ЯГМА
Медицинская физика
Лечебный факультет
Курс
Семестр
Лекция № 7
«Электрический ток»
Составил: Дигурова И.И.
Г.
Электрический ток. Его виды.
Электрическим током называется направленное движение заряженных частиц. За направление тока принимается движение положительных зарядов.
Характеристики тока:
1. Сила тока — это скалярная физическая величина, равная отношению заряда, протекающего через поперечное сечение проводника, ко времени его протекания.
I = q/t
[ I ] = 1A
2. Плотность тока – величина, равная отношению силы тока к площади поперечного сечения проводника.
j = I/S
[ j ] = 1 A/м²
Постоянным называется ток, сила и направление которого с течением времени не изменяется.
I
t
Переменным называется ток, величина и направление которого изменяется с течением времени (например, это может быть периодический ток — здесь заряд, сила тока и напряжение изменяются по периодическим законам.
Различают ток проводимости – он обусловлен перемещением электронов металла относительно ионов решетки. При перемене полюсов заряды создают колебательное движение.
Различают также ток смещения – он обусловлен смещением электрических зарядов на границе проводник- диэлектрик.
По форме кривой зависимости I от t различают:
— синусоидальный ток .
— прямоугольный ток .
— треугольный ток .
— трапециевидный ток .
— игольчатоэкспаненциальный ток.
I
 |
t
t
t
t
t
 |
Для практических целей чаще применяется синусоидальный ток.
Переменный ток характеризуется действующими (эффективными) значениями силы тока и напряжения.
Iдейств. = Imax / Ö2
Uдейств. =Umax / Ö2
Действующее значение силы переменного тока равно значению силы постоянного тока, эквивалентного данному переменному по своему тепловому действию.
Первичное действие переменного тока заключается в смещении ионов в растворах электролитов и их перераспределении, а также в изменении поляризации диэлектрика. Т.к. подвижность ионов различна, то происходит изменение их концентрации по обе стороны клеточной мембраны. Это вызывает изменение функционального состояния клетки.
Наиболее сильное раздражающее действие оказывает импульсный ток.
Виды импульсных токов:
1.прямоугольный
2.треугольный
3.пилообразный.
 |
I
 |
 |
 |
t
 |
t
t
Где t – длительность импульса,
to – длительность паузы,
х- амплитуда (максимальное значение тока).
Раздражающее действие зависит от длительности импульса, его формы, частоты, амплитуды. Оно проявляется для возбудимых тканей – нервной, мышечной, железистой.
В зависимости от условий ток оказывает лечебное или поражающее действие. К лечебным действиям относятся:
— раздражающее .
— тепловое .
— специфическое физиологическое.
Вопрос № 2.
Особенности импеданса живых тканей.
Импеданс – суммарное сопротивление цепи переменному току.
R C L
R – активное сопротивление
Xc реактивное
X сопротивление
Xc- емкостное сопротивление
Xc=1/wc=1/2πνс
X — индуктивное сопротивление
X =wL=2πνL
Z=Ö`R²+(Xc-X) ² — импеданс (суммарное сопротивление).
При пропускании переменного тока живую ткань можно рассматривать, как электрическую цепь, состоящую из определенных элементов. Экспериментально установлено, что эта цепь обладает активным и емкостным сопротивлениями. Аналогов индуктивности в живых тканях не обнаружено.
Т.о. живая ткань, как цепь переменного тока, является неполной цепью.
R C
 |
|||
 |
Z=Ö`R²+Xc²
С увеличением частоты тока емкостное сопротивление, а, следовательно, и импеданс, снижаются.
Эквивалентная электрическая схема живой ткани.
Это условная модель, которая характеризует живую ткань, как проводник переменного тока.
В основе создания таких схем лежат три положения:
1.содержимое клетки и внеклеточная среда – это проводники с ионной проводимостью. Они обладают активным сопротивлением
внутриклеточной – Rвн
и внеклеточной (внешней) среды – Rср
2.клеточная мембрана является диэлектриком. Но здесь имеет место небольшая ионная проводимость, а следовательно, есть небольшое активное сопротивление мембраны-Rм.
3.содержимое клетки и внеклеточная среда, раздражаемые мембраной, представляют собой конденсатор определенной емкости (См).
При построении эквивалентной схемы живой ткани, например крови, необходимо учитывать пути тока:
— через клетку
— в обход клетки (через клеточную среду).
 |
|||
 |
|||
См Rм
 |
 |
||||
 |
|||||
Rср
 |
|||
 |
|||
Rкл
См Rм
С повышением частоты тока, емкостное сопротивление уменьшается, а следовательно, ток через конденсатор будет нарастать, а общее сопротивление будет снижаться.
Вопрос №3.
