Структурная схема экспериментальной установки

2. Приступая к выполнению работы, установите следующие положения переключателей на осциллографе: кнопка "вход х"- в нажатом положении; ручки "стабильность"и "уровень"- в крайнее правое положение; ручку "вольт/делен." - на 0,1 В/дел.

На звуковом генераторе (ЗГ): ручками "множитель" и "лимб частоты" (в виде диска) установить частоту 300 Гц (на лимбе частоты должно быть 3, а множитель в положении "100"); ручку "амплитуда" (регулировка выходного напряжения) - в среднее положение. Переключатель «форма» на звуковом генераторе установить в положение «». Другие переключатели и кнопки на приборах устанавливаются преподавателем или лаборантом.

3. На макете ручку "потенциометр" поставить в крайнее левое положение - (минимум).

4. Включить осциллограф и генератор (тумблер «сеть» расположен на обратной стороне прибора) в сеть. Через 1-2 минуты приступить к измерениям. На осциллографе ручками «Ò» и “☼”, “↔” и ”↕” установить не очень яркую четкую светящуюся точку в центре экрана.

5. Плавным вращением ручки "потенциометр" на макете и "амплитуда" на ЗГ установить по микроамперметру на макете ток силой в 200 мкА.

6. Измерить значение напряжения на катушке с помощью осциллографа. Для этого ручкой "вольт/делен" подобрать такую цену деления, чтобы вертикальная светящаяся линия составляла от 3-х до 6 больших делений. Эффективное напряжениеU_эф рассчитывается по формуле:

U_эф = (dy·Cy)/2,8,

где dy- число делений по оси "Y" на осциллографе с точностью до 0,2 дел.

Cy -цена одного большого деления, задается ручкой "вольт/делен." измеренные значенияdyиCyи вычисленные значенияU_эфзанесите в таблицу 1.

7. Повторить измерения при всех частотах (множитель частоты «1к» соответствует умножению на 1000, 10к - 10000), указанных в таблице 1, поддерживая с помощью ручки "потенциометр" на макете и "амплитуда " на ЗГ силу тока,равную 200 мкА!!! (если на высоких частотах не удается установить ток 200 мкА, то взять значение тока 100 мкА).

Результаты измерений занесите в таблицу 1.

Таблица 1

, Гц	dy, дел.	Cy, В/дел.	Uэф, В	Iэф, мкА	R, Ом	Z, Ом	XL, Ом	L, Гн
300 500 1000 2000 4000 6000

8. Отсоединить катушку индуктивности от макета.

9. Рассчитать значения Z, X_L, Lпо формулам:

Z = U_эф/I_эф..

Т.к. R(указано на катушке) мало в сравнении сZ, то будем считатьX_L  Z.

10. Построить график зависимости X_L= f(). По осиХ– частота, по осиY - Х_L.

Упражнение №2. Определение емкости конденсатора и зависимости его емкостного сопротивления от частоты переменного тока

1. К клеммам "L,C, ткань" макета подсоединить конденсаторС.

2. Измерить и рассчитать значения dy, Cy, U_эф, I_эф, Х_С, Си занести их в таблицу 2, устанавливая частоты, указанные в таблице 2. Методика измерений остается такой же, что и в упражнении 1.

3. Выключить приборы из сети и отключить конденсатор С.

4. По формулам:

Х_C=U_эф/I_эф;

рассчитать емкостное сопротивление Х_C и емкость конденсатораС.

Таблица 2

, Гц	Dy, дел.	Cy,В/дел	Uэф, В	Iэф, мкА	Хс, Ом	С, Ф
20000 15000 10000 5000 2000 1000 500

5. Построить график зависимости Х_C= f (). По осиХ– частотуν, по осиY - Хc.

Упражнение 3.Определение зависимости импеданса биологического объекта от частоты переменного тока и его активного сопротивления R_T

1. Поместить игольчатые электроды в объект (картофели0на) на расстоянии не менее 4 см и подсоединить их к клеммам "L,C, ТКАНЬ" макета.

2. Включить ЗГ и осциллограф в сеть.

3. Для частот, указанных в таблице 3 произвести измерения dy, Cy, U_эф, I_эф, Zи результаты занести в таблицу 3.

4. Отключить приборы от сети.

5. По формуле: Z=U_эф/I_эф, вычислить импеданс и построить график его зависимости от частоты переменного токаZ= f (). По осиХ - , по осиY - Z .0

6. Для = 20000 Гцпо графику оценитьR_Т(см. рис.7) и по формуле:сos  = R_Т/Z, рассчитатьсos  для исследуемых частот.

7. Из формулы при какой-то частоте найти величину электроемкости ткани между электродами в данных условиях при какой-то частоте, например при. ЗначениеZвзять из таблицы 3 при выбранной частоте1000 Гц.

, откуда .

8. Сравнить графики упражнений 2 и 3 и сделать вывод о природе импеданса биологического объекта.

Таблица 3

, Гц	dy, дел.	Cy, В/дел.	Uэф, В	Iэф, мкА	Z, Ом	RТ, Ом
20000 15000 10000 5000 2000 1000 500						RT≈Z При  =20000 Гц

Рис. 7.

Зависимость импеданса биологической ткани от частоты Z=f(ν)

(Импеданс ткани , гдеR_T– активное сопротивление ткани (R_T–constна всех частотах в данных условиях),. При частоте, поэтому. Таким образом, за активное сопротивление биологической тканиR_Tв данном упражнении приблизительно принимаем значение импедансаZпри частоте).

122