Получение высокочастотных электрических колебаний
Высокочастотные электрические колебания и электромагнитные волны принято подразделять по частоте на следующие диапазоны:
высокой частоты (ВЧ) - от 0,2МГц до 30МГц;
ультравысокой частоты (УВЧ) - от 30МГЦ до 300МГц;
сверхвысокой частоты (СВЧ) - свыше 300МГц.
Медицинские приборы, в которых используются электрические колебания диапазонов ВЧ и УВЧ, построены на одном общем принципе – они имеют генератор электрических колебаний, энергия от которого подводится к больному при помощи терапевтического контура.
Генератор высокочастотных электрических колебаний, используемый в аппаратах для высокочастотной электротерапии
Принцип работы генератора электрических колебаний в установившемся режиме легко понять из простейшей схемы, изображенной на рис.1 (см. также учебник физики Ливенцев, гл. 9 и гл. 12).
Терапевтический контур состоит из
катушки (
),
индуктивно связанной с катушкой (LГ)
колебательного контура генератора,
конденсатора переменной емкости (Сn)
и электродов (Э). Электроды
представляют собой в электрическом
отношении либо емкость (
),
как у аппаратов типа УВЧ, либо
индуктивность, как у аппаратов типа
ИКВ, либо и то и другое. Таким образом,
в терапевтическом контуре создаются
вынужденные колебания с частотой
изменения ЭДС индукции, наводимой в
катушке (
),
т.е. с частотой колебаний генератора.
Для того, чтобы в терапевтический контур
отдавалась существенная часть энергии
и на электродах создавались значительные
электрические или магнитные поля,
необходимо настроить его в резонанс с
генератором. В аппаратах УВЧ это делается
при помощи конденсатора переменной
емкости (Сn)
(следует помнить, что общая емкость
терапевтического контура складывается
из параллельно включенных (Сn)
и (
),
т.е.
)**.
Такая настройка производится в
начале каждой процедуры заново, поскольку
емкость системы «электроды-пациент» -
(
)
будет всякий раз разной.
(**) В параллельном колебательном
контуре, при совпадении частоты генератора
(
)
с собственной (резонансной) частотой
колебательного контура (
),
происходит резкое увеличение амплитуды
напряжения на элементах схемы, а,
следовательно, и напряженности (Е)
электрического поля между обкладками
конденсатора – электродами терапевтического
контура. Резонансная частота (
)
может быть определена по известной
формуле:
,
где ёмкость
,
(определяются через
геометрические
и электрические параметры тела,
помещенного между электродами (обкладками)
см. также рис. 1.)
Л
LГ
LОС СЭ
LK СГ СП Е d
В
+
-
Рис. 1.
Другая важная функция терапевтического контура - обеспечение электробезопасности, так как индуктивная связь исключает возможность попадания пациента под высокое напряжение цепей питания генератора.
В аппаратах СВЧ-диапазона используются несколько иные принципы генерации и отвода мощности от генератора. В них вместо колебательного контура используется резонатор, а вместо электродов - волноводы.