Физика \ Медицинская и биологическая физика

Пассивные электрические свойства живых тканей по отношению к переменному току: Учебно-методическая разработка лабораторной работы по курсу "Медицинская и биологическая физика", страница 3

Приборы и оборудование

1. Звуковой генератор.

2. Осциллограф

 3. Трансформатор.

4. Магазин емкостей.  

5. Магазин сопротивлений

6. Камера с электродами;

7.сопротивления R1=R2 = 5 Ом. 



Блок схема установки

Описание установки

В лабораторной работе применяется мостовая схема. В качестве «индикатора нуля» используются показания осциллографа по фигурам Лиссажу, для этого производится балансировка схемы по емкости и активному сопротивлению. Измерения проводятся на частотах  1·103Гц,  5·103Гц, 1·104Гц, 1·105Гц.

В качестве биологического объекта предлагается использовать мышечную ткань лягушки (или другого животного). После серии измерений ткань помещают в физиологический раствор и подвергают действию СВЧ излучения  в течение 30 секунд (600 ватт), после чего измерения повторяют. Получив значения сопротивлений и емкостей, проводят расчеты по формуле для импеданса цепи с параллельно соединенными активным сопротивлением и конденсатором. Обработка результатов выполняется на компьютере.


Порядок выполнения работы

1.  Поместить биологическую ткань, предварительно промокнув ее фильтровальной бумагой, между электродами камеры.

2.  Включить в сеть приборы: звуковой генератор и осциллограф. Отрегулировать величину входного сигнала звукового генератора, так чтобы на осциллографе наблюдался эллипс, не выходящий за пределы экрана.

3.  Переключая значения магазина сопротивлений и магазина емкостей, начиная с больших значений по направлению к меньшим значениям, добиться превращения эллипса в прямую горизонтальную линию.

4.  Снять показания с магазинов сопротивлений и емкостей.

5.  Повторить измерения  для живой ткани на всех рекомендуемых частотах. Данные внести в компьютер и в таблицу .

6.  Подвергнуть ткань воздействию СВЧ излучения  в течение 30 секунд (600 ватт). Повторить аналогичные измерения (п. 3-4) для поврежденной ткани на всех рекомендуемых частотах. Данные внести в таблицу.

7.  Закончив измерения, перевести ручки управления приборов в исходное положение и обесточить приборы. Удалить биологическую ткань из камеры. Электроды протереть насухо марлей.

8.  Рассчитать импеданс ткани по рабочей формуле. По полученным данным построить график зависимости импеданса живой  и поврежденной ткани от частоты переменного тока.

9.  Определить крутизну дисперсии  для живой и поврежденной ткани. Сформулировать выводы.

Вывод рабочей формулы:

         При параллельном соединении конденсатора и активного сопротивления напряжение на конденсаторе равно напряжению на резисторе. , сила тока на конденсаторе опережает силу тока на активном сопротивлении по фазе на , поэтому сила тока в неразветвленной цепи может быть найдена  по формуле:      .  полное сопротивление такой цепи (импеданс) равен:         

Рабочие формулы

;         

Таблица для записи результатов измерений

Живая ткань

(Гц)

1·103

5·103

1·104

5·104

1·105

3

3.7

4

4.7

5

R (Ом)

С (мкФ)

Z (Ом)

К живой ткани =

Поврежденная ткань

R  (Ом)

С (мкФ)

Z(Ом)

К поврежд. ткани =

График

Выводы: _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Контрольные вопросы преподавателя:

1.  Понятие общего сопротивления цепи.

2.  Объясните, при каких условиях наблюдается дисперсия импеданса биологической ткани.

3.  Объясните, как вычислить общее сопротивление биологической ткани, зная активное сопротивление, емкость, частоту переменного тока.

4.  Объясните, как рассчитать коэффициент поляризации.

5.  Объясните, в чем отличие значений импеданса живой и поврежденной тканей при пропускании через них переменного тока разной частоты.

Работа студента ________________________________________

№ группы___

Факультет

Дата

Зачтено

Скачать файл