III. Полная цепь переменного тока и ее виды. Полное сопротивление цепи переменного тока (импеданс) и его формула.

Полная цепь переменного электрического тока состоит из генератора, активного сопротивления, емкости и индуктивности.

Виды:

А) Последовательная цепь:

Б) Параллельная цепь:

В) Комбинированная цепь:

Особенности полной цепи:

1. Соблюдается закон Ома.

2. Полная цепь оказывает переменному току сопротивление, называемое импеданс Z.

3. Импеданс зависит от всех элементов цепи и вычисляется при помощи векторной диаграммы.

Вычисление импеданса для последовательных цепей:

1. На горизонтали отложен I_мах. Т. к. во всей цепи I_мах одинакова, то амплитуды напряжений откладываются относительно этого вектора.

2. Вектор U_махR колеблется в одной фазе с I_мах - откладывается по горизонтали.

3. Вектор U_Lмах опережает вектор I_мах на  / 2 – откладывается вертикально вверх (т. к. фазовый угол откладывается против часовой стрелки).

4. Вектор U_Cмах отстает от I_мах на  / 2 – откладывается вертикально вниз.

• закон Ома для цепи переменного тока.

И мпеданс (полное сопротивление в цепи «» тока)

Существует частота , при которой Х_С = Х_L

При этом:

• т. е. Сила тока в цепи резко возрастает. Такое явление называется резонансом, а сама частота – резонансной частотой «_рез».

Она равна:

Х_С = Х_L, 1∕С = L 1 / 2_резL 



• формула Томпсона.

Явление резонанса используется для настройки радиоприемников на определенную радиостанцию

IV. Особенности импеданса живых тканей. Эквивалентная электрическая схема живой ткани.

При пропускании электрического тока живую ткань можно представить как электрическую цепь, состоящую из определенных элементов. Экспериментально установлено, что эта цепь обладает активным сопротивлением и емкостью (выделение тепла и уменьшение Z живой ткани с увеличением частоты).

Аналогов индуктивности в живой ткани не обнаружено. Следовательно, живая ткань представляет собой неполную электрическую цепь.

Для последовательной цепи:

Т.к. X_C = 1 / 2С, т. е. С увеличением “” Х_С – уменьшается  «Z» живой ткани уменьшается.

Эквивалентная электрическая схема живой ткани.

Это условная модель, которая характеризует ткань как проводник переменного тока. По схеме можно судить о том, какими электрическими элементами представлена ткань, как они соединены и как свойства ткани изменяются с изменением частоты тока.

В основе схемы лежат три положения:

1. Содержимое клетки и внеклеточная среда являются проводниками с ионной проводимостью. Они обладают активным сопротивлением клетки R_кл и активным сопротивлением среды R_ср.

2. Клеточная мембрана – диэлектрик с небольшой ионной проводимостью, следовательно, имеется небольшое активное сопротивление мембраны R_м.

3. Содержимое клетки и внеклеточная среда, разделенные мембраной, являются конденсаторами определенной емкости (С_М).

При построении эквивалентной схемы, например крови необходимо учитывать пути тока. Их два:

А) Через клетку – представлен активным сопротивлением содержимого клетки (R_к), а также сопротивлением и емкостью мембраны (R_M, C_M).

Б) В обход клетки через клеточную среду – представлен только сопротивлением среды (R_ср).

Анализ схемы показывает, что при увеличении частоты тока проводимость клеточной мембраны увеличивается (т. к. уменьшается Х_С). Следовательно, полное сопротивление тканевой среды Z будет уменьшаться

, что подтверждается практически проведенными измерениями.