2.12. Резонанс напряжений

В общем случае под резонансом электрической цепи понимают такое состояние цепи, когда ток и напряжение совпадают по фазе, и, следовательно, эквивалентная схема цепи представляет собой активное сопротивление.

Резонанс вэлектрической цепи сопровождается периодическим переходом энергии электрического поля емкости в энергию магнитного поля индуктивности и наоборот.

Вопрос №53Импеданс тканей организма.

Ткани организма проводят не только постоянный, но и переменный ток. Следовательно, емкостное сопротивление тканей больше индуктивного.

Импеданс тканей организма зависит от множества физиологических условий, основным из которых является состояние кровообращения, в частности кровенаполнение сосудов.

Вопрос№54ДИСПЕРСИЯ ИМПЕДАНСА

дисперсия импеданса живых тканей - зависимость (разброс) импеданса живых тканей (биологических систем) от частоты переменного тока; с ростом частоты внешнего переменного тока уменьшается импеданс живых тканей

Вопрос №55Физические основы реографии

Реография - метод, который позволяет измерять кровенаполнение конечностей, мозга,сердца и многих других органов.   Когда некоторый объем крови протекает через сосуды любого органа в течение систолы, объем этого органа увеличивается. Такие изменения объема изучались в прошлом с помощью, так называемой, плетизмографии, которая была основана на механических измерениях. Но возможности этого метода были ограничены. Он мог применяться только для изучения кровенаполнения верхних конечностей.   Позже было обнаружено, что при изменении количества крови в сосудах органов,

   Реография применяется для изучения кинетики полного электрического сопротивления различных органов: сердца (реокардиография), мозга (реоэнцефалография), печени (реогепатография), глаза (реоофтальмография) и т.п.

Вопрос №56

Электрический импульс и импульсный ток Электрический импульс - кратковременное изменение электрического напряжения или силы тока

Импульсы подразделяются на две группы:

1) видеоимпульсы - электрические импульсы постоянного тока или напряжения Они бывают различной формы: прямоугольные,пилообразные,трапециедальные,экспоненциальные,колоколообразные

2) радиоимпульсы - модулированные электромагнитные колебания.

Видеоимпульсы различной формы и пример радиоимпульса показаны на рис. 14.7.

Рис. 14.7. Электрические импульсы

Импульсный ток - периодическая последовательность одинаковых импульсов. Он характеризуется периодом(периодом повторения импульса) Т-средним временем между началами соседних импульсов и частотой повторения импульсов f=1/T Вопрос №57

Шкала электромагнитных волн.

Низкочастотные волны представляют собой электромагнитные волны, частота колебаний которых не превышает 100 КГц. Именно этот диапазон частот традиционно используется в электротехнике. В промышленной электроэнергетике используется частота 50 Гц, на которой осуществляется передача электрической энергии по линиям и преобразование напряжений трансформаторными устройствами.

Радиоволны представляют собой электромагнитные волны, длины которых превосходят 1 мм (частота меньше 3 10¹¹гц = 300 Ггц) и менее 3 км (выше 100 кГц).Излучаются при большом ускорении электронов. Свойства Интерференция, дифракция рентгеновских лучей на кристаллической решетке, большая проникающая способность. Облуче­ние в больших дозах вызывает лучевую болезнь.

Инфракрасное излучение (тепловое)Излучается атомами и мо­лекулами вещества.Инфракрасное излучение дают все тела при любой тем­пературе.Человек излучает электро­магнитные волны λ≈9^.10^-6  м, прогревание тканей живого организма(применение)

Видимое излучение.Часть электромагнитного излучения, воспринимаемая глазом (от красного до фиолетового).

Ультрафиолетовое  излучение.Излучается всеми твердыми телами, у которых T>1000°С, а также светящимися парами ртути.

Свойства. Высокая химическая активность, невидимо, большая проникающая способность, убивает микроорганизмы, в неболь­ших дозах благотворно влияет на организм человека (загар).

Рентгеновские лучи. электромагнитные волны, энергия фотонов которых лежит на шкале электромагнитных волн между ультрафиолетовым излучением и гамма-излучением, что соответствует длинам волн от 10⁻² до 10².Рентгеновское излучение возникает при торможении быстрых заряженных частиц (электронов, протонов и пр.), а также в результате процессов, происходящих внутри электронных оболочек атомов.

γ-излучение. Источники: атомное ядро (ядерные реакции). Свойства. Имеет огромную проникающую способность, оказывает  силь­ное биологическое воздействие. Гамма-кванты вызывают ионизацию атомов вещества.

Вопрос №58

Электромагнитные волны.

Электромагнитная волна - процесс распространения электромагнитного поля в пространстве. Электромагнитная волна представляет собой процесс последовательного, взаимосвязанного изменения векторов напряжённости электрического и магнитного полей, направленных перпендикулярно лучу распространения волны, при котором изменение электрического поля вызывает изменения магнитного поля, которые, в свою очередь, вызывают изменения электрического поля.Электромагнитные волны подразделяются на:

* радиоволны (начиная со сверхдлинных),

* инфракрасное излучение,

* видимый свет,

* ультрафиолетовое излучение,

* рентгеновское излучение и жёсткое (гамма-излучение)

Электромагнитное излучение способно распространяться практически во всех средах и вакууме.

Вопрос №59

Физические процессы в тканях при воздействии током и электромагнитными полями.

Человеческий организм состоит из биологических жидкостей, содержащих большое количество ионов.Под влиянием электрического поля ионы движутся с разной скоростью и скапливаются около клеточных мембран, образуя встречное электрическое поле, называемое поляризационным.

2.Гальвинация-Непрерывный постоянный ток напряжением 60-80 В используют как лечебный метод физиотерапии .

3.Электрофореза лекарственных веществ.-Метод при котором Постоянный ток используют в лечебной практике также для введения лекарственных веществ через кожу или слизистые оболочки.Для этой цели поступают так же, как и при гальванизации, но прокладку активного электрода смачивают раствором соответствующего лекарственного вещества.Лекарство вводят таким образом:анионы вводят с катода, катионы - с анод.

4.Воздействие импульсными токами.Действие переменного тока на организм зависит от его частоты. При низких, звуковых и ультразвуковых частотах ток, вызывает раздражающее действие на биологические ткани. Оцениваются эти действия:порогом ощутимого тока и порогом неотпускающеготока.Это обусловлено смещением ионов растворов электролитов, их разделением, изменением их концентрации в разных частях клетки и межклеточного пространства.

.5.Воздействие переменным магнитным полем.-в массивных проводящих телах, находящихся в переменном магнитном поле, возникают вихревые токи. Эти токи могут использоваться для прогревания биологических тканей и органов. Такой лечебный метод - индуктотермия

6.Воздействие переменным электрическимполем.В тканях, находящихся в переменном электрическом поле ,возникают токи смещения и токи проводимости. Обычно для этой цели используют электрические поля ультравысокой частоты, поэтому соответствующий физиотерапевтический метод получил название УВЧ-терапии.

7.Воздействие электромагнитными волнами.Физиотерапевтические методы, основанные на применении электромагнитных волн СВЧ-диапазона, в зависимости от длины волны получили два названия: микроволновая терапия и ДЦВ-терапия, т.е. терапия дециметровых волн.

Вопрос №60

Первичное действие постоянного тока на ткани организма

Под влиянием электрического поля ионы движутся с разной скоростью и скапливаются около клеточных мембран, образуя встречное электрическое поле, называемое поляризационным. Т.о, первичное действие постоянного тока связано с движением ионов, их разделением и изменением их концентрации в разных элементах тканей.

Воздействие постоянного тока на организм зависит от силы тока, поэтому весьма существенно электрическое сопротивление тканей и прежде всего кожи. Влага, пот значительно уменьшают сопротивление, что даже при небольшом напряжении может вызвать значительный ток через организм.

Вопрос №61

Гальванизация. Электрофорез лекарственных средств.

Гальванизация – применение с лечебно-профилактическими целями постоянного непрерывного электрического тока невысокого напряжения (60-80 В) и небольшой силы (до 50 м А), называемого гальваническим. Гальванический ток - постоянный электрический ток невысокого напряжения и небольшой силы.

Лекарственный электрофорез - Метод при котором Постоянный ток используют в лечебной практике также для введения лекарственных веществ через кожу или слизистые оболочки.Для этой цели поступают так же, как и при гальванизации, но прокладку активного электрода смачивают раствором соответствующего лекарственного вещества.Лекарство вводят таким образом:анионы вводят с катода, катионы - с анод. На количество введенного вещества и глубину его проникновения влияют следующие параметры:- сила тока;- концентрация препарата;- длительность процедуры;- физиологическое состояние кожи.

Вопрос №62

Воздействие переменными (импульсными) токами

Действие переменного тока на организм зависит от его частоты. При низких, звуковых и ультразвуковых частотах ток, вызывает раздражающее действие на биологические ткани. Оцениваются эти действия:порогом ощутимого тока и порогом неотпускающеготока.Это обусловлено смещением ионов растворов электролитов, их разделением, изменением их концентрации в разных частях клетки и межклеточного пространства.

Вопрос №63

Воздействие переменным магнитным полем.

В проводящих телах, находящихся в переменном магнитном поле, вследствие эл/м индукции возникают вихревые токи. Они могут использоваться для прогревания биологических тканей и органов. Такой метод называется индуктотермия. При ней количество теплоты, выделяющееся в тканях, пропорционально квадратам частоты и индукции переменного магнитного поля и обратно пропорционально удельному сопротивлению. Поэтому сильнее будут нагреваться ткани, богатые сосудами( мышцы). Чаще применяют местное воздействие, используя спирали или плоские свернутые кабели.

Вопрос №64

Воздействие переменным электрическим полем.

Действие переменного (гармонического) тока на организм при низких, звуковых и ультразвуковых частотах оценивается следующими пороговыми значениями: порогом ощутимого тока и порогом неотпускающего тока.

Порогом ощутимого тока называют наименьшую силу тока, раздражающее действие которого ощущает человек. Если увеличивать силу тока от порога ощутимого его значения, то можно вызвать такое сгибание сустава, при котором человек не сможет самостоятельно разжать руку и освободиться от проводника - источника напряжения. Минимальную силу этого тока называют порогом не отпускающего тока. Токи меньшей силы являются отпускающими. Порог неотпускающего тока - важный параметр, его превышение может быть губительным для человека

Вопрос № 65 воздействие электромагнитными волнами

Слабые электромагнитные поля (ЭМП) мощностью сотые и даже тысячные доли Ватт высокой частоты для человека опасны тем, что интенсивность таких полей совпадает с интенсивностью излучений организма человека при обычном функционировании всех систем и органов в его теле. В результате этого взаимодействия собственное поле человека искажается, провоцируя развитие различных заболеваний, преимущественно в наиболее ослабленных звеньях организма.

Наиболее негативное свойство электромагнитных сигналов в том, что они имеют свойство накапливаться со временем в организме.

Вопрос №66

Общая и медицинская электроника. Основные группы.

Электроника-область науки и техники, в которой рассматриваются работа и применение электровакуумных, ионных и полупроводных устройств(приборов)

Основные группы:

• Физическая электроника(рассматривает электропроводимость тел, контактные и термоэлектронные явления)

• Техническая электроника(описывает устройства приборов и аппаратов и схемы их включения)

• Полупроводниковая электроника(относится к применению полупроводниковых приборов)

Иногда всю электронику распределяют на:

Вакуумная электроника, охватывает вопросы создания и применения электровакуумных приборов (электронные лампы, фотоэлектронные устройства, рентгеновские трубки)

Твердотельная электроника, охватывает вопросы создания и применения полупроводниковых приборов, в том числе и интегральных схем

Квантовая электроника-специфический раздел электроники, имеющий отношение к лазерам и мазерам.

Медицинская электроника-разделы электроники, в которых рассматриваются особенности применения электронных систем для решения медико-биологических задач, а также устройство соответствующей аппаратуры.

Основные группы электронных приборов и аппаратов:

1. Устройства для получения передачи и регистрации медико-биологической информации. Сюда относится большая часть диагностической аппаратуры.

2. Электронные устройства, обеспечивающие дозирующие воздействие на организм различными физическими факторами с целью лечения.

3. Кибернетические электронные устройства.

Применение электронных медицинских приборов и аппаратов повышает эффективность диагностики и лечения и увеличивает производительность труда медицинского персонала.

Вопрос №67

Основные группы медицинских электронных приборов и аппаратов

Медицинскую электронную аппаратуру можно разделить на два класса: медицинские приборы и медицинские аппараты.Медицинский прибор - техническое устройство, предназначенное для диагностических или лечебных измерений (медицинский термометр, электрокардиограф и др.).Медицинский аппарат - техническое устройство, позволяющее создавать энергетическое воздействие (часто дозированное) терапевтического, хирургического или бактерицидного свойства (аппарат УВЧ-терапии, аппарат искусственной почки и др.), а также обеспечивать сохранение определенного состава некоторых субстанций.

Выделены следующие основные группы приборов и аппаратов, используемые для медико-биологических целей:

- устройство для получения (съема), передачи и регистрации медикобиологической информации. Большинство этих устройств содержит в своей схеме усилитель электрических сигналов;

- устройство, обеспечивающее дозирующее воздействие на организм различных физических факторов с целью лечения. С физической точки зрения эти устройства являются генераторами различных электрических сигналов;

- кибернетические электронные устройства.

В ряде случаев электронное устройство может совмещать в себе различные группы приборов и аппаратов.

Вопрос №68