Перенос электрических зарядов в живой ткани осуществляется не свободными электронами

Перенос электрических зарядов в живой ткани осуществляется не свободными электронами

Электрическая проводимость живой ткани

В живой ткани нет свободных электронов и поэтому она не может быть уподоблена металлическому проводнику, электрический ток в котором представляет собой упорядоченное движение свободных электронов.

Большинство тканей тела человека содержит значительное количество воды (до 65% по весу). Поэтому живую ткань можно рассматривать как электролит, т. е. раствор, разлагающийся химически при прохождении по нему тока, и, таким образом, считать, что она обладает ионной проводимостью. Иначе говоря, можно полагать, что перенос электрических зарядов в живой ткани осуществляется не свободными электронами, как это имеет место в металлических проводниках, а заряженными атомами или группами атомов — ионами.

В живой ткани имеет место явление межклеточной миграции (перемещения) энергии, т. е. резонансный перенос энергии электронного возбуждения между возбужденной и невозбужденной клетками. Поэтому можно предположить, что живая ткань обладает также электронно-дырочной проводимостью, свойственной полупроводникам, в которых перенос зарядов осуществляется электронами проводимости и дырками.

Таким образом, тело человека можно рассматривать как проводник особого рода, имеющий переменное сопротивление и обладающий в какой-то мере свойствами проводников первого рода (полупроводники) и второго рода (электролиты).

Перенос электрических зарядов в живой ткани осуществляется не свободными электронами

Электрическая проводимость живой ткани

В живой ткани нет свободных электронов и поэтому она не может быть уподоблена металлическому проводнику, электрический ток в котором представляет собой упорядоченное движение свободных электронов.

Большинство тканей тела человека содержит значительное количество воды (до 65% по весу). Поэтому живую ткань можно рассматривать как электролит, т. е. раствор, разлагающийся химически при прохождении по нему тока, и, таким образом, считать, что она обладает ионной проводимостью. Иначе говоря, можно полагать, что перенос электрических зарядов в живой ткани осуществляется не свободными электронами, как это имеет место в металлических проводниках, а заряженными атомами или группами атомов — ионами.

В живой ткани имеет место явление межклеточной миграции (перемещения) энергии, т. е. резонансный перенос энергии электронного возбуждения между возбужденной и невозбужденной клетками. Поэтому можно предположить, что живая ткань обладает также электронно-дырочной проводимостью, свойственной полупроводникам, в которых перенос зарядов осуществляется электронами проводимости и дырками.

Таким образом, тело человека можно рассматривать как проводник особого рода, имеющий переменное сопротивление и обладающий в какой-то мере свойствами проводников первого рода (полупроводники) и второго рода (электролиты).

Перенос электрических зарядов в живой ткани осуществляется не свободными электронами

Электрическая проводимость живой ткани

В живой ткани нет свободных электронов и поэтому она не может быть уподоблена металлическому проводнику, электрический ток в котором представляет собой упорядоченное движение свободных электронов.

Большинство тканей тела человека содержит значительное количество воды (до 65% по весу). Поэтому живую ткань можно рассматривать как электролит, т. е. раствор, разлагающийся химически при прохождении по нему тока, и, таким образом, считать, что она обладает ионной проводимостью. Иначе говоря, можно полагать, что перенос электрических зарядов в живой ткани осуществляется не свободными электронами, как это имеет место в металлических проводниках, а заряженными атомами или группами атомов — ионами.

В живой ткани имеет место явление межклеточной миграции (перемещения) энергии, т. е. резонансный перенос энергии электронного возбуждения между возбужденной и невозбужденной клетками. Поэтому можно предположить, что живая ткань обладает также электронно-дырочной проводимостью, свойственной полупроводникам, в которых перенос зарядов осуществляется электронами проводимости и дырками.

Читайте также: Ткань шелк какая бывает

Таким образом, тело человека можно рассматривать как проводник особого рода, имеющий переменное сопротивление и обладающий в какой-то мере свойствами проводников первого рода (полупроводники) и второго рода (электролиты).

Факторы, влияющие на исход поражения электрическим

Тело человека является проводником электрического тока. Однако проводимость живой ткани в отличие от обычных проводников обусловлена не только ее физическими свойствами, но и сложнейшими биохимическими и биофизическими процессами, протекающими лишь в живой материи.

В живой ткани нет свободных электронов, и поэтому она не может быть уподоблена металлическому проводнику, электрический ток в котором представляет собой упорядоченное движение свободных электронов.

Сопротивление тела человека является переменной величиной, имеющей нелинейную зависимость от множества факторов, в том числе от состояния кожи, параметров электрической цепи, физиологических факторов и состояния окружающей среды.

Большинство тканей тела человека содержит значительное количество воды (до 65 % массы). Поэтому живую ткань можно рассматривать как электролит, т.е. раствор, разлагающийся химически при прохождении по нему тока, и, таким образом, считать, что она обладает ионной проводимостью. Иначе говоря, можно полагать, что перенос электрических зарядов в живой ткани осуществляется не свободными электронами, как в металлических проводниках, а заряженными атомами или группами атомов – ионами подобно тому, как это происходит в электролитах.

В живой ткани наблюдается явление межклеточной миграции (пе-ремещения) энергии, т.е. резонансного переноса энергии электронно-го возбуждения между возбужденной и невозбужденной клетками.

Поэтому можно предположить, что живая ткань обладает также электронно–дырочной проводимостью, свойственной полупроводникам, в которых перенос зарядов осуществляется электронами проводимости и дырками.

Таким образом, тело человека можно рассматривать как проводник особого рода, имеющий переменное сопротивление и обладающий в какой–то мере свойствами проводников первого рода (полупроводники) и второго рода (электролиты).

При поражении человека электрическим током основным поражающим фактором является ток, проходящий через его тело. Однако имеется и ряд других не менее опасных факторов. Классификация факторов, влияющих на исход поражения электрическим током, представлена на рис.1.7.

Дата добавления: 2015-01-13 ; просмотров: 575 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Электрическое сопротивление различных тканей тела

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ ТЕЛА ЧЕЛОВЕКА

А) Живая ткань как проводник электрического тока

Тело человека является проводником электрическо­го тока. Однако проводимость живой ткани в отличие от обычных проводников обусловлена не только ее фи­зическими свойствами, но и сложнейшими биохимичес­кими и биофизическими процессами, присущими лишь живой материи.

В результате сопротивление тела человека являет­ся переменной величиной, имеющей нелинейную зави­симость от множества факторов, в том числе от состоя­ния кожи, параметров электрической цепи, физиологи­ческих факторов и состояния окружающей среды.

В живой ткани нет свободных электронов и поэтому она не мо­жет быть уподоблена металлическому проводнику, электрический ток в котором представляет собой упорядоченное движение свобод­ных электронов.

Большинство тканей тела человека содержит значительное ко­личество воды (до 65% по весу). Поэтому живую ткань можно рас­сматривать как электролит, т. е. раствор, разлагающийся химически при прохождении по нему тока, и, таким образом, считать, что она обладает ионной проводимостью. Иначе говоря, можно полагать, что перенос электрических зарядов в живой ткани осуществляется не свободными электронами, как это имеет место в металлических проводниках, а заряженными атомами или группами атомов — ионами.

В живой ткани имеет место явление межклеточной миграции (перемещения) энергии, т. е. резонансный перенос энергии электрон­ного возбуждения между возбужденной и невозбужденной клетка­ми. Поэтому можно предположить, что живая ткань обладает так­же электронно-дырочной проводимостью, свойственной полупровод­никам, в которых перенос зарядов осуществляется электронами проводимости и дырками.

Читайте также: Ткань скринтекс что это

Таким образом, тело человека можно рассматривать как про­водник особого рода, имеющий переменное сопротивление и обла­дающий в какой-то мере свойствами проводников первого рода (полупроводники) и второго рода (электролиты)

б) Электрическое сопротивление тела человека

Электрическое сопротивление различных тканей тела

человека неодинаково: кожа, кости, жировая ткань, сухожилия и хрящи имеют относительно большое со­противление, а мышечная ткань, кровь, лимфа и осо­бенно спинной и головной мозг — малое сопротивле­ние. Например, удельное .объемное сопротивление, Ом-м, при токе 50 Гц составляет:

Кости (без надкостницы) 10 4 —2 • 10 ч

Спинномозговой жидкости 0,5—0,6

Из этих данных следует, что кожа обладает очень большим удельным сопротивлением, которое является главным фактором, определяющим сопротивление те­ла человека в целом.

Строение кожи весьма сложно. Кожа состоит из двух основных слоев: наружного, называемого эпидермисом, и внутреннего, являю­щегося собственно кожей и носящего название дермы (рис. 1-7).

Наружный слой кожи — эпидермис в свою очередь со­стоит из пяти слоев, из которых самый верхний является, как пра­вило, более толстым, чем все остальные слои вместе взятые, и назы­вается роговым,

Роговой слой включает в себя несколько десятков рядов мертвых ороговевших клеток, имеющих вид чешуек, плотно приле­гающих одна к другой. Каждая такая чешуйка представляет собой плотную роговую оболочку, как бы сплюснутую маленькую поду­шечку, содержащую небольшое количество воздуха.

Роговой слой лишен кровеносных сосудов и нервов и поэтому является слоем неживой ткани. Толщина его на разных участках тела различна и колеблется в пределах 0,05—0,2 мм. Наибольшей толщины он достигает в местах, подвергающихся постоянным меха­ническим воздействиям, в первую очередь на подошвах и ладонях, где, утолщаясь, он может образовывать мозоли.

Роговой слой обладает относительно высокой механической проч­ностью, плохо проводит тепло и электричество и является как бы защитной оболочкой, покрывающей все тело человека. В сухом и не­загрязненном состоянии этот слой можно рассматривать как диэлек­трик: его удельное сопротивление достигает 10 5 —10 6 Ом-м, т. е. в сотни и тысячи раз превышает сопротивление других слоев кожи внутренних тканей организма. Другие слои эпидермиса, лежащие под роговым слоем и образованные в основном из живых клеток, можно условно объ­единить в один так называемый ростковый с л о и.Дерма является живой тканью; электрическое сопротивление ее незначительно: оно во много раз меньше сопротивления рогового слоя.

Сопротивление тела человека, т.е. сопротивление между двумя электродами, наложенными на поверх­ность тела, при сухой, чистой и неповрежденной коже (измеренное при напряжении до 15—20 В) колеблется в пределах примерно от 3000 до 100 000 Ом, а иногда и более. Если на участках кожи, где прикладываются электроды, соскоблить роговой слой, сопротивление тела упадет до 1000—5000 Ом, а при удалении всего верхнего слоя кожи (эпидермиса) —до 500—700 Ом. Если же под электродами полностью удалить кожу, то будет измерено сопротивление внутренних тканей тела, которое составит лишь 300—500 Ом.

Сопротивление тела человека можно условно счи­тать состоящим из трех последовательно включенных сопротивлений: двух одинаковых сопротивлений на­ружного слоя кожи, т. е. эпидермиса, 2 z_H (которые в совокупности составляют так называемое наружное сопротивление тела человека) и одного, называемого внутренним сопротивлением тела R_B (которое включа­ет в себя сопротивление внутренних слоев кожи и сопротивление внутренних тканей тела)

Читайте также: Презентация коллекции тканей для штор

Сопротивление наружного слоя кожиг_п состоит из активного и емкостного сопротивлений, включенных параллельно. Емкостное сопротивление обусловлено тем, что в месте прикосновения электрода к телу чело­века образуется как бы конденсатор, обкладками ко­торого являются электрод и хорошо проводящие ток ткани тела человека, лежащие под наружным слоем кожи, а диэлектриком — этот слой (эпидермис).Обычно это плоский конденсатор, емкость которого зависит от площади электрода S (м 2 ), толщины эпидермиса d (м) и диэлектри­ческой проницаемости эпидермиса е, которая в свою очередь зависит от многих факторов: частоты приложенного напряжения, темпера­туры кожи, наличия в коже влаги и др. При токе 50 Гц значения е находятся в пределах от 100 до 200

п __ „„ _£. /1 л\

где е_о=8,85-10- 12 Ф/м — электрическая постоянная.

Как показывают опыты, С_п колеблется в пределах от несколь­ких сотен пикофарад до нескольких микрофарад.

Активное сопротивление наружного слоя ко-ж и R_B, Ом, зависит от удельного объемного сопротивления эпидер­миса р_н, значения которого находятся в пределах 10 4 —10 5 Ом-м, а также от S и d

Полное сопротивление наружного слоя кожи z_H при площади контактов в несколько квадратных сантиметров достигает весьма больших значений (десятков и сотен тысяч Ом).Внутреннее сопротивление теласчитается чисто ак­тивным, хотя, строго говоря, оно также обладает ем­костной составляющей.Живую клетку можно представить себе как оболочку с весьма малой проводимостью, заполненную жидкостью, хорошо проводя­щей ток. Эта клетка окружена такой же жидкостью. Очевидно, что в этом случае образуется элементарный конденсатор, который и обу­словливает емкостную проводимость клетки. Однако эта проводи­мость оказывается незначительной по сравнению с довольно боль­шой ионной проводимостью клетки и ею без особой погрешности можно пренебречь. Значение внутреннего сопротивления R_B, Ом, зави­сит от длины и поперечного сечения участка тела, по которому проходит ток, а также от удельного объемно­го сопротивления внутренних тканей организма р_в, усредненное значение которого при токе с частотой до 1000 Гц составляет 2,5—2,0 Ом-м. Внутреннее сопро­тивление R_B практически не зависит от площади элек­тродов, частоты тока, а также от значения приложен­ного напряжения и равно примерно 500—700 Ом.

Эквивалентная схема сопротивления тела человекадля рассмотренных условий

На основании этой схемы мы можем написать выражение пол­ного сопротивления тела человека в комплексной форме, Ом,

или после соответствующих преобразований — в действительной форме, Ом,

где Z_a — сопротивление наружного слоя кожи в комплексной фор­ме, Ом; со=2л/ —угловая скорость, рад/с; f — частота тока, Гц.

Эту схему можно упростить, представив сопротив­ление тела человека как параллельное соединение со­противления Rh=2R_a-t-R_B и емкости С_Л«0,5Сн*, ко­торые назовем соответственно активным сопротивлени­ем и емкостью тела человека (рис. 1-8,в). В этом слу­чае выражение полного сопротивления тела человека в действительной форме будет, Ом,

Из выражений видно, что при малой емкости (когда ее можно принять равной нулю) пол­ное сопротивление тела человека оказывается равным сумме активных сопротивлений обоих слоев эпидерми­са и внутреннего сопротивления тела, т. е., Ом,

Приравняв (1-3) п (1-4), можно получить значение Сл, выра­женное через С_с. При этом С_Л оказывается несколько меньше 0,5 С„. Если же принять /?в==0, то получим, что Сл«гО,5С_п.

• Свежие записи
  • Балкон в многоквартирном доме: является ли он общедомовым имуществом?
  • Штраф за остекление балкона в 2022: что это и как избежать наказания
  • Штраф за мусор с балкона: сколько заплатить за выбрасывание окурков
  • Оформление балконного окна: выбираем шторы из органзы
  • Как выбрать идеальные шторы для маленькой кухни с балконом