Переменный ток

1. Лекция Переменный ток.

1. Переменный ток и переменное
напряжение.
2. Протекание переменного тока по
резистору.
3. Конденсатор в цепи переменного тока.
4. Протекание переменного тока по
идеальной катушке индуктивности.
5. Протекание переменного тока по RLCцепочке, импеданс.
6. Импеданс тканей организма.
7. Эквивалентная электрическая схема тканей.
8. Реография.

2. Переменным называется любой ток, который изменяется с течением времени по величине и направлению. В технике, переменным

называют ток,
который изменяется со временем по гармоническому
закону:
Максимальное значение переменного тока и начальная фаза
зависят
от свойств элементов, входящих в электрическую схему
прибора.
Поэтому необходимо рассмотреть протекание переменного
тока по
данным элементам.
Резистором называется проводник, в котором при протекании
переменного тока не возникает электродвижущая сила. Это
элемент
цепи обеспечивающий заданное электрическое сопротивление.

3.

При протекании переменного тока
через резистор выполняется закон
Ома для участка цепи. Поэтому
отношение напряжения к силе тока
остается постоянным и называется
сопротивлением резистора.
Сопротивление резистора не зависит
от частоты тока и совпадает с
сопротивлением в сети постоянного
тока.
Закон изменения переменного тока текущего
через резистор:

4.

Сопротивление резистора называют активным, так как работа
переменного тока протекающего через резистор, полностью
превращается в его внутреннюю энергию.
Средняя мощность выделяемая в резисторе при протекании
переменного (гармонического) тока определяется по
формуле:
Введем обозначения:
Формула для мощности
для мощности
переменного тока примет
такой же вид, как и для
постоянного тока:

5.

Вместе с изменением напряжения в
цепи переменного тока, будет меняться
заряд конденсатора. Эта зависимость
выражается формулой:
Используя формулы тригонометрии, найдем
Это значит, что ток в цепи с
конденсатором опережает
напряжение по фазе на

6.

Катушка с индуктивностью L,
активным сопротивлением
которой можно пренебречь
называют идеальной.
Используя закон электромагнитной
индукции, получаем
дифференциальное уравнение
для тока в цепи:

7.

Это соотношение показывает, что
сила тока в идеальной катушке
индуктивности отстает по фазе от
приложенного напряжения на
Цепь с катушкой характеризуется
индуктивным сопротивлением:

8. Протекание переменного тока по RLC-цепочке, импеданс. Резонанс напряжений

Подаем на цепь переменное напряжение, тогда ток в цепи
будет изменятся по закону:
где
разность фаз между током и напряжением. Такая цепь
имеет как активное, так и реактивное сопротивления.
Поэтому ее сопротивление называют импедансом и обозначают Z.
Импеданс равен отношению амплитудного значения
переменного напряжения на концах цепи к амплитудному
значению силы тока в ней:

9.

Элементы (R, L, С) полной цепи переменного тока соединены
последовательно. Поэтому по ним протекает одинаковый ток, а
напряжение складывается из напряжений на отдельных участках
цепи
Сложение напряжений выполняется следующим образом:
На векторной диаграмме
откладываются как век-торы все
3 амплитуды напряжений.
Направления векторов согласуются
Тогда сумма этих векторов дает вектор напряжения в цепи.

10.

На основании теоремы Пифагора: (В прямоугольном треугольнике
квадрат длины гипотенузы равен сумме квадратов длин катетов).
И учитывая закон Ома получим
найдем значение разности фаз

11. Проводимость биологических объектов для переменного тока

Итак, действие постоянного электрического тока на биологические
объекты всегда сопровождается явлением поляризации. Это, с одной
стороны, вносит дополнительные трудности при определении их
сопротивления, а с другой – повышает вероятность повреждающего
действия тока на клетки. Эти недостатки менее выражены при действии
переменного тока.
Переменный ток широко используется в настоящее время для изучения
омических и емкостных свойств тканей, при этом было
установлено, что:
1.Сопротивление биологических объектов переменному току ниже, чем
постоянному.
2.Сопротивление не зависит от величины тока, если эта величина ниже
физиологической нормы.
3.Сопротивление биологических объектов при данной частоте
постоянно, если не меняется их физиологическое состояние.
4.Сопротивление биологических объектов при данной частоте падает,
если изменяется физиологическое состояние в сторону отмирания
тканей.

12. Дисперсия электропроводности.

При
исследовании
биологических
объектов
было
установлено, что с увеличением частоты тока их
электропроводность
растет.
Зависимость
электропроводности от частоты переменного тока получила
название дисперсии электропроводности.
На рис. показана зависимость
электропроводности от частоты
переменного тока
По оси абсцисс: круговая
частота переменного тока;
По оси ординат: сопротивление
биологического объекта

13. Импеданс – основные понятия.

При прохождении через ткани переменного
изменяющегося по гармоническому закону:
тока,