I имат неизменни с времето големина и посока при постоянния ток. Постоянно е и тяхното произведение P=U. I



Дата15.06.2017
Размер38.83 Kb.
16. Постоянен и променлив ток. Импеданс. Физически принципи на електробезопасността. Електродиагностика и електролечение.
Основните физични величини електрично напрежение U и електричен ток I имат неизменни с времето големина и посока при постоянния ток. Постоянно е и тяхното произведение P=U.I, което определя мощността на източника или консуматора на постоянен електричен ток (в W).

Електричното напрежение при променлив ток се мени с времето. Това изменение може да става по различни закони, но под променлив ток най-често се разбира този, чиито параметри се изменят с времето по синусов закон. Когато става дума за друг вид, той се представя с неговата форма графично. Стойността на променливото електрично напрежение в даден момент от времето се нарича моментна стойност и се определя:



U=Um.sin(ωt) , където Um е максималната стойност (в V), ω=2πν е кръговата честота, а ν е честотата (в Hz), произведението ωt се нарича фаза.

Електричният ток във веригата с променливо напрежение е променлив със същата честота и се дава с израза I=Im sin(ωt+φ), където Im е неговата максимална стойност (в А), а фазата е ωt+φ. В най-общия случай фазите на променливото напрежение и на създадения от него ток се различават с фазова разлика φ.

Честотата на променливия ток, който се използва у нас и в повечето страни е 50 Hz, но в някои той е с честота 60 Hz (САЩ, Канада, Бразилия, Мексико, Япония (има и 50 Hz), Корея, Тайван).

Средната мощност при променливия се дефинира като произведение от ефективните стойности на неговото напрежение и големина и от косинуса на фазовата разлика:



P= Ueff.Ieff.cos φ

Връзката между ефективните и максималните стойности на напрежението и тока е :



Ueff=Um/√2 Ieff=Im/√2

Волтметрите и амперметрите за променлив ток измерват ефективните стойности на напрежението и тока. В повечето страни в света и нас ефективната стойност на напрежението е в интервала 220-240 V. В някои страни тази стойност е в интервала 100-120 V (САЩ, Канада, Мексико, Тайван, Япония).

Електрично съпротивление, което не създава фазово отместване между тока и напрежението при променлив ток се нарича активно. Ако създава фазово отместване, то се нарича реактивно.. Реактивното съпротивление може да бъде капацитивно или индуктивно. Съотношенията между тока и напрежението най-нагледно се представят чрез векторна диаграма.

Активно съпротивление – Im=Um/R



Индуктивно съпротивление (индуктивност)- XL=ωL, Im=Um/XL



Капацитивно съпротивление (кондензатор) - Xc=1/ωC, Im=Um/XC


Променливият ток през реактивни съпротивления няма топлинен ефект (токът е изместен спрямо напрежението с 90о) за разлика от този през активни съпротивления.

Реалните елементи на всяка електрическа верига имат активно и реактивно съпротивление. Резисторите имат практически само активно, а кондензаторите само капацитивно. Бобините имат и трите вида, но най-голямо е индуктивното съпротивление.

Ако разгледаме верига от последователно свързани резистор, бобина и кондензатор, тогава законът на Ом за променливия ток ще има вида Im=Um/Z където величината Z е пълното съпротивление при променлив ток наречено импеданс.




Z=√R2+X2 φ= arctan(X/R), X=ωL-1/ωC

За разлика от постоянния ток, при променливия ток импедансът зависи от честотата.


Биологичните тъкани имат различна електропроводимост при постоянен и променлив ток. Това се дължи на тяхното капацитивно съпротивление, обусловено от електричния капацитет на „живите кондензатори” в тъканите: цитоплазмата и извънклетъчната течност, разделени от клетъчната мембрана. Електричният им импеданс е съставен от тяхното активно и капацитивно съпротивление. Честотната зависимост на електричния импеданс дава възможност за оценка на жизнеспособността на биологичните тъкани.

Електробезопасност.

Критична физична величина при електрошок е не напрежението а електричният ток. Решаваща за изхода е големината на тока през сърцето и продълговатия мозък. Според международните норми променлив ток с честота 50/60 Hz се счита за безопасен ако неговата стойност по дължина на тялото не надвишава 20 mA , електричен ток с големина над 100 mA може да бъде смъртоносен. Нормата за безопасност при високочестотни токове (над 200 kHz ) е значително по-висока – 3-4 A . Чувствителността за повечето хора започва от токове около 0,5 mA.
Електродиагностиката е съставена от две групи диагностични методи. Първата група – пасивна електродиагностика включва методите на електрографията. Към втората група, активната електродиагностика, се отнасят методите при които информацията се получава чрез въздействие върху изследваните органи и тъкани с импулсни електрични напрежения.

Отвеждането, усилването, записването, измерването и анализирането на биопотенциалите от различните органи са основните етапи на електрографията. На сърце тя се нарича електрокардиография, на мускули се нарича електромиография, на мозъка – електроенцефалография, на стомаха – електрогастрография.

Линейната електрокардиограма представлява периодично променлива крива с характерна форма. В един сърдечен цикъл възбуждането започва последователно от дясното и лявото предсърдие (пик Р), следва възбуждането на сърдечните камери, което се представя с QRS пиковете последвано от затихване на възбуждането при реполяризацията на камерите (пик Т).



Електролечение с постоянен ток – лекарствена електрофореза,



електролечение с нискочестотни импулсни токове – физиотерапия, фарадизация, електростимулация, кардиостимулатори (пейсмейкъри),

електролечение с високочестотни токове – лечебна диатермия. При много високи честоти има величина специфична погълната мощност (SAR) , за мобилните телефони като препоръчителна граница е приета SAR=1,6 W/kg.


Поделитесь с Вашими друзьями:


База данных защищена авторским правом ©obuch.info 2019
отнасят до администрацията

    Начална страница