Изучить зависимость импеданса биологической ткани от частоты переменного тока. Определить сдвиг фаз между силой тока и напряжением при прохождении переменного тока через живую ткань. Вопросы входного контроля Что такое электрический ток Что является носителями тока в проводниках Изучение импеданса живой биологической ткани. Изуч ить зависимость импеданса биологической ткани от частоты переменного тока. Рассчитать и построить электрическую эквивалентную схему. Электрический ток представляет собой направленное движение заряженных частиц под действием электрического поля. Такими частицами могут быть электроны или положительные и отрицательные ионы. В биологических объектах чисто электронная проводимость отсутствует, так как они в основном представляют собой или диэлектрики, или растворы электролитов кровь, цитоплазма, различные тканевые жидкости. Особенностью биологических жидкостей является то, что в их состав, помимо растворов электролитов, входят белки и жиры, поэтому их удельное сопротивление постоянному току достаточно велико. Кроме того, на электрические свойства тканей и клеток значительное влияние оказывают клеточные мембраны. Измерение электросопротивления тканей и органов представляет собой значительную трудность по следующим причинам: Если учесть все вышеуказанные факторы и, соблюдая предосторожности, измерить ток в какой-либо ткани, то окажется, что при постоянном напряжении на электродах сила тока меняется со временем. Уменьшение тока может произойти в сотни раз, и лишь после этого устанавливается какое-то постоянное значение тока. Резкое уменьшение силы тока в биологических объектах, а, следовательно, резкое возрастание их электросопротивления после замыкания электрической цепи объясняется поляризационными эффектами. При рассмотрении цепей переменного тока общее сопротивление может быть представлено омическим, емкостным и индуктивным сопротивлением в различных их сочетаниях. В биообъектах, как в проводящей структуре, индуктивность отсутствует, и величина полного сопротивления определяется только активным и емкостным сопротивлением. В сочетании они могут быть представлены в виде так называемой эквивалентной цепи рис. Эквивалентная электрическая схема биологического объекта. Емкостное сопротивление Х С биологической ткани переменному току зависит от емкостных свойств клеточных мембран и частоты тока: Последовательно с емкостью в цепь включено активное сопротивление R К определяемое сопротивлением клеточной цитоплазмы. Помимо клетки, ток проходит и по внеклеточной жидкости, и поэтому все внутриклеточные сопротивления шунтируются сопротивлением внеклеточной среды R В. При низких частотах поляризационные эффекты почти также велики, как при постоянном токе; соответственно R К и Х С имеют большое значение и практически весь ток пойдет по шунтирующему сопротивлению R В. Если же сечение межклеточных промежутков невелико, то сопротивление R В возрастает и измеряемое полное сопротивление будет в основном определяться величиной R К. Поскольку R К зависит от проницаемости мембран, то величина сопротивления объекта, измеренная на низких частотах, в ряде случаев может служить мерой проницаемости клеточных мембран. При возрастании частоты переменного тока поляризационные эффекты уменьшаются, соответственно уменьшается величина Х С. При частотах порядка нескольких МГц поляризация мембран почти исчезает и величиной Х С при расчете полного сопротивления можно пренебречь. Таким образом, полное сопротивление Z, измеренное на высоких частотах, будет равно. Отсюда следует, что высокочастотное сопротивление биообъектов может служить мерой концентрации в них свободных ионов. Таким образом, электросопротивление или электропроводность тесно связано как со свойствами клеточных мембран, так и со свойствами клеточных и межклеточных жидкостей. Получать сведения о явлениях, происходящих в тканях, можно, наблюдая за относительным изменением их электросопротивления между электродами любой формы, что широко применяют в медицине, для диагностики воспалительных процессов. Весьма важные сведения о состоянии биологических объектов дают дисперсионные кривые, то есть графики зависимости полного сопротивления ткани от частоты переменного тока рис. Такая зависимость присуща только живым тканям; при пропускании переменного тока через обычные растворы электролитов дисперсия электросопротивления не наблюдается. Причина дисперсии заключается в том, что на величину электросопротивления при постоянном токе или при низких частотах значительное влияние оказывает макроструктурная поляризация. Поскольку при увеличении частоты переменного тока уменьшаются пограничные поляризационные эффекты, это ведет к уменьшению полного сопротивления ткани, и дисперсионная кривая обладает значительной крутизной рис. Зависимость полного сопротивления растительной ткани от частоты переменного тока кривая дисперсии: При повреждении ткани возрастает проницаемость клеточных мембран, что приводит к уменьшению R П и С П и, следовательно, к уменьшению полного сопротивления на низких частотах. Поэтому кривая 2 на рисунке 2 обладает меньшей крутизной. При отмирании ткани поляризация на границах раздела практически исчезает и зависимость электросопротивления от частоты отсутствует, так как остается лишь активное сопротивление рис. Таким образом, по крутизне дисперсионной кривой можно судить о жизнеспособности той или иной ткани, что имеет большое значение, когда эта ткань предназначена для трансплантации. Частотные зависимости электросопротивления сходны для многих тканей, однако величина полного сопротивления разных тканей различна. Зона дисперсии электросопротивления обычно находится в пределах от Гц до МГц. Этот угол для биообъектов довольно большой, что указывает на значительную долю емкостного сопротивления. Измерить импеданс живой ткани для различных частот переменного тока. Измерение импеданса участка кожи предплечья человека производится косвенным методом. Электрическая цепь для проведения измерений представлена на рис. Электроды Э1 и Э2 помещаются на участок живой ткани с общим сопротивлением Z. Если выходное напряжение поддерживать неизменным, то при постоянном значении R величина силы тока будет зависеть от величины импеданса Z. Поэтому, зная величину силы тока в цепи, можно судить о величине импеданса: Ток, проходящий через резистор R равен общему току в цепи. Его величину можно вычислить, измерив падение напряжения U i на этом резисторе: Рассчитать и смоделировать эквивалентную электрическую схему. Оборудование, перечисленное в первом задании. Модель эквивалентной схемы с магазином конденсаторов и переменными сопротивлениями. Вычислим величины этой схемы, пользуясь данными, полученными при выполнении задания 1. Емкостное сопротивление можно выразить из формулы для общего сопротивления цепи: Определить сдвиг фаз между током и напряжением для участка живой биологической ткани. В цепях переменного тока сдвиг фаз образуется за счет конденсаторов и катушек индуктивности рис. Если принять, что сила тока в цепи изменяется по зависимости , то общее напряжение в цепи , где. Наглядно сдвиг фаз можно изобразить на векторной диаграмме рис. Общий сдвиг фаз можно найти из соотношения. Для эквивалентной электрической схемы рис. Построение векторной диаграммы начинаем в ветви в цепи эквивалентной схемы, которая содержит конденсатор С и резистор R 2. Для измерения угла сдвига фаз используется двухканальный электронный осциллограф ЭО , позволяющий одновременно наблюдать изменения напряжения на участке живой ткани канал А и на постоянном дополнительном резисторе канал В. Схема опыта для определения сдвига фаз между током и напряжением представлена на рис. Исследовать сдвиг фаз между током и напряжением для эквивалентной схемы. Измерить импеданс и определить сдвиг фаз между током и напряжением для растительной ткани в различных состояниях живая, поврежденная, после термической обработки. Написать программу для вычисления импеданса живой ткани, построения графика и расчета эквивалентной схемы. Почему нельзя проводить измерение импеданса непосредственно при прохождении тока через биологическую ткань рис. Почему нельзя проводить измерения импеданса, подключив вольтметр для измерения по схеме рис. Главная Новости Правила О нас Контакты. Главная Рефераты Контрольные работы Курсовые работы Дипломные работы Другие работы О нас. Изучение импеданса живой биологической ткани Категория: Лабораторная работа Предметная область: Что является носителями тока в проводниках и растворах электролитов? Закон Ома для участка цепи. От каких величин зависит сопротивление проводника? Как вычислить общее сопротивление цепи при последовательном, параллельном, смешанном соединении? Почему постоянный ток не проходит по цепи при наличии в ней конденсатора? Что происходит с конденсатором при подключении к нему источника постоянного тока? Виды электрических сопротивлений в цепи переменного тока. Как вычисляется емкостное сопротивление? Как вычисляется полное сопротивление цепи переменного тока при последовательном соединении основных ее элементов? Закон Ома для полной цепи. Принципы построения векторной диаграммы токов и напряжений. Как построить векторную диаграмму токов и напряжений для последовательного и параллельного соединения резистора и конденсатора? Что такое импеданс живой ткани? Какие виды сопротивлений можно выделить в живой биологической ткани? Почему в биологических тканях нет элементов, аналогичных катушке индуктивности? Что такое эквивалентная электрическая схема? Какие свойства биологической ткани моделируют элементы эквивалентной схемы? Как объяснить вид частотной зависимости импеданса живой ткани? Краткая теория Электрический ток представляет собой направленное движение заряженных частиц под действием электрического поля. Таким образом, полное сопротивление Z, измеренное на высоких частотах, будет равно , так как оно будет определяться параллельно соединенными сопротивлениями электролитов внутри и вне клетки. Практическая часть Задание 1. Описание метода и схемы опыта Измерение импеданса участка кожи предплечья человека производится косвенным методом. Укрепить электроды на предплечье на расстоянии 10см друг от друга, подложив под них прокладки, смоченные физраствором. На протяжении всего опыта положение электродов не изменять. Определить при помощи мультиметра величину сопротивления участка кожи предплечья постоянному току Z 0. Переключить мультиметр в режим измерения переменного напряжения. Авометр тестер переключить в режим измерения переменного напряжения, выбрав предел измерения таким образом, чтобы было удобно измерять напряжения порядка 0,,4В. Собрать схему измерения импеданса участка кожи предплечья рис. Показать собранную схему преподавателю или лаборанту. Включить схему в сеть и установить напряжение на выходе генератора равное мВ. Помните, что величина этого напряжения должна поддерживаться неизменной на протяжении выполнения всего задания. Данные занести в таблицу 1. Отключить схему от сети. Не снимая электродов с предплечья, отсоединить их от схемы. Используя расчетную формулу, вычислить значение импеданса Z для различных частот переменного тока. Данные занести в таблицу. Для построения графика зависимости импеданса от частоты вычислить логарифмы значений частоты и импеданса. На имеющейся модели эквивалентной схемы выставить по омметру сопротивление резисторов и подобрать емкость конденсатора. К схеме опыта 1 вместо электродов подключаем эквивалентную схему. Снимаем значение общего сопротивления схемы аналогично измерениям импеданса при тех же самых условиях выходное напряжение генератора и частоты. Данные измерений и вычислений Z заносим в таблицу, аналогичную таблице 1. Сравниваем графики, получившиеся для живой ткани и эквивалентной схемы. Включить схему в сеть. По частотометру выставить на генераторе выходной ток частотой Гц. На осциллографе получить кривые. Измерить расстояние между амплитудами кривых в делениях и секундах. Вычислить разность фаз между током и напряжением. Задания для УИРС Задание 1. Определить сдвиг фаз между током и напряжением для эквивалентной схемы по векторной диаграмме. Измерить сдвиг фаз между током и напряжением для эквивалентной схемы. Посмотреть, как изменяется сдвиг фаз при изменении величин элементов эквивалентной схемы. Почему выходное напряжение генератора необходимо на протяжении всего опыта поддерживать неизменным? Как с помощью импеданса оценить жизнеспособность живых тканей? Как изменяется импеданс при патологических процессах в тканях? Как рассчитать элементы эквивалентной электрической схемы по данным опыта.? Почему между током и напряжением в цепи при наличии емкостного сопротивления существует сдвиг фаз? Как определить сдвиг фаз между током и напряжением для эквивалентной схемы? Почему при измерении сопротивления кожи постоянному току величина сопротивления изменяется? А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать Доклад Физические характеристики света. Видимость света характеризует чувствительность глаза чел к различным составляющим светового потока. Меняется в зависимости от географической широты, времени суток, степени облачности, прозрачности атмосферы. Галогенные лампы накаливания наряду с вольфрамовой нитью содержат в колбе пары того или иного галогена например йод что позволяет Влияние освещенности на безопасность работы и производительность труда. К количественным показателям относятся световой поток освещенность коэффициент отражения сила света и яркость. Естественное освещение обусловлено прямыми солнечными лучами и рассеянным светом небосвода. Источники искусственного света, характеристики осветительных приборов. Для искусственного освещения применяют лампы накаливания галогенные и газоразрядные. Физические и физиологические характеристики шума и вибрации. По способу воздействия на человека вибрации подразделяются на общую передающуюся через опорные поверхности на тело сидящего или стоящего человека и локальную передающуюся через руки человека.
Можно ли дарить крестик любимому
Яндекс ru почта входящие моя страница
Виды эквивалентных электрических схем тканей организма
Расписание намазов в сочи 2017
Glk 350 4matic технические характеристики
Less limits перевод
Как подключить выключатель в ванной
Аптека ру самара официальный сайт каталог
Кодирование текстовой информации ascii
Заявление сбу украины
Стар синема сочи расписание
Правила дорожнього рухудля дітей
Виды эквивалентных электрических схем тканей организма
Стих любимому зятю от тещи
Какой выбрать увлажнитель воздуха для дома
Каталог фаберлик 9 2015
Тесто на манты по казахски
12 141 полувагон характеристики
Вы точно человек?
Электропоезд омск новосибирск расписание
Сонник мыть пол в родительском доме
Энциклопедический словарь значение слова
Кубки уефа результаты