Сопротивление живой ткани переменном току меньше, чем постоянному
Сопротивление живой ткани переменном току меньше, чем постоянному — раздел Ядерная техника, 1.особенности Электропроводност.
1.Особенности электропроводности живых тканей.
1. Сопротивление живой ткани переменном току меньше, чем постоянному.
2. Электрические характеристики ткани зависят как от её вида, так и от
3. С увеличением частоты полное сопротивление живой ткани нелинейно уменьшается до определенного значения, а затем остаётся практически постоянным (в большинстве на частотах свыше 10 6 Гц)
4. На определенной частоте полное сопротивление зависит также от
физиологического состояния (кровенаполнения), что используется на практике.
5. При умирании живой ткани её сопротивление уменьшается и от частоты не
6. При прохождении переменного тока через живые ткани наблюдается явление,
которое называется дисперсией электропроводности.
3) Что такое ЭДС поляризации.
Уменьшение электрического тока с течением времени обусловлено явлением поляризации. Вызванная поляризацией (возникновением разности потенциалов) электродвижущая сила носит название ЭДС поляризации. Возникновение ЭДС поляризации связано со свойством живых клеток накапливать заряды при прохождении через них тока.
It=(U-Eпол)/R , где U- приложенное напряжение, R — сопротивление, Eпол — ЭДС поляризации, которая тоже является функцией времени: E(t)=R(I0-It).
Мембранная теория: происходит накопление подвижных ионов у полюсов клетки и создаётся собственная ЭДС, направленная против внешнего поля.
Электролитическая теория: электролитическая поляризация возникает между электродами, опущенными в раствор электролита, при пропускании через них электрического тока из-за скопления ионов противоположного знака вблизи анода и катода.
.
5. Какова природа емкостных свойств ткани? Как меняется емкость ткани при ее гибели и почему?
Структурные элементы ткани организма (клетки) окружены тканевой жидкостью с относительно низким значением электрического сопротивления. Клеточные мембраны отделяют, проводящую цитоплазму от тканевой жидкости и имеют высокое сопротивление. В связи с этим переход «тканевая жидкость — мембрана — цитоплазма» обладает емкостными свойствами. Кроме того, емкостные свойства тканям придают макроскопические образования, перегородки, оболочки.
Электрическое сопротивление и емкость ткани определяется состоянием всех элементов образующих ткани. Исследуя электрические характеристики тканей можно получить сведения об их биофизических параметрах. С этой целью изучают, например, зависимость проводимости участка ткани от частоты v переменного тока, протекающего по этому участку и по характеру зависимости, судят о структуре и свойствах ткани.
Высокая поляризационная емкость — характерное свойство живых неповрежденных клеток и их биомембран. Дисперсия электропроводимости, как и способность к поляризации, присущи только живым клеткам. Для оценки физиологического состояния живой биологической структуры предложено рассчитать коэффициент крутизны дисперсии электропроводимости: K = RH/Rb , где RH — величина сопротивления измеряемого при низкой частоте. При гибели ткани К приближается к 1. Нормальная функционирующая печень имеет К = 9 — 10, а бактерии Bac. сoli имеет К = 1,5 — 2.
6.
7.Что такое дисперсия импеданса и как она зависит от жизнеспособности ткани?
Дисперсия импеданса живых тканей — зависимость (разброс) импеданса живых тканей (биологических систем) от частоты переменного тока (с ростом частоты внешнего переменного тока уменьшается импеданс живых тканей).
Дисперсия импеданса живой ткани зависит от степени жизнедеятельности (повреждения) живой ткани и отражает широкий круг электромагнитных процессов, в том числе и индуктивных, в биологических объектах служит показателем уровня обмена живой ткани и является показателем жизнеспособности ткани, например в трансплантологии — для оценки жизнеспособности тканевых трансплантатов.
Читайте также: Ткани для штор фоны
.
11. Эквивалентная электрическая схема электропроводности
Rcp — активное сопротивление клеточной среды
Rk — Сопротивление клеточного содержимого
Cm — ёмкость мембраны
Rm — сопротивление мембраны.
Анализ схемы показывает, что при увеличении частоты тока проводимость клеточных мембран увеличивается, а полное сопротивление тканевой среды уменьшается, что соответствует практически проведенным измерениям.
 Схема Фрике (ионная проводимость не учитывается) |
 Схема Швана (ионная проводимость учитывается в виде сопротивления мембраны) |
 Путь через клетку сопротивлением содержимого клетки Rк, а также сопротивлением и ёмкостью мембраны.Rм, См. |
13.
15) Реография — это метод регистрации изменений импеданса органов и тканей организма с помощью переменного
тока с частотой 1-3 кГц, обусловленных изменением кровенаполнения. Чем > крови в органе, тем Развернуть
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Сопротивление живой ткани переменном току меньше, чем постоянному
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным для Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Еще рефераты, курсовые, дипломные работы на эту тему:
Общие сведения о трехфазных линейных электрических цепях а передача энергии на дальние расстояния трехфазным током экономически более выгодна, чем переменным током с иным числом фаз
Трехфазные электрические цепи.. Лекция Общие сведения о трехфазных линейных электрических.. В современных энергетических системах генерирование и передача больших потоков энергии осуществляется трехфазными..
Магнитное взаимодействие постоянных токов. Вектор магнитной индукции. Закон ампера. Закон био-савара-лапласа. Магнитная индукция прямого и кругового тока
Опыты показывают что магнитное поле оказывает на рамку с током ориентирую щее действие поворачивая ее определен ным образом этот результат.. линии магнитной индукции можно проявить с помощью железных опилок.. линии магнитной индукции всегда за мкнуты и охватывают проводники с током этим они отличаются от линий напряжен ности..
Изучение устройства и принцип действия контакторов постоянного и переменного тока
Зазор контактов составляет 8-20 мм. Ход магнитной системы, соответствующий этому зазору, 3 — 8 мм. На большие токи главные контакты во многих.. Дугогасительные системы устроены на принципе гашения электрической дуги.. Конструкции контакторов постоянного тока весьма разнообразны, ниже рассмотрены некоторые из них. Контакторы серии ..
Измерение постоянного тока, расчет сопротивления шунта и определение погрешности измерения
Описать способы крепления подвижной системы на полуосях в подпятниках или на упругих немагнитных растяжках и отметить достоинства каждого из них. 2.. Отсчитать ток полного отклонения In по показанию образцового микроампеметра.. Паралелльно прибору И включить магазин резисторов R0 и подбирать его сопротивление так, чтобы покозания уменьшились в..
Нелинейные цепи переменного тока в стационарных режимах
Нелинейные цепи переменного тока в стационарных режимах.. особенности нелинейных цепей при переменных.. графические методы расчета..
Двигатель постоянного тока
Соединив вал якоря со станком, мы можем привести в движение и станок. Генератор будет теперь работать как электрический двигатель.Теперь превращение.. Когда мы пропускаем ток через витки якоря, находящиеся в магнитном поле.. Силы же, действующие на проводники ab и cd, параллельные оси вращения, перпендикулярны к этой оси и создают..
Ан-74 система постоянного тока
Генераторы Г1 и Г2 в системе электроснабжения 200/115 В, трансформаторы Тр1, Тр2 в системе электроснабжения 36В, выпрямительные устройства ВУ1 и ВУ2.. Для передачи электроэнергии от источников к потребителям предусмотрены.. Системы электроснабжения полностью автоматизированы, что в большинстве случаев, не требует применения ручных операций..
Читайте также: Чехол иж 27 универсальный ткань
Электропроводность живых тканей
Электрические свойства биологических тканей.
При решении основных медицинских задач диагностики и терапии заболеваний широко используются электромагнитные явления, что, в свою очередь, предполагает знание электромагнитных характеристик биологических тканей.
Современные представления об электрических и магнитных свойствах живых тканей основаны на фактах о молекулярной организации биологических мембран и, в значительно меньшей степени, на сведениях о квантово‑механических свойствах физиологически активных молекул. Характеризуя электрические свойства живых тканей, следует учитывать, что они являются композиционными средами, т.е. одни структурные элементы обладают свойствами проводников, а другие — диэлектриков, поэтому основное внимание при исследованиях уделяется электропроводящим и диэлектрическим свойствам живых тканей.
Упорядоченное движение свободных зарядов, возникающее в проводнике под действием электрического поля, называется током проводимости. Сила тока равна заряду, протекающему по проводнику за одну секунду, обозначается I и измеряется в амперах (А).
Закон Ома связывает силу тока (I), электрическое напряжение (U) и сопротивление проводника (R): I=U/R. Величина обратная сопротивлению (1/R) есть проводимость проводника, обозначается G и измеряется в сименсах (См= Ом ‑1 ).
Наряду с силой тока в электродинамике используют плотность тока (j), определяемую как j=dI/dS. Где j — плотность тока, I — сила тока, S — площадь поперечного сечения проводника. j — вектор, направленный в сторону движения положительных зарядов. Закон Ома для плотности тока: j=1/ρ·Е. Где 1/ρ=L — удельная проводимость, E — напряженность электрического поля в проводнике. Для проводников проводимость больше 10 6 См·м ‑1 , для диэлектриков меньше 10 ‑8 См·м ‑1 . В зависимости от вида и природы носителей, проводимость бывает электронной, ионной и дырочной. Электронной проводимостью обладают, например, металлы. Электролиты обладают ионной проводимостью. Дырочная проводимость наблюдается в полупроводниковых кристаллах.
Рис.5. Схема измерения проводимости или сопротивления.
Электропроводность живых тканей связана с присутствием в них ионов, которые являются носителями зарядов, создающими в организме токи проводимости под действием электромагнитных полей (ЭМП), излучаемых как внешними источниками, так и генерируемых живыми клетками. Электропроводность живых тканей определяется, прежде всего, электрическими свойствами крови, лимфы, межклеточной жидкости и цитозоля. Удельная электропроводность этих электролитов составляет 0,1–1,0 См·м ‑1 . У костной ткани проводимость имеет значение порядка 10 ‑7 См·м ‑1 .
Электропроводность целых органов на 4–6 порядков ниже электропроводности жидкостей, находящихся в них. Это связано с тем, что электролиты составляют малую часть клетки. В клетках электролиты заключены в мельчайшие отсеки — «компартменты», образованные биологическими мембранами, которые составляют более 50% массы клетки. Мембраны же являются диэлектриками.
Рис. 6. Зависимость силы тока, текущего через живую ткань при постоянном приложенном напряжении, от времени.
Процесс измерения проводимости связан с определением силы тока, текущего через проводник, измерения напряжения, приложенного к проводнику, и расчету сопротивления по закону Ома. Схема измерения показана на рис. 5. Однако измерение проводимости биологических тканей на постоянном токе невозможно из‑за больших погрешностей, связанных с зависимостью силы тока от времени измерения. С течением времени ток уменьшается до определенного уровня. Эта зависимость представлена на рис. 6. Релаксационный процесс установления равновесия можно объяснить поляризацией живой ткани. Поляризация — это процесс перемещения связанных зарядов под действием электрического поля и образования вследствие этого электродвижущей силы, которая направлена противоположно внешнему полю. Ее называют ЭДС поляризации. Для живой ткани закон Ома можно записать в виде: I=U-Eп/R, где U — приложенное напряжение, I — сила тока, R — активное сопротивление ткани, Eп — ЭДС поляризации, зависящая от приложенного напряжения и времени. Изменение силы тока может быть обусловлено и процессом заряда тканевых емкостей. Релаксационный процесс не позволяет однозначно измерить проводимость живой ткани.
Читайте также: Выкройка сердца из ткани своими руками
Чтобы релаксационный процесс не влиял на результат измерения проводимости живых тканей, необходимо использовать переменные токи. Простейший переменный ток — синусоидальный, у которого только два из трех независимых параметров — амплитуда и частота. Полное сопротивление электрической цепи при синусоидальных напряжениях и токах называют импедансом и обозначают Z. В общем случае, импеданс имеет активную R и реактивную компоненту, связанную с сопротивлением конденсатора или индуктивности. Сопротивление конденсатора RС=1/ωС, сопротивление индуктивности RL=Lω, активное сопротивление R от частоты не зависит. Клеточные мембраны биологических клеток определяют емкостное сопротивление.
Рис. 7. Схематичная зависимость импеданса живой ткани от частоты протекающего через неё электрического тока.
Омическое сопротивление зависит от ионной проводимости. Индуктивное сопротивление биологической ткани крайне мало (Glaser), поэтому можно считать, что импеданс живой ткани содержит только активную и емкостную составляющие. При определении импеданса электрической цепи, включающей резисторы и конденсаторы, необходимо также учитывать сдвиг фазы, отражающий свойства диэлектриков. Для биологических объектов характерен большой сдвиг фаз между силой тока и напряжением, что говорит о значительной доли емкостной составляющей в полном сопротивлении. Для кожи человека, например, при частоте 1 кГц сдвиг фаз равен 55°.
Для живых тканей характерно уменьшение импеданса по мере повышения частоты внешнего электромагнитного поля. Зависимость импеданса от частоты называют дисперсией импеданса (рис. 7). Импеданс живой ткани зависит от ее физиологического состояния, и его значение может быть использовано для диагностики. Диагностический метод, основанный на измерении импеданса тканей, называется реографией.
Рис. 8. Электрические модели живой ткани.
В клинической практике используются следующие основные методы оценки электрических параметров живых тканей.
1. По кривой Z(ω) оценивают уровень обмена веществ и жизнеспособность органов и тканей, определяя коэффициент поляризации Кп=Zнч/Zвч.
(Zнч=10 2 Гц; Zвч=10 6 Гц). Жизнеспособная ткань имеет Кп>1, причем значения коэффициента поляризации тем больше, чем выше уровень обмена веществ в ткани и чем лучше сохранена ее структурная целостность. При отмирании ткани ее коэффициент поляризации стремится к 1. Этот метод используется для оценки жизнеспособности тканевых трансплантатов при пересадке органов, для определения зоны раневого процесса в ходе хирургической обработки ран, для характеристики ишемии, отека и т.д., и т.п.
2. Метод реоплетизмографии позволяет, изучая динамику изменения активной составляющей импеданса R, судить о кровенаполнении исследуемого органа. Чем больше крови содержится в органе, тем се его электрическое сопротивление.
3. По динамике электрического сопротивления кожи судят о так называемых кожно‑гальванических реакциях, по которым изучают эмоции, утомление и другие состояния организма.
Импеданс живой ткани можно моделировать с помощью эквивалентных схем. На рис. 8приведены две такие схемы.
Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет
- 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