рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

ПОЛЯ УВЧ НА ДИЭЛЕКТРИКИ

ПОЛЯ УВЧ НА ДИЭЛЕКТРИКИ - раздел Физика, Занятия по физике Рассмотрим Диэлектрик В Переменном Электрическом Поле Увч. В Реальном Диэлект...

Рассмотрим диэлектрик в переменном электрическом поле УВЧ. В реальном диэлектрике существует небольшой ток проводимости и ориентационная поляризация молекул. Это приводит к поглощению подводимой энергии и нагреванию диэлектрика, то есть имеют место диэлектрические потери.

Из теории переменного тока известно, что сдвиг фаз между током и напряжением на емкости с идеальным диэлектриком равен j=p¤2. В реальном диэлектрике за счет диэлектрических потерь сдвиг фаз будет меньше, чем p¤2.

Построим векторную диаграмму для тока и напряжения в реальном диэлектрике (рис.1), и вектор амплитуды тока разложим на две составляющие: активную и реактивную . Активная составляющая направлена вдоль вектора напряжения, она и обусловливает диэлектрические потери.

Из треугольника получим: , откуда , где d - угол диэлектрических потерь. Подставим значение Ia в формулу для мощности и получим, что P=Ia×U=Ip×tgd×U.

 

По закону Ома а , тогда получаем:

Рис. 1

,

где w - циклическая частота тока, С - емкость плоского конденсатора. Используя формулы для емкости плоского конденсатора и связь напряжения с напряженностью электрического поля , получаем:

,

где V - объем диэлектрика, помещенного в электрическое поле между плоскими конденсаторными электродами площадью S и расстоянием между электродами l. Подставим полученное выражение для мощности P в формулу для расчета количества теплоты:

 

Q=ω·ε·ε0·tgδ·E2.

Таким образом, количество теплоты, выделившееся в единице объема диэлектрика за 1секунду, пропорционально квадрату напряженности поля E2, частоте w, диэлектрической проницаемости e и тангенсу угла диэлектрических потерь tgd.

АППАРАТ ДЛЯ УВЧ-ТЕРАПИИ

Ультравысокочастотное электрическое поле получают с помощью специального аппарата, состоящего из двухтактного генератора электрических колебаний с терапевтическим контуром. Основным элементом генератора является колебательный контур, который состоит из катушки индуктивности L и конденсатора C, соединенных параллельно ( рис.2).

Подключим к контуру на короткое время источник постоянного тока, замкнув ключ К в положение 1.

Рис. 2

Конденсатор контура зарядится, то есть получит

некоторую порцию энергии. Если ключ К переключить в положение 2, то конденсатор будет перезаряжаться через катушку L. При этом энергия электрического поля конденсатора переходит в энергию магнитного поля катушки. В контуре возникнут электромагнитные колебания.

Частота и период этих колебаний зависят от емкости конденсатора C и индуктивности катушки L. Период колебаний в контуре рассчитывается по формуле Томсона: T=2×p×.

Если бы не было потерь электрической энергии, то преобразование энергии электрического поля конденсатора в энергию магнитного поля катушки повторялось бы бесконечно. В действительности электромагнитные колебания в контуре быстро затухают, так как энергия в контуре расходуется на нагревание проводников. Чтобы получить незатухающие колебания, энергию в контуре необходимо пополнять. Для этих целей в определенные моменты времени к колебательному контуру подключают источник питания.

Рассмотрим сначала схему и принцип работы простейшего однотактного генератора (рис.3)

 

Рис. 3

 

 

Однотактный генератор электрических колебаний состоит из колебательного контура (LC), источника питания (eа), лампы-триода (Л) и катушки обратной связи (L1). Лампа -триод выполняет роль автоматического ключа, она пропускает ток в контур от источника питания только в одну половину периода колебаний в контуре. Ток по лампе протекает в те моменты времени, когда на сетке С (внутри лампы) положительный по отношению к катоду потенциал. При отрицательном потенциале на сетке лампа заперта.

Работа лампы основана на явлении термоэлектронной эмиссии - вылете электронов с поверхности нагретого катода К. Катод подогревают с помощью нити накала Н. Вылетевшие из катода электроны движутся к положительному аноду, если на сетке положительный потенциал. В этом случае от источника питания потечет ток I подзарядки конденсатора, как показано на рис.3. При этом происходит пополнение энергии в контуре. Если на сетке лампы достаточный отрицательный потенциал, то лампа заперта, то есть ток от источника питания в контур не поступает. Пополнение энергии в контуре не происходит, в это время конденсатор перезаряжается через катушку L.

Работой лампы управляет сам колебательный контур с помощью катушки обратной связи L1. При протекании тока по катушке контура L в катушке обратной связи L1 наводится ЭДС взаимоиндукции. Так как ток в катушке L меняется по величине и направлению, то ЭДС взаимоиндукции тоже будет переменной. Изменение этой ЭДС по направлению переводит лампу из открытого состояния в запертое и обратно.

В однотактном генераторе пополнение энергии контура от источника питания происходит в одну половину периода колебаний в контуре. Во вторую половину периода источник отключен (то есть его энергия не используется).

Для более экономичного использования энергии источника и увеличения мощности генерируемых колебаний применяют двухтактные генераторы.

Аппарат для УВЧ-терапии представляет собой двухтактный генератор электрических колебаний, колебательный контур которого индуктивно связан с терапевтическим контуром.

Простейшая схема такого генератора с терапевтическим контуром дана на рис.4.

 

Рис. 4

 

 

Двухтактный генератор электрических колебаний представляет собой две однотактные схемы с общим колебательным контуром. В таком генераторе к колебательному контуру с противоположных концов присоединены аноды ламп. Сетки этих ламп подключены к противоположным концам катушки связи L1, катоды ламп объединены и подсоединены к отрицательному полюсу источника тока. Положительный полюс источника подведен к средней точке катушки колебательного контура. Между средней точкой катушки связи и катодами ламп включена цепочка автоматического смещения (гридлик). Она служит для создания на сетке лампы постоянного отрицательного напряжения смещения. Такое напряжение на сетке лампы необходимо для получения высокого КПД генератора.

На сетках ламп за счет явления взаимоиндукции возникает переменное напряжение. Это значит, что на сетке одной лампы возникает положительный потенциал по отношению к катоду, а на сетке другой - отрицательный. Одна лампа открыта, а другая заперта.

Рассмотрим рабочий процесс в двухтактном генераторе при уже установившихся колебаниях.

Пусть ток перезарядки конденсатора ( ток колебательного процесса Iк) протекает от нижней пластины конденсатора к верхней ( как на рис.2). При этом потенциал на сетке лампы Л1 положительный, а на сетке лампы Л2 отрицательный по отношению к катоду. Первая лампа пропускает ток I1 в контур от источника питания. Этот ток проходит по верхней половине катушки колебательного контура и пополняет энергию в контуре.

В это время вторая лампа заперта, ток через нее не идет. Через половину периода конденсатор контура начнет перезаряжаться в обратном направлении, потенциалы на сетках ламп поменяются по знаку. Вторая лампа откроется, а первая закроется. Ток I2 от источника питания будет поступать через вторую лампу и проходить по нижней половине катушки колебательного контура. Пополнение энергии происходит в такт с колебаниями в контуре в оба полупериода, по очереди, через лампы Л1 и Л2.

В результате в колебательном контуре реализуется удвоенная мощность генерируемых колебаний по сравнению с однотактным генератором на такой же лампе.

Для подачи переменного электрического поля на больного в аппарате УВЧ имеется терапевтический контур. Этот контур индуктивно связан с контуром генератора. Терапевтический контур состоит из катушки индуктивности Lт, конденсатора переменной емкости Ст и изолированных электродов Э.

Части тела больного помещают между электродами Э, при этом емкость в терапевтическом контуре меняется, так как ткани организма обладают емкостью. При проведении процедуры терапевтический контур и контур генератора должны быть настроены в резонанс. Это необходимо для полного использования энергии генерируемых колебаний. Настройка терапевтического контура в резонанс с контуром генератора осуществляется с помощью конденсатора переменной емкости Ст.

 

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. Между электродами аппарата разместить емкости с касторовым маслом и раствором соли ( на подставке ).

2. Установить переключатели: «Мощность»- в положение «ЗО», «Компенсатор»- в положение «Выкл».

3. Включить аппарат в сеть. Переключатель «Компенсатор» поставить в положение «1». Дать прибору прогреться 1-2 минуты.

4. Нажать кнопку «Контроль напряжения», стрелка прибора должна отклониться до черного квадрата.

5. Плавно вращая ручку «Настройка», добиться максимального отклонения стрелки прибора. Индикатором (неоновой лампой) проверить наличие поля между электродами.

6. Одновременно записать начальную температуру масла tºмн и раствора соли tºсн, данные занести в таблицу.

7. Произвести 6-7 замеров температуры по обоим термометрам через каждые 3 минуты.

Данные записать в таблицу.

№ п/п t (мин) t м ºС t c ºС Δtм=(t м - t мнС Δtс =(t с - t снС
       
       
       
       
       
       
       
       

 

8. Для масла и раствора соли на одной координатной плоскости построить графики зависимости разности температур Δt˚С от времени t. Сравнить графики и пояснить полученные зависимости.

 

 

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Занятия по физике

высшего профессионального образования.. Пермская государственная медицинская академия имени академика Е А Вагнера..

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: ПОЛЯ УВЧ НА ДИЭЛЕКТРИКИ

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Расчет ошибок прямого измерения
Пусть проведено n измерений некоторой величины Х. В результате получен ряд значений этой величины: Наиболее вероятным

Расчет ошибок косвенного измерения
Пусть искомая величина Z является функцией двух переменных: X и Y, т.е Z=f(x, y). Установлено, что абсолютная ошибка функции y=f(x) равна произв

Микрометр
Рис.3 Прибор для измерения линейных

ОПИСАНИЕ УСТАНОВКИ
Физический маятник (рис.2) состоит из металлического тела прямоугольной формы с вырезами. Осью вращения служит ребро приз

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
Методы определения механических свойств у биологических тканей аналогичны методам определения этих свойств у технических материалов. При экспериментальных исследованиях упругих свойств костной ткан

ГИДРОДИНАМИКИ И РЕОЛОГИИ
ТЕОРИЯ Линии и трубки тока. Уравнение неразрывности струи Гидродинамика – раздел гидроаэромеханики, в котором изучается движение несжимаем

Коэффициент вязкости
Вязкость – одно из важнейших явлений, наблюдающихся при движении реальной жидкости. Всем реальным жидкостям (и газам) в той или иной степени присуща вязкость, или внутреннее трение.

Понятие о числе Рейнольдса
  Жидкость, протекающую по цилиндрической трубе радиуса R, можно представить разделенной на концентрические слои (рис.1

Определение коэффициента вязкости методом Стокса
Приборы и принадлежности: стеклянный цилиндр с кольцевыми метками, исследуемая жидкость, дробинки, микрометр, секундомер, линейка, термометр. Английским физиком и математиком Стокс

Измерение коэффициента вязкости жидкости вискозиметром Гесса
  Приборы и принадлежности: вискозиметр Гесса, эталонная жидкость – дистиллированная вода, исследуемая жидкость, вата, спирт. Вискозиметр Гесса позволяет измерить вели

ИЗУЧЕНИЕ АППАРАТА ДЛЯ ГАЛЬВАНИЗАЦИИ
Цель работы:изучить действие постоянного тока на ткани и органы, лечебные методики - гальванизация, лечебный электрофорез, устройство и принцип действия аппарата для галь

ГАРМОНИЧЕСКОГО ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
  Цель работы:определить индуктивность катушки, емкость конденсатора; экспериментально проверить закон Ома для полной цепи переменного тока. Приборы и принадлежност

Цепь переменного тока с активным сопротивлением
Активным ( омическим ) сопротивлением в цепях переменного тока называют сопротивление, в котором происходит необратимый процесс превращения электрической энергии в какой-либо иной вид, например, в

Индуктивность в цепи переменного тока
Рассмотрим цепь переменного тока, в которую включена катушка индуктивностью L ( Рис.3,а). Пусть напряжение в цепи изменяется по закону u=Umsi

Емкость в цепи переменного тока
Рассмотрим цепь переменного тока, в которую включен конденсатор С( Рис.4,а).  

Цепь переменного тока с активным, индуктивным
и емкостным сопротивлениями Рассмотрим основные соотношения электрических величин в цепи переменного тока с индуктивностью, емкостью и активным сопротивлением, соедине

Импеданс тканей организма
Ткани организма представляют собой по электрическим свойствам разнородную среду. Органические вещества ( белки, жиры, углеводы и др.), из которых состоят плотные части тканей, являются диэлектрикам

Электронно-лучевая трубка
Электронно-лучевая трубка является главным рабочим элементом осциллографа. Она представ

Помнить!
Сила Кулона для отрицательных частиц направлена против вектора напряженности электрического поля, который касателен к силовой линии ! Возможность вылета электрона за пределы модулятора обусловли

Система отклоняющих пластин
Данная система состоит из двух пар взаимно перпендикулярных пластин: YY и XX. Электронный луч, двигаясь в электрическом поле пластин, отклоняется к пластине, потенциал которой положит

Генератор развертки
  Принцип работы генератора пилообразного нап

Чувствительность вертикального входа осциллографа к переменному напряжению
Одним из основных параметров электронно-лучевых трубок является чувствительность. Чувствительность показывает, на сколько миллиметров перемещается

Электронного осциллографа
Включить прибор в сеть (220В), дать ему прогреться в течение 3 минут. 2. Выключить генератор развертки, поставив ручку «Диапазон частот» в положение «0». 3. Сфокусировать электрон

ИЗУЧЕНИЕ АППАРАТА НИЗКОЧАСТОТНОЙ ТЕРАПИИ
Цель работы:ознакомление с аппаратом низкочастотной терапии, изучение механизма действия его импульсных токов на ткани организма, определение периодов коле

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
  1. Соберите рабочую блок-схему    

ИНДУКТОТЕРМИЯ
Метод физиотерапии, в основе которого лежит воздействие переменным высокочастотным магнитным полем (n~107 Гц), Поле вызывает в тканях вихревые электрические токи, энергия

УВЧ-ТЕРАПИЯ
Метод физиотерапии, в основе которого лежит воздействие переменным электрическим полем ультравысокой частоты (n~107 Гц). Основной эффект- нагревание поверхностных и глубоколежащ

МИКРОВОЛНОВАЯ ТЕРАПИЯ
Метод физиотерапии, в основе которого лежит воздействие на ткани организма электромагнитных волн частотой ~108 Гц (СМВ-сантиметровая терапия) и частотой ~109 Гц (ДМВ- дециметр

ДЕЙСТВИЕ ПЕРЕМЕННОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО
ПОЛЯ УВЧ НА ЭЛЕКТРОЛИТЫ Под действием электрического поля УВЧ ионы электролита совершают вынужденные колебания с частотой поля. При этом увеличивается ток проводимости, а энергия эл

ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТЫ ДАТЧИКОВ
  Цель работы:1. Изучение тензорезистивного проволочного датчика и получение его характеристик. 2. Изучение датчика температуры - термопары.

Генераторные датчики
В качестве генераторных датчиков рассмотрим термопару, пьезоэлектрический датчик и индукционный датчик. Термопара Термопары относятся к термоэлек

Параметрические датчики
Примерами могут служить емкостные, индуктивные, резистивные датчики. Емкостной датчик В качестве примера может быть использован, например, плоский конденсатор. Емкость C

Датчики медико-биологической информации
  Датчики медико-биологической информации преобразуют биофизические и биохимические величины в электрические сигналы, «переводят» информацию с «физиологического языка» организма на яз

Изучение тензорезистора
  Проволочный тензорезистор (рис 5.) изготавливается из тонкой константановой пр

Изучение датчиков температуры
  В данной работе в качестве датчика температуры используется термопара, изготов

Фокусное расстояние
объектива - несколько миллиметров, окуляра - несколько сантиметров.   Схема оптической системы микроскопа и ход лучей в нем показаны на рис.1. Соотно

Разрешающая способность микроскопа
Технически возможно создать оптические микроскопы, объективы и окуляры которых дадут общее увеличение 1500-2000 и больше. Однако это нецелесообразно, так как возможность различить мелкие детали пре

Полезное увеличение микроскопа ограничено его разрешающей способностью и разрешающей способностью глаза.
Разрешающая способность глаза характеризуется наименьшим углом зрения, при котором человеческий глаз еще различает раздельно две точки предмета. Она лимитируется дифракцией на зрачке и расстоянием

Некоторые распространенные и специальные методы оптической микроскопии
1. Метод светлого поля в проходящем свете. Наиболее распространенный метод для исследования прозрачных окрашенных и неокрашенных объектов. Объект освещается снизу и выглядит цветным

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
1. Измерить микрометром толщину проволоки d пять раз. Данные занести в таблицу 1. 2. Вычислить среднее значение диаметра , з

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОКАРДИОГРАФИИ
Цель работы: изучить принцип работы электрокардиографа, записи электрокардиограммы и ее анализа. Приборы и принадлежности:электрокардиограф.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
1. Заземлить прибор. 2. Установить все органы управления ( тумблеры, кнопки и пр.) в исходное положение. 3. Включить прибор в сеть. 4.

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги