POMIAR PARAMETRÓW ELEKTRYCZNYCH SKÓRY Zagadnienia:

HTML
DOWNLOAD

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "POMIAR PARAMETRÓW ELEKTRYCZNYCH SKÓRY Zagadnienia:"

Maria Marek
8 lat temu
Przeglądów:

1 Pracownia fizyczna ćwiczenie nr 8 (eletrycznoś ć) POMA PAAMETÓW ELEKTYCZNYCH SKÓY Zaadnienia:. Budowa i funcja sóry ludziej.. Natężenie rą du eletryczneo, oór właś ciwy i rzewodnictwo właś ciwe. Łą czenie oorów. 3. Obwód C. Ładowanie i rozładowanie ondensatora. 4. Znajomoś ć obsłui oscylosou. Literatura:. Podręcznii ursowe do fizyi.. B. Kędzia, Materiały do ć wiczeń z biofizyi i fizyi. 3.. Glaser, Wstę do biofizyi (rozdział 5.4.) 4. J. Terleci, Ć wiczenia laboratoryjne z biofizyi i fizyi. Wrowadzenie teoretyczne: Sóra ludza słada się z dwóch warstw: nasóra i sóry właś ciwej. stnieje ś cisły zwią ze omiędzy stanem czynnoś ciowym sóry, a jej właś ciwoś ciami fizycznymi. Warstwowa strutura sóry i wystęują ce między jej owierzchniami różne stężenia jonów wytwarzają różnicę otencjałów zwaną biootencjałem. Wyadowa różnica otencjałów omiędzy stroną wewnętrzną a zewnętrzną sóry zawiera się w rzedziale 3 5mV (strona wewnętrzna ma otencjał ujemny). Wartoś ć różnicy otencjałów zależy od czynnoś ci ruczołów otowych i naczyń rwionoś nych. Sórę ludzą można tratować jao atywny uład eletryczny zwierają cy ź ródło enerii eletrycznej i rozroszone oory zarówno czynne ja i bierne (oór omowy i ojemnoś ciowy). W ć wiczeniu mierzone będą właś ciwoś ci eletryczne sóry ujawnione rzy rzeływie rzez nią rą du eletryczneo wywołaneo zewnętrzna różnicą otencjałów. Ze wzlędu na oromna liczbę elementów sładowych (rozroszonych) sóry uład jest bardzo somliowany. Dlateo aby zbudować uład zastęczy sóry ("model eletryczny") należy doonać uraszczają cych założeń, rzy tórych arametry eletryczne uładu są zbliżone do arametrów eletrycznych sóry. Przyłożenie do sóry odłużneo stałeo naięcia eletryczneo owoduje rzeływ rą du eletryczneo, analoicznie ja w uładzie rzedstawionym na rys. ład ten można rzyją ć jao eletryczny uład zastęczy sóry. ys. Eletryczny uład zastęczy sóry. C ład zastęczy charateryzują nastęują ce arametry: a) rzewodnoś ć stała G s - w ałęzi zawierają cej oór b) rzewodnoś ć zmienna G z w ałęzi zawierają cej oór i ojemnoś ć C c) stała czasowa τ oreś lona zależnoś cią τ C Przewodnoś ć zmienna G s i ojemnoś ć C są ważnymi arametrami oreś lają cymi stan czynnoś ciowy sóry. Niestety oreś lenie "normy" dla tych arametrów nie jest łatwe, onieważ ich wartoś ci zależą od stanu zdrowia badanej osoby i loalizacji badaneo framentu sóry. Ponadto wś ród osób zdrowych wystęuje znaczny rozrzut wartoś ci tych arametrów. Zwięszenie ojemnoś ci i rzewodnoś ci stałej --

2 Pracownia fizyczna ćwiczenie nr 8 (eletrycznoś ć) obserwuje się w stanach zaalnych sóry, zmniejszenie zaś u chorych z twardziną uoólnioną i rzy orażeniach ołowicznych ochodzenia mózoweo. rys a t rys b t W ć wiczeniu należy zbadać zachowanie się zastęczeo uładu eletryczneo sóry (o znanych wartoś ciach, i C) obudzoneo soiem naięcia (rys a.). W chwili oczą towej t naięcie na ondensatorze jest równe zeru. Zatem oór: Natężenie rą du w chwili t : () () Po całowitym naładowaniu się ondensatora, oór uładu będzie równy, onieważ rzez elementy, C rą d nie będzie łyną ł, zatem: (3) Zmiany natężenia rą du f(t) w taim uładzie o rzyłożeniu naięcia ilustruje rys b. Stała czasowa τ C odowiada czasowi, o tórym wartoś ć chwilowa sładowej rzejś ciowej natężenia rą du maleje e-rotnie., e,7 e t τ W rozważanym uładzie zmiany natężenia rą du są oisane zależnoś cią : t ex (4) C Pomiar wartoś ci, i τ rzy znanej wartoś ci naięcia ozwala na wyznaczenie wartoś ci nieznanych wieloś ci, i C. Oory rzeczywiste i są zwią zane z jonowym rzewodnictwem rą du eletryczneo w różnych warstwach sóry ( rerezentuje warstwę roową ). Pojemnoś ć eletryczna C sóry jest zwią zana z ojemnoś cią błon żywych omóre oraz z tym, że miedzy nietórymi warstwami sóry wystęuje wyraź na ranica o małej rzewodnoś ci, analoicznie ja dieletry w ondensatorze. Wyonanie ćwiczenia: W ratyce jao ź ródło soowej zmiany naięcia stosowany jest enerator imulsów rostoą tnych. Na rys 3. rzedstawiono schemat uładu omiaroweo (zawierają ceo elementy,, C o znanych wartoś ciach) imitują ceo własnoś ci eletryczne sóry. Do uładu dołą czono szereowo oór. Zmiany naięcia na tym oorze obserwujemy na eranie oscylosou. --

3 Pracownia fizyczna ćwiczenie nr 8 (eletrycznoś ć) G WE WE * 3 Ω 5,5* 4 Ω 4* 4 Ω C ys 3. Schemat uładu omiaroweo imitują ceo własnoś ci eletryczne sóry. A. Eletryczny obwód zastęczy ) Połą czyć obwód wedłu schematu rzedstawioneo na rys 3. ) Porętła i lawisze oscylosou owinny być ustawione w nastęują cych ozycjach: anał wzmocnienie naięciowe V/działę anał,v/działę (ewentualnie zwięszyć czułoś ć ) odstawa czasu, ms/działę 3) Włą czyć oscyloso i enerator imulsów rostoą tnych. Za omocą orętła oziomu wyzwalania uzysać stabilny obraz. Częstotliwoś ć eneratora owinna być równa f 5Hz. waa : Zwrócić uwaę na to, czy wszystie orętła reulacji łynnej znajdują się w ozycji alibrowanej (cal) 4) stalić wartoś ć amlitudy synału zasilają ceo uład 5V (zmierzyć za omocą oscylosou anał, w, w V/dz, liczba działe). 5) Dobrać ta czułoś ć anału (omiar sadu naięcia na oorze ) aby wartoś ci odowiadało 7-8 działe na eranie. Podstawa czasu musi być ta dobrana aby można było wyznaczyć wartoś ć t τ. dla tóreo naięcie e 6) Zaisać wzmocnienie anału i oraz odstawę czasu. Zmierzyć wartoś ci naięć, i. 7) Przerysować z eranu obserwowane rzebiei i obliczyć τ. Jeżeli << (, ) (w ratyce wystarczy, że, ) to można wyazać (obliczenia w załą czniu do instrucji), że: tτ (5) (6) Korzystają c z zależnoś ci 5 i 6 obliczyć wartoś ci oorów i wiedzą c, że Ω. Z zależnoś ci τ C obliczyć ojemnoś ć C. Porównać uzysane wynii z rzeczywistymi wartoś ciami 5,5* 4 Ω, 4* 4 Ω, C 4,5nF -3-

4 Pracownia fizyczna ćwiczenie nr 8 (eletrycznoś ć) B. Pomiar arametrów sóry ) ozłą czyć obwód w untach, (schemat rys 3). ) Obwód,, C zastęujemy eletrodami włą czonymi w untach,. G WE WE E E 3) Powierzchnię eletrod należy osmarować cieniutą warstwą żelu i rzyłożyć do sóry rzedramienia badanej osoby. Odlełoś ć omiędzy eletrodami owinna być równa d 5cm. 4) Włą czyć enerator i owtórzyć czynnoś ci wymienione w untach A (4-7). 5) Po rzemyciu eletrod aloholem te same czynnoś ci omiarowe owtarza drua osoba wyonują ca ć wiczenie. 6) Porównać obserwowany rzebie zmian naięcia w funcji czasu z rzebieiem zarejestrowanym w uncie A7. 7) Obliczyć stałą czasową τ,, i C dla ierwszej i druiej osoby. 8) Przerowadzić dysusję wyniów uzysanych w częś ci A i B. -4-

5 Pracownia fizyczna ćwiczenie nr 8 (eletrycznoś ć) -5- DODATEK CZĘ Ś Ć A W chwili t () () W chwili t << (3) Podstawiamy do () odstawiamy do () C

6 Pracownia fizyczna ćwiczenie nr 8 (eletrycznoś ć) -6- CZĘŚĆ B ) )( ( ) ( ) ( ) ( liczni mianowni << (4) Z zależnoś ci (3) i (4) można obliczyć i. Czas o tórym zmaleje e-rotnie e jest równy stałej czasowej τ C

Podobne dokumenty

Pierwsze prawo Kirchhoffa

Pierwsze prawo Kirchhoffa Pierwsze rawo Kirchhoffa Pierwsze rawo Kirchhoffa dotyczy węzłów obwodu elektrycznego. Z oczywistej właściwości węzła, jako unktu obwodu elektrycznego, który: a) nie może być zbiornikiem ładunku elektrycznego