положительные и отрицательные ионы, которые возникают в результате электрической диссоциации.

Скорость упорядоченного движения ионов Скорость упорядоченного движения ионов прямо пропорциональна к напряженности поля v = b E b - коэффициент пропорциональности, который называется подвижностью носителей. Подвижность b численно равна скорости упорядоченного движения в поле с напряженностью Е = 1В / м

Значение подвижности для некоторых ионов Вид іона Вид іона b, м 2 /В с b, м 2 /В с Na + 5.2* *10 -8 Cl + 7.9* *10 -8 K+K+K+K+ 6.7* *10 -8 NO * *10 -8 H+H+H+H+ 67* *10 -8 Ag + 5.6* *10 -8

Воздействие электрического тока на живой организм Первичная действие постоянного тока на организм связано с двумя процессами : Поляризацией - возникновения дипольного момента; движением заряженных частиц - появление и изменение концентрации носителей тока.

Использование электрического тока в лечебных целях Постоянного тока с напряжением U = В используются: при физиологических исследованиях; с лечебной целью. Важное значение для адекватности к определенным физиологических раздражителей имеет - форма импульса, конфигурация его переднего и заднего фронтов.

Формы импульсов мс l T прямоугольная экспоненциальная треугольная l l t t t T=7 – 200 мс Т

Закон Джоуля-Ленца Пропускание электрического тока через биологические ткани сопровождается нагреванием. Количество теплоты, которое при этом выделяется, может быть найдена по закону Джоуля-Ленца Q = I2 R t

Магнитное поле

Магнитное поле в вакууме Источники макроскопического магнитного поля: намагниченные тела; проводники с током; движущиеся электрические заряды.

Магнитное поле определяют: по действию на движущиеся электрические заряды (Проводник или рамка с током) по воздействию на постоянные магниты (Магнитная стрелка) S I B M n

Магнитная индукция Отношение в определенной точке максимального крутящего момента, действующего на пробную (бесконечно малых размеров) рамку с током до магнитного момента рамки: м мах р m = І S =

Закон Био - Савара - Лапласа - Лапласа k-коэффициент, в системе Сl равно ¼ p dH=k Idl sin r2r2 I ldl dH r

Уравнение электрических колебаний Дифференциальное уравнение электрических колебаний R L C URUR ULUL UCUC