2.6. Семінар "методика одержання, реєстрації та передачі медико-бюлогічної інформації"

Мета семінару, знайомство з принципами дії приладів, які дозволяють проводити виміри різноманітних електрич­них параметрів.

Контрольні питання для підготовки до семінару

1. Електричне поле і його основні характеристики (напруженість Е, потенціалзв'язок між ними).

2. Електричний диполь (дипольний момент, диполь в однорідному і неоднорідному електричному полі).

3. Електричне поле в речовині (поляризація та її види, відносна діелектрична проникність і поляризованість речовини, діелект­рична проникність біологічних тканин, сегнетоелектрики).

4. П'єзоелектричний ефект і його застосування.

5. Основні характеристики електричного струму (сила та густина струму, закони Ома та Джоуля-Ленца, питома електропровід­ність, рухливість вільних носіїв).

6. Магнітне поле і його основні характеристики (індукція В і напруженість магнітного поля). Закон Біо-Савара-Лапласа.

7. Дія магнітного поля на провідники зі струмом та рухомі електричні заряди (сила Ампера, сила Лоренца).

8. Магнітні властивості речовини (намагніченість, магнітна проник­ність). Діа, пара- і феромагнетики.

Додаткова література

1. Ремизов А.Н. Медицинская и биологическая физика. - М.: Выс­шая школа, 1996.

2. Ливенцев Н.М. Курс физики, ч. II. - М.: Высшая школа, 1978. -Гл. 6-Ю, с. 108-181.

3. Ремизов А.Н. Медицинская и биологическая физика. - М.: Выс­шая школа, 1987. - Разд. 4-5, с. 245-441.

Типові задачі з еталонами розв 'язків

Після вивчення теоретичного матеріалу слід ознайоми­тися з еталонами розв'язку задач і перевірити свою підго­товку до семінару.

Задача 1.

Знайти густину струму в електроліті, якщо кон­центрація іонів у ньому їх рухливості Напруженість електричного поля Вважаючи густину струму однаковою, знайти силу струму, якщо площа кожного електрода Іони одновалентні.

Розв'язок.

Згідно із законом Ома в диференціальній формі густина струму дорівнює - питома електропровідність.У випадку електролітів з (2.37) маємо:

За умовою задачі валентність Остаточно отримаємо:

За означенням тобто сила струму

Виконаємо обчислення:

Задача 2.

Знайти потенціал поля, створеного диполем, заря­ди котрого та плеч ев точці, яка знаходиться на відстані від осі диполя, якщо векторі вісь диполя утворюють кут Диполь знаходиться в воді.

Розв'язок.

Потенціал поля, створеного диполем в достатньо віддаленій точцівизначається за формулою (2.16):

де є - відносна діелектрична проникність середовища, її значення для води можна знайти в таблиці - електричний момент диполя. Виконаємо обчислення:

Задача 3.

Лінійний нескінченно довгий провідник зі струмом силою І робить петлю радіусом R. Знайти напру­женість магнітного поля в центрі петлі.

Розв'язок.

Напруженість магнітного поля в точці О дорівнює гео­метричній сумі напруженостей полів, створених нескінчен­но довгим провідником і коловим струмом (мал. 2.41). Згідно з (2.48)

де- відстань від точки О до провідника. А напруженість поля, створеного коловим струмомвідповідно до (2.47), дорівнює:

Скориставшись правилом свердлика, бачимо, що напрямки векторів збігаються, тому геометричну суму можна замі­ нити арифметичною:

Мал. 2.41.

Теоретичні питання, що розглядаються на семінарі

1. Вимірювальні прилади та їх класифікація:

а) класифікація приладів за принципом їх дії;

б) чутливість приладів.

2. Вимірювання сили струму і напруги та інших електричних величин.

3. Вимірювання опорів за допомогою місткової схеми.

4. Вимірювання невідомої ЕРС компенсаційним методом. Дільники напруги.

5. Осцилограф і його основні характеристики.

6. Електроди та датчики медико-біологічної інформації.

7. Підсилення і генерація електричних сигналів.

8. Структурна схема кола для одержання, передачі і реєстрації медико-біологічної інформації.

Додаткові теоретичні відомості