Переменный ток
Переме́нный ток— электрический ток, который с течением времени изменяется по величине и по направлению в электрической цепи.
Переменный ток изменяется с течением времени по гармоническому закону:
Im – максимальное значение силы тока (амплитуда силы тока) Um – максимальное значение напряжения(амплитуда напряжения)- круговая частота колебаний0 – начальная фаза колебаний
Электрические эквивалентные схемы, моделирующие биологический объект на переменном токе
Больше всего подходит для реальной ткани
Z – полное сопротивление электрической цепи
Резистор в цепи переменного тока
- разность фаз между током и напряжением. На активном сопротивлении равна нулю.
Конденсатор в цепи переменного тока
Реактивное сопротивление конденсатора (емкостное сопротивление):
С – электроемкость конденсатора
Колебания силы тока в цепи конденсатора опережают напряжение по фазе на /2
Емкостное сопротивление конденсатора связано с перезарядкой конденсатора и не связано с движением зарядов, на нем не выделяется тепло!
Последовательная цепь переменного тока
U ист2=Um2с +Um2
Z 2=X 2с+ 2
Векторная диаграмма для расчета общего напряжения:
UmR,B
Im,А U 
и с т , B
UmC,B
2 |
|
2 |
Xc = 1/ C – емкостное сопротивление |
|
R – активное сопротивление |
||
=√Xс+ |
|
||
|
Z - полное сопротивление цепи |
||
1 |
|
|
2 |
=√ 2 2 |
+ |
|
|
Сопротивление биологического объекта переменному току
Коэффициент жизнеспособности (поляризации)
Дисперсия электропроводности характерна только для живых объектов (она отсутствует у растворов электролитов). По мере отмирания тканей резко увеличивается низкочастотная (при той же высокочастотной) компонента. Для оценки жизнеспособности тканей был предложен коэффициент:
,где:
R104-сопротивление при частоте тока 104 Гц
R106 -сопротивление при частоте тока 106 Гц. При отмирании тканей К стремится к 1.
Дисперсия ДЭП. Дисперсией ДЭП называется ее зависимость от частоты переменного тока. С увеличением частоты тока ДЭП биологических объектов снижается Можно выделить следующие области дисперсии ДЭП:
a – дисперсия занимает область низких частот звукового диапазона. В этой области происходит сильная поляризация электродов и начинает проявляться поверхностная поляризация клеток, их органоидов, макромолекул.
b – дисперсия занимает область частот 106 – 108 Гц. Она в большей степени зависит от вида объекта и наряду с развитием поверхностной поляризации высокополимерных соединений (макромолекул) и поляризуются молекулы и с меньшими размерами.
g – дисперсия занимает область частот выше 109 Гц. В этой области ДЭП зависит главным образом от содержания воды в тканях. Показана зависимость характера дисперсии в этой области от полярных свойств молекул воды.
Применение переменного тока
Реография — неинвазивный метод исследования кровоснабжения органов, в основе которого лежит принцип регистрации изменений электрического сопротивления тканей в связи с меняющимся кровенаполнением.
С помощью этого метода получают реограммы головного мозга (реоэнцефалография), сердца (реокардиография), магистральных сосудов, легких, печени и конечностей. Чем больше приток крови к тканям, тем меньше их сопротивление. Для получения реограммы через тело пациента пропускают переменный ток частотой 50-100кГц, малой силы (не более 10 мкА), создаваемый специальным генератором.
Диатермия - метод электротерапии глубокое прогревание тканей токами высокой частоты (обычно 1,65 МГц) большой силы. Применяется при воспалительных заболеваниях мышц, периферической нервной системы, суставов, при спаечных процессах и некоторых заболеваниях внутренних органов.
Переменный ток, проходящий через ткани, способствует более быстрому движению ионов, что приводит к увеличению активности лимфатической системы.
Электрохирургия — медицинская процедура, состоящая в разрушении биологических тканей с помощью переменного электрического тока с частотой от 200 кГц до 5,5 МГц. Основной принцип электрохирургии состоит в преобразовании высокочастотного тока в тепловую энергию.