E1 - elektryka, Wojskowo-Lekarski, Biofizyka


Część teoretyczna:

  1. Impedancja elektryczna obwodu RLC:
    Impedancja elektryczna (Z) to wielkość zespolona charakteryzująca obwód elektryczny, w którym znajdują się połączone szeregowo:

Dla oporów zmiennych impedancja gra rolę analogiczną do oporu omowego dla prądów stałych. Tak więc przy łączeniu szeregowym dodajemy do siebie impedancje , przy łączeniu zaś równoległym impedancje wypadkową określa wzór:
0x01 graphic

Moduł impedancji nazywany jest zawadą lub oporem pozornym. Zawada określa amplitudę I0 natężenia prądu na obwodzie.
Impedancja to wypadkowa oporu czynnego (R) i biernego (X).
0x01 graphic

  1. Indukcyjność cewki i pojemność kondensatora:
    Indukcyjność to właściwość cewki polegająca na samoindukcji; zmienne pole magnetyczne płynące przez cewkę indukuje w niej SEM zgodnie z prawem Faraday' a.
    Jednostką indukcyjności jest henr.
    0x01 graphic

    Pojemnością elektryczną odosobnionego przewodnika nazywamy wielkość C równą stosunkowi
    ładunku q zgromadzonego na przewodniku do potencjału tego przewodnika:
    0x01 graphic

Odosobniony przewodnik znajduje się w tak dużej odległości od innych ciał, że wpływ ich pola elektrycznego jest pomijany.
Pojemność wzajemna dwóch naładowanych przewodników, zawierających ładunki q i -q wynosi :
0x01 graphic

Gdzie: y1, y 2to potencjały tych przewodników.

  1. Kondensator i cewka w obwodzie prądu stałego i zmiennego:
    Początkowo kondensator nie posiada ładunku elektrycznego na swych okładkach i napięcie jest równe 0. Podłączone stale napięcie powoduje początkowo przepływ prądu elektrycznego o maksymalnej wartości natężenia. Z upływem czasu gromadzący się na okładkach ładunek powoduje wzrost napięcia elektrycznego Uc na kondensatorze i malejącą wartość natężenia prądu.

0x01 graphic

Czasowe zmiany wartości I oraz U świadczą o tym, że napięcie na kondensatorze jest opóźnione w fazie w stosunku do natężenia prądu o .

Kondensator w obwodzie prądu zmiennego - napięcie i natężenie będą jakby „przedłużeniem” poprzedniego wykresu.
0x01 graphic

Cewka w obwodzie prądu stałego:

wykres przebiega podobnie do w/w, jednak o przeciwnym zwrocie fazowym.

0x01 graphic
0x01 graphic

  1. Efekty termiczne i nietermiczne:
    Efekty termiczne

Podczas ekspozycji ciała na promieniowanie elektromagnetyczne, część energii padającej zostaje pochłonięta i zamieniona na ciepło. Ciepło powstające w tkankach powstaje pod wpływem dwóch procesów:

1)przepływu nośników ładunku przez ośrodek o pewnym oporze

2)obrotu dipoli cząsteczkowych w środowisku lepkim

Energia pochłonięta przez ciało prowadzi do wzrostu jego temperatury.

Efekty nietermiczne

1)Zmiany morfologiczne w tkankach i narządach - w postaci oparzeń, martwic tkanek, zmian degeneracyjnych w komórkach, zmiany w połączeniu międzyneuronowym komórek kory mózgowej i przyspieszone rozmnażanie komórek mikrogleju

2)Wpływ na czynność układu sercowo- naczyniowego - zwolnienie rytmu serca, obniżenie ciśnienia tętniczego.

3) Działanie mutagenne - uszkodzenie chromosomów

4)Wpływ na cykl płciowy zwierząt i ich płodność - wydłuża się okres ciąży, zmniejsza się płodność samic, liczba potomstwa w miocie maleje, zakłócenie normalnego rozwoju zarodków.

  1. Rezonans w obwodzie RLC

0x01 graphic

częstotliwość możemy tu policzyć ze wzoru Thomsona

Jednak, aby zaszedł rezonans to częstość drgań musi spełniać warunek ω= 1/√LC, Warunkiem koniecznym wystąpienia rezonansu elektromagnetycznego jest połączenie indukcyjności i pojemności elektrycznej.

W rezonansie szeregowym napięcie na cewce i kondensatorze (Uc i Ul) są w przeciwnej fazie. Napięcie U na obwodzie jest równe 0.

0x01 graphic

W rezonansie równoległym natężenie prądu dopływającego do obwodu jest równe 0.

Napięcie U występujące wtedy jest maksymalne.

0x01 graphic

Dla częstości rezonansowej zawada jest najmniejsza i równa się R. Wtedy również faza j jest równa zero. Również natężenie prądu jest maksymalne:

0x01 graphic

Największe natężenie prądu będzie wtedy, gdy 0x01 graphic
.





0x08 graphic
Wykres wskazowy dla układu szeregowego RLC z zaznaczonym kątem przesunięcia fazowego.

  1. Diatermia jest to metoda leczenia polegająca na wykorzystaniu efektów termicznych w tkankach wywołanych przepływem prądów o wysokiej częstotliwości. Tego rodzaju leczenie stosuje się na ogół w leczeniu przewlekłych stanów zapalnych mięśni, tkanki łącznej, stawów i nerwów. Do wykonywania zabiegów służą aparaty diatermiczne. Obecnie prawie wyłącznie stosowane są aparaty krótkofalowe i mikrofalowe. Obiekt nagrzewany umieszcza się między izolowanymi elektrodami, połączonymi odpowiednimi kablami z przyrządem. Różnica między diatermią a innymi a innymi metodami ciepłolecznictwa sprowadza się głównie do tego, że w przypadku diatermii ciepło wytwarzane jest wewnątrz tkanki, a nic oprowadzane z zewnątrz. Odpowiednie przegrzanie poddawanej zabiegowi tkanki otrzymuje się przez :

Część praktyczna:

Doświadczenie: Pomiar indukcyjności cewki indukcyjnej w oparciu o zjawisko rezonansu elektromagnetycznego.

Przebieg doświadczenia:
Sprawdzenie prawidłowości połączeń wg schematu ideowego. Włączenie zasilania. Ustawienie kondensatora dekadowego C na 0,01 μF. Ustawienie wzmocnienia i częstotliwości generatora podstawy czasu oscyloskopu tak, aby na oscyloskopie ukazała się sinusoida. Ustawienie częstotliwości na generatorze tak, aby amplituda sinusoidy była maksymalna. Zanotowanie wartości częstotliwości. Zmienienie pojemności kondensatora dekadowego wg tabeli. Wykonanie wszystkich powyższych czynności dla cewki indukcyjnej z rdzeniem. Obliczenie indukcyjności z wzoru Thomsona.

L.p.

C[f]

f[Hz]

L[H]

C[F]

f[Hz]

L[H]

1

6 ⋅ 10-8

550

0,0447

6 ⋅ 10-9

290

0,00124

2

7 ⋅ 10-8

500

0,0431

7 ⋅ 10-9

270

0,00125

3

8 ⋅ 10-8

470

0,0436

8 ⋅ 10-9

260

0,00133

4

9 ⋅ 10-8

460

0,0469

9 ⋅ 10-9

250

0,00138

5

10 ⋅ 10-7

460

0,0522

10 ⋅ 10-8

240

0,00142

Średnia indukcyjność dla cewki bez rdzenia:

0,046153231 [H]

Średnia indukcyjność dla cewki z rdzeniem:

0,001329534 [H]

Obliczenia wykonano przy pomocy programu Microsoft Excel.

Przykładowe obliczenie:
0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

Wnioski:
Otrzymany wynik należy traktować tylko orientacyjnie. Składa się na to wiele czynników:

 Błędu obserwatora - paralaksa, niedokładna podziałka przyrządu

 Rozkalibrowania przyrządów pomiarowych

 Stosowane okablowanie, mogące zawierać dodatkowe pojemności i indukcyjności

 Wpływ innych pól elektromagnetycznych (brak ekranowania)

 Niestałość temperatury podczas pomiarów

Jednak główną przyczyną była niedokładność związana z obserwowaniem rezonansu (w układzie doświadczalnym rezonans równoległy - czyli

obserwowaliśmy na ekranie oscyloskopu maksymalne napięcie) na oscyloskopie. Nie było możliwe znalezienie z większą od orientacyjnej

dokładnością punktu rezonansu. Mają na to wpływ duże opory bierne w układzie (czyli ma małą dobroć).



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
E3 - elektryka, Wojskowo-Lekarski, Biofizyka
sprawozdanie elektryka 2, Wojskowo-lekarski lekarski umed łódź giełdy i materiały I rok, Biofizyka I
Powtórzenie elektryka, Wojskowo-lekarski lekarski umed łódź giełdy i materiały I rok, Biofizyka I ro
O2 BIOFIZYKA - Badanie dyfrakcji światła laserowego, Wojskowo-Lekarski, Biofizyka
Powtorzenie mechanika, Wojskowo-lekarski lekarski umed łódź giełdy i materiały I rok, Biofizyka I ro
M3 - Badanie progu czucia wibracji, Wojskowo-lekarski lekarski umed łódź giełdy i materiały I rok, B
O3 - Kolorymetryczne pomiary stężenia roztworów, Wojskowo-lekarski lekarski umed łódź giełdy i mater
mechanika notatki, Wojskowo-lekarski lekarski umed łódź giełdy i materiały I rok, Biofizyka I rok
Sprawozdanie E3, Wojskowo-lekarski lekarski umed łódź giełdy i materiały I rok, Biofizyka I rok
Kopia O2 - Badanie dyfrakcji światła laserowego, Wojskowo-lekarski lekarski umed łódź giełdy i mater
biofizyka pytania częściowo opracowane, Wojskowo-lekarski lekarski umed łódź giełdy i materiały I ro
mechanika giełda, Wojskowo-lekarski lekarski umed łódź giełdy i materiały I rok, Biofizyka I rok
biofizyka pytania, Wojskowo-lekarski lekarski umed łódź giełdy i materiały I rok, Biofizyka I rok
Powtorzenie mechanika, Wojskowo-lekarski lekarski umed łódź giełdy i materiały I rok, Biofizyka I ro
pytania 5 rok (2)-, 6 rok WOJSKOWO-LEKARSKI cały rok wszystkie materiały, materiały 6 rok woj-lek, p
TKACZYK giełda, 6 rok WOJSKOWO-LEKARSKI cały rok wszystkie materiały, materiały 6 rok woj-lek, pedia
Giełdaaa (7), 6 rok WOJSKOWO-LEKARSKI cały rok wszystkie materiały, materiały 6 rok woj-lek, ginekol

więcej podobnych podstron