Выполнил студент_________________________________________ группы №_______

Протокол №1

Лабораторная работа

Определение зависимости импеданса биологической ткани от частоты тока

Цель работы: ознакомиться с методами измерения импеданса, изучить зависимость сопротивления живой ткани человека переменному и постоянному току.

Теоретическое обоснование:

Компоненты биологической ткани обладают свойствами электролитов (цитоплазма, тканевая жидкость) и свойствами диэлектриков (клеточные мембраны). Потому в выражение для полного сопротивления (импеданса) живой ткани должна входить как активная составляющая (омическое сопротивление R), так и реактивная (ёмкостное сопротивление, определяемое ёмкостью С и циклической частотой переменного тока ω).

Следовательно, эквивалентная схема живой ткани должна включать омические сопротивления и ёмкости. Соединения этих элементов в схемах должны соответствовать реальным экспериментальным фактам. При последовательном соединении конденсатора и резистора общее сопротивление (импеданс)

Эквивалентная схема живой ткани включает омические сопротивления и емкости.

Д

С

ля постоянного тока частота ω= 0

сопротивление ткани постоянному току Z= R₁

П

~

R₂

R₁

ри увеличении частоты ω общее сопротивление Z уменьшается

за счет уменьшения емкостного сопротивления конденсатора до величины

Если бы сопротивление R₂ отсутствовало, то при ω → ∞, Z → 0. На самом деле живая ткань обладает конечным сопротивлением даже на очень высоких частотах.

График зависимости импеданса живой ткани от частоты.

И

Z,Ом

R1

мпеданс живой ткани

Для постоянного тока: ω=0 Z=R₁,

Для переменного тока: при увеличении ω, - уменьшается.

О

R

бщее сопротивление теперь складывается из активных составляющих R1 и R 2

0 ω

При увеличении частоты импеданс живой ткани нелинейно уменьшается за счет уменьшения ёмкостного сопротивления.

Импеданс тканей и его зависимость от частоты переменного тока определяется физиологическим состоянием и морфологическими особенностями ткани. При разрушении клеточных мембран зависимость Z (ω) менее выражена.

О степени жизнестойкости тканей судят по отношению импеданса на низких и высоких частотах.

Сопротивление тканей постоянному току всегда больше, чем переменному. Прохождение постоянного тока через ткани, омываемые солевыми растворами, сопровождается электролизом.

Ход работы

Результаты измерений и вычислений:

I. 1. Снятие зависимости импеданса живой ткани от частоты переменного тока

ν, Гц	lg ν	I, мА	U, В	Z, кОм
20	1,3
50	1,8
100	2,0
200	2,3
500	2,8
1000	3,0
2000	3,3
5000	3,8
10000	4,0
20000	4,3
50000	4,8

2

. Построение графика зависимости импеданса живой ткани от логарифма частоты переменного тока.

Z, кОм

lg

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

4,5

Вывод. С увеличением частоты переменного тока импеданс живой ткани нелинейно уменьшается от Z₁= кОм при v = Гц, до Z₂= кОм при v = кГц.

II. Определение сопротивления живой ткани постоянному току

	I, 10-6 А	U, В	R, кОм
1.
2.
3.
4.

R= R₁+ R₂+ R₃+ R₄ =

Вывод. Среднее значение сопротивления кожи постоянному току R = кОм.