![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Тема 11.
ЭЛЕКТРОДИНАМИКА Электрические колебания.
Процессы, происходящие в идеальном колебательном контуре.
Электромагнитные колебания – это колебания величин заряда, силы тока, напряжения, эдс индукции и характеристик переменного электромагнитного поля.
Свободных (собственные) колебания – это ко -
Рис.11.1 лебания, которые совершаются без внешнего воздействия за счет первоначально накопленной энергии. Рассмотрим идеальный колебательный контур, в котором активное сопротивление
Рис. 11.2
Процесс будем рассматривать в течение одного периода (рис.11.3). 1. При 2. В промежуток времени от В момент времени
В момент времени Рис. 11.3
4. В промежутки времени от Таким образом, в колебательном контуре возникают электромагнитные колебания – колебания заряда, тока, напряжения и эдс индукции.
Незатухающие электромагнитные колебания.
Такие колебания происходят в идеальном колебательном контуре, в котором
Т.к. Его решением являются функции
График этой функции, а также графики напряжения, тока и эдс индукции представлены на рис.11.4:
Рис.11.4. Напряжение на конденсаторе
Период колебаний незатухающих колебаний определяется по формуле Томсона:
Затухающие колебания
Рис.11.5
Согласно второму правилу Кирхгофа для данного контура Дифференциальное уравнение для затухающих колебаний где
Его решением является функция
В этих уравнениях величина Рис.11.6
Быстрота затухания колебаний характеризуется логарифмически декрементом затухания Добротность
Вынужденные колебания.
Чтобы колебания в контуре были не затухающими, к нему необходимо подать внешнюю эдс (рис.11.7), которая должна быть периодической и должна иметь частоту колебаний Рис.11.7 Второе правило Кирхгофа для такого контура запишется в виде
Дифференциальное уравнение вынужденных колебаний Решением этого уравнения является функция
Колебания происходят с частотой внешней эдс. Начальная фаза колебаний меняется на новую фазу При малых затуханиях, т.е. при Если
Контрольные вопросы •Идеальный колебательный контур. Процессы, происходящие в нем. •Свободные незатухающие колебания. Дифференциальное уравнение, описывающее их. Решение уравнения. Графики изменения заряда, силы тока, напряжения, ЭДС. Формула Томсона. •Реальный колебательный контур. Затухающие электромагнитные колебания. Дифференциальное уравнение, решение, график. Логарифмический декремент затухания, добротность. •Вынужденные электромагнитные колебания. Дифференциальное уравнение, решение. Резонанс. •Автоколебания. Генератор незатухающих электромагнитных колебаний на примере аппарата УВЧ-терапии.
Тема 12. ИМПУЛЬСНЫЕ ТОКИ
Апериодический разряд конденсатора
Если заряженный конденсатор отключить от источника напряжения и замкнуть его на сопротивление кратковременный импульс тока – ток разрядки конденсатора. Рис.12.1
Мгновенные значения тока разрядки определяются по формуле
Аналогично изменяется и напряжение на обкладках конденсатора. Графики тока разрядки и напряжения показаны на рис. 12.2 Рис.12.2
Рис.12.3
Ток зарядки имеет такую же форму, как и ток разрядки, но течет в противоположном направлении (рис.12.3). Таким образом, импульсы – это кратковременные изменения силы тока и напряжения. Импульсный ток – это повторяющиеся во времени импульсы. Они могут быть самой различной формы (рис. 12.4):
Рис. 12.4
Характеристики импульсных токов.
1. Длительность импульса -
Рис. 12.5
2. Крутизна фронта характеризует скорость нарастания напряжения или силы тока
3. Период 4. Частота повторения импульсов 5. Скважность следования импульсов 6. Коэффициент заполнения
Генераторы импульсных токов.
Рис. 12.6 Рис. 12.7 Неоновая лампа зажигается при определенном напряжении
Рис. 12.8
3.
Рис. 12.9
3. Мультивибратор. Схема его представлена на рис.12.10 Рис.12.10
Мультивибратор содержит два транзистора, два конденсатора и по паре сопротивлений Конденсаторы служат для генерации импульсов (заряжаются от источника постоянного тока
Изменение формы импульса.
После мультивибратора получаются импульсы прямоугольной формы. Но для лечения различных заболеваний используют импульсы различной формы. Чтобы изменить форму импульса, на выходе мультивибратора собирают дифференцирующую (рис. 12.11) или интегрирующую цепь (рис.12.13): 1. Дифференцирующая цепь Её применяют в том случае, если На вход цепочки подается входное напряжение прямоугольной формы. Очевидно,
Выходное напряжение включено параллельно резистору
Форму выходного напряжения можно получить при графическом вычитании. На рис. 12.12 а) показан импульс входного напряжения. Затем импульс прекраща-ется, конденсатор разряжается (рис. 12.12 б). Вычитая значения функции, представленной на рис. 12.12 б) из значений функции, представленной на рис. 12.12 а), получаем вид функции выходного напряжения (рис. 12.12 в).
Рис. 12.12
Таким образом, на выходе из цепочки получаются два остроконечных импульса противоположного знака. Рассмотренная цепочка называется дифференцирующей потому, что выходное напряжение пропорционально производной от входного напряжения
2. Интегрирующая цепь. Применяется в том случае, если
Рис.12.13
Если на вход цепи подан прямоугольный импульс (рис. 12.14 а), то напряжением на выходе является напряжение на пластинах конденсатора (рис.12.14 б). Конденсатор не успевает зарядиться до
Действие импульсного тока на ткани организма
В основе действия электрического тока на ткани организма лежит движение заряженных частиц, преимущественно ионов тканевых электролитов, в результате чего изменяется обычный состав ионов по обе стороны мембраны, в связи, с чем в клетке происходит ряд биофизических и физиологических процессов, вызывающих её возбуждение. Рис. 12.14
Постоянный ток почти не оказывает раздражающего действия на ткани организма. Раздражение вызывается при изменении силы тока и зависит от скорости, с которой это изменение происходит. Это положение известно как закон Дюбуа-Реймона. Сила тока Очевидно, что раздражающее действие зависит от крутизны импульсов.
Рис. 12.15
Раздражающее действие прямоугольных импульсов в значительной мере зависит от их длительности где
Рис. 12.16
Хронаксия и реобаза характеризуют возбудимость органа и могут служить показателями их функционального состояния или диагностического признака их поражения.
Контрольные вопросы •Апериодический разряд конденсатора. Постоянная времени. •Принцип генерации импульсных токов на примере генератора с неоновой лампой и блокинг-генератора. Мультивибратор. •Электрический импульс и его характеристики. Импульсный ток. •Характеристики импульсных токов.•Изменение формы импульса (дифференцирующая и интегрирующая цепи).•Действие импульсных токов на организм. Закон Дюбуа-Реймона. Формула Вейса-Лапика. •Применение импульсных токов в медицине. Тема 13. ИМПЕДАНС ТКАНЕЙ ОРГАНИЗМА.
|