1

Transkrypt

1 WYKŁAD #5 Elekryczność i Magneyzm. Elekrosayka. Elekrodynamika Elekryczność dziedzina zjawisk w kórej isoną rolę odgrywają ładunki lub prądy elekryczne); Elekrosayka (ładunki nie poruszają się); Elekrodynamika (ładunki elekryczne w ruchu); Magneyzm oddziaływania między prądami elekrycznymi i magnesami sałymi (cząski posiadające elemenarny momen magneyczny: elekrony, proony i neurony); Przykład wyładowań elekrosaycznych przewodzonych przez zjonizowane powierze * Nazwa elekryczność pochodzi od greckiego słowa "elekron", co znaczy burszyn. Przykłady bioprądów: (jednoska mooryczna). Elekrosayka Poencjały nerwowe i czynnościowe (skurcz mięśniowy) Elekrosayka o dziedzina fizyki zajmująca się oddziaływaniami pomiędzy nieruchomymi ładunkami elekrycznymi. Oddziaływania e zwane są elekrosaycznymi. ładunki cząski naładowane elekrycznie; Q = ± n e e =,6*0 e =,6*0-9 C (ładunek elemenarny = ładunek elekronu) Jednoską ładunku elekrycznego w układzie I (jednoska pochodna układu I) jes kulomb (C)

2 Charles Augusin de Coulomb ( ) Prawo Coulomba Elekrosayka kondensaora + iła wzajemnego oddziaływania dwóch punkowych ładunków elekrycznych jes wpros proporcjonalna do iloczynu ych ładunków i odwronie proporcjonalna do kwadrau odległości między nimi. iła elekrosayczna (siła Coulomba): F F F = F Naężenie pola elekrycznego: (pochodzące od ładunku q i działające na ładunek próbny q 0 ) _ = 4πε E = 0ε r F q q q = r 0 4 πε 0ε r [N] r q [N/C = V/m] 5 kondensaor układ dwóch przewodników i izolaora gromadzący ładunek elekryczny w swojej pojemności; Naężenie pola elekrycznego: (pomiędzy okładkami kondensaora) ϕ ϕ E = = d d d odległość między okładkami [V/m] Pojemność kondensaora (płaskiego): Q C = = ε 0 ε r powierzchnia okładek d [C/V=F] farad 6 Błona komórkowa a kondensaor. Elekrodynamika elekywne kanały jonowe Pole elekryczne błony komórkowej: Rodzaj komórki Akson kałamarnicy Komórka mięśniowa Eryrocy Neuron koa E = d m m poencjał membranowy d grubość błony komórkowej Poencjał spoczynkowy - 70 mv - 90 mv - 0 mv - 80 mv Dział fizyki zajmujący się badaniem zachowania się ciał obdarzonych ładunkiem elekrycznym, w szczególności: wywarzaniem pól elekrodynamicznych przez poruszające się ładunki polami pochodzącymi od ładunków w ruchu (elekromagneyzm) oddziaływaniami pól z ładunkami elekrycznymi 7 8

3 Wielkości opisujące prąd elekryczny Wielkości opisujące prąd elekryczny Prąd elekryczny elekrycznych jes o uporządkowany ruch q Naężenie prądu: I = [A - amper]; Gęsość prądu: lub j = σ E I j = [A/m ]; σ przewodnicwo właściwe (przewodność) e > ładunków Opór elekryczny: ρ opór właściwy (oporność) [Ω. m omomer] l długość przewodnika[m] pole przekroju przez przewodnik [m ] Przewodnicwo el.: PARAMETRY MATERIAŁOWE R = ρ κ = R Przewodnicwo właściwe (przewodność) σ = ρ [ Ωm = m ] l [Ω - om]; [ = - simens] Ω l 9 ρ opór właściwy (oporność) 0 Właściwości elekryczne ciał (Podział pod względem oporności lub przewodności właściwej) Prawo Ohma dla prądu sałego Przewodniki przewodzące prąd elekryczny: np. meale i elekroliy; Dielekryki ciała izolujące (nie przewodzące): np. próżnia; Półprzewodniki przewodzące w pewnych warunkach (przewodnicwo rośnie z emperaurą): np. german, krzem, kryszały) dla przewodnika (odbiornika) z prądem: R i Naężenie prądu (I) jes wpros proporcjonalne do spadku napięcia na przewodniku (), a sałą proporcjonalności jes opór elekryczny R ~ I = R I 3

4 Typy połączeń oporników Praca i moc pola elekrycznego. Połączenie szeregowe jes o aki rodzaj połączenia elemenów elekrycznych, w kórym koniec jednego elemenu łączy się z począkiem nasępnego. Połączenie akie worzy szereg (łańcuch) elemenów, w kórym prąd elekryczny musi przepływać kolejno przez wszyskie elemeny.. Połączenie równoległe jes o aki rodzaj połączenia elemenów elekrycznych, w kórym wszyskie końce oraz wszyskie począki składowych elemenów są połączone razem. POŁĄCZENIE NATĘŻENIE NAPIĘCIE OPÓR ZATĘPCZY szeregowe Praca: W = Q = I [J - dżul] Moc: W P = = I [W - wa] R R RN I=I =I =...=I N = N R=R +R +...+R N równoległe R R RN I=I +I +...+I N = = =...= N = R R R R N 3 elekronowol (ev) jes pracą, jaką wykonuje pole elekryczne, gdy przenosi ładunek jednego elekronu przez różnicę poencjałów jednego wola. 4 James Presco Joule (88-889) Prawo Joule a Lenza Ilość ciepła wydzielanego w czasie przepływu prądu elekrycznego przez przewodnik elekryczny jes wpros proporcjonalna do iloczynu oporu elekrycznego przewodnika, kwadrau naężenia prądu i czasu jego przepływu. Q = I R Zjawisko wydzielania się ciepła podczas przepływu prądu elekrycznego jes obecnie wykorzysywane do zamiany energii elekrycznej na energię wewnęrzną. Ma o miejsce we wszyskich urządzeniach wyposażonych w grzałki elekryczne np. czajniki elekryczne, pralki, zmywarki, promienniki. Zjawisko o jes jednak częso niepożądane, na przykład przy przesyłaniu energii. Wówczas wydzielane ciepło jes energią raconą. W urządzeniach elekronicznych zjawisko Joule'a powoduje wydzielanie się ciepła wewnąrz aparaury i wymaga usuwania go samąd, aby urządzenie mogło sabilnie pracować. Dlaego kompuery wymagają chłodzenia. W fizykoerapii prawo Joule a-lenza znalazło zasosowanie w zabiegu DIATERMII Heinrich Lenz ( ) 5 Zjawiska elekrokineyczne Zjawiska (efeky) elekrokineyczne - ściśle powiązane ze sobą efeky wynikające z isnienia warswy elekrycznej podwójnej na granicy dwóch faz, poruszających się względem siebie dzięki przyłożonemu zewnęrznemu polu elekrycznemu lub działaniu sił mechanicznych. Ruch ładunków (jonów) w ośrodkach: Elekroforeza ruch ładunków elekroliu (zawiesiny lub cieczy) pod wpływem przyłożonego zewnęrznego pola elekrycznego; Elekroosmoza ruch jonów przez przegrodę (lub kapilarę) pod wpływem zewnęrznego pola elekrycznego; Zjawiska odwrone; Zabieg jonoforezy - zabieg elekroleczniczy polegający na wprowadzeniu do kanek siłami pola elekrycznego jonów działających leczniczo. Działanie lecznicze jonoforezy o między innymi rozmiękczanie blizn, przeciwzapalne, odczulające, uszczuplające naczynia, pobudzające naczynia krwionośne, znieczulające, rozszerzające i zwężające naczynia, bakeriosayczne 6 4

5 Rodzaje prądu sosowanego w Elekroerapii. Prąd sały. Galwanizacja -użycie prądu sałego np. w Jonoforezie (jonogalwanizacja jonogalwanizacja) Zabieg en może być wykonywany z zasosowaniem wanny (komory) napełnionej wodą lub rozworem leków (kąpiele wielokomorowe);. Prądy impulsowe małej I A) I B) I C) częsoliwości : A prosokąne, B rójkąne, C rapezowe, D faradyczne, E neofaradyczne, F diadynamiczne (Bernarda); 3. Prądy średniej częsoliwości inerferencyjne Nemecka I D) I E) I F) (prądy o modulowanej 4. ampliudzie); Prądy o dużej częsoliwości 7 (sosowane np. w diaermii) 5