Главная Обратная связь

Дисциплины:






Рекомендації та формули для розв’язання задач.



 

Електричний опір провідника R = l/S, де – питомий опір, l і S – довжина і переріз провідника. Закон Ома I = U/R, де I – сила струму, U – різниця потенціалів (напруга).Кількість теплоти розраховують за законом Джоуля-Ленца:Q = I2Rt,t- час.

Густину струму визначають як j = I/S, I - сила струму, S – переріз провідника, або поверхня електроду. В електролітах і інших середовищах, де є вільні заряди j = (q+n+b+ + q-n-b-)E = sE, де q+ і q-величини позитивного

і негативного зарядів, n+ і n- – їх об’ємні концентрації, b+ і b- – рухомість зарядів, Е – напруженність електричного поля, s = 1/ = q+n+b+ + q-n-b- – питома провідність.

Вектор напруженості електричного поля Е визначають як Е = F/q, де F – сила, що діє на заряд q в електричному полі. Для однорідного поля, поля плоского конденсатора E = U/d, де – U різниця потенціалів між пластинами конденсатора, d відстань між ними.

Порогові струм і напругу, що викликають подразнення, знаходять за формулою Вейса:I = a/t+b, U=A/t+B, де a, b, A, B – сталі, t – тривалість дії. Мінімальні порогові струм b і напруга В, що викликають подразнення при їх тривалій дії t ®¥, називають реобазою. Хронаксия t - це тривалість, необхідна для подразнення при струмі або напрузі, що дорівнює 2 реобазам.

Мембранну різницю потенціалів (мембранний потенціал) знаходять за формулою Нернста:

EM = ,

де – R = 8,31 Дж/моль.К- газова стала, Т – абсолютна температура, Z – заряд іона в одиницях електронного заряду, F = еNA = 96485 Кл/моль – число Фарадея, С1 і С2 - концентрації іонів по обидві сторони мембрани. Для знаходження потенціалів спокою клітини враховують концентрації іонів К+ всередині і зовні - С1/С2 = К+в+з, або іонів Сl- - К+в+з = Сl-з/Сl-в (рівновага Доннана).

Електроємність провідника визначають як С = q/U, де q – заряд, U – потенціал. Для плоского конденсатора С = ee0S/d, де e - дієлектрична проникність середовища, e0 = 8,85.10-12 Ф/м – електрична стала, S – площа кожної пластини конденсатора, d – відстань між ними. Для циліндричного конденсатора С = 2pee0l/ln(R/r), де l – довжина циліндрів, R і r – їх зовнішній і внутрішній радіуси. Енергія конденсатора W = CU2/2.

Електричний опір кола змінному струму називають імпедансом. При послідовному з’єднанні активного (омічного) опору R і ємності С, як у біологічних тканинах, імпеданс

________

Z = Ö R2+1/w2C2 ,

де w = 2pn кутова частота, а Rс = 1/wC – ємнісний опір. Кут зсуву фаз j сили струму і напруги при послідовному з’єднанні знаходять із відношення tgj = Rс/R = 1/wRC.

Коефіцієнт поляризації тканини визначають як К = Z1/Z2 , де Z1 і Z2 - імпеданси на частотах n1 = 10кГц і n2 = 1МГц. Для тканин савців К= 7-10, для мертвої тканани К®1.



На заряд у магнітному полі діє сила Лоренца F = qnBsin , де n - швидкість заряду, B - індукція поля, – кут між векторами nі B. Кількість теплоти при індукційному нагріванні у змінному магнітному полі пропорційна квадрату частоти і квадрату індукції поля - Q~w2 B2/ , де питомий опір. Частоту коливального контуру визначають за формулою

Томсона: w = , де L – індуктивність і C – ємність контуру.

 

4.1.При подразненні плечового суглобу корови імпульсом струму тривалістю 17 мс і амплітудою 2 мА виникає потенціал дії. При тривалості імпульсу 2 мс поріг подразнення став рівним 14,5 мА. Яка реобаза тканини ?

4.2.При лікуванні невралгії на плечовий суглоб коня накладають електроди. Густина струму 0,4 мА/см2, сила струму 20 мА. Визначити площу активного електроду.

4.3.При лікуванні деяких хвороб ВРХ використовують електрофорез двозарядних іонів кальцію. Який час триває процедура, якщо крізь електрод площею 350 см2 необхідно ввести 7 мг кальцію ? Максимальна густина струму 0,2 мА/см2.

4.4.На частоті 10 кГц імпеданс тканини 120 Ом, на частоті 4 МГц – 105 Ом. Який її стан ?

4.5.Опір тканини 6 Ом, імпеданс на частоті 10 кГц 110 Ом. Яка її ємність ?

4.6.Яка тривалість імпульсу електричного струму, якщо при накладанні електродів поріг подразнення нервової тканини 12 мА ? Реобаза 4,2 мА, стала Вейса 2,3 мА.мс.

4.7.Діаметр нерва 1,6 мкм, довжина 5 мм. Яка електроємність його мієлінової оболонки товщиною 1,4 мкм ? Діелектрична проникність мієліну 4,5.

4.8.При гальванізації крізь шкіру коня за 10 хвилин треба пропустити електричний заряд 90 Кл. Визначити густину струму, якщо площа електроду 350 см2.

4.9.При контакті з дротом електроогорожі на корову діє імпульс напругою 60 В. Яку потужність повинно мати джерело струму ? Активний опір тварини 1200 Ом.

4.10.При діотермії ВРХ один електрод розміром 12см.20см накладають спереду на ділянку печінки, а другий заряд ззаду, напроти першого. Скільки теплоти виділиться за 15 хв. у об’ємі тканини товщиною 5 см ? Питомий опір 10 Ом.м, густина струму 40 А/м2.

4.11.Апарат для індуктотермії створює змінну напругу частотою 14 МГц. У скільки разів зміниться тепловий ефект, якщо частота стане 6 МГц ?

4.12.Яка кількість теплоти виділиться за 10 хвилин у 0,5 дм3 об’єму вимені при УВЧ терапії маститу, якщо ефективна напруженність електричного поля між електродами 350 В/м ? Питомий опір тканини 8 Ом.м.

4.13.Шар мязової тканини, яка підлягає УВЧ терапії, має площу 8 см2 і товщину 3 см. Який її активний опір ? Питомий опір 35 Ом.м.

4.14.На якій частоті імпеданс тканини у 3 рази більше його активного опору ? Ємність тканини 0,01 мкФ, активний опір 850 Ом.

4.15.Коливальний контур апарата УВЧ складається із індуктивності 2 мкГн i ємності. Якою повинна бути ємність для випромінювання електромагнітних хвиль довжиною 10 м ?

4.16.Ємність клітинної мембрани 1 мкФ/см2, площа 50 мкм2, мембранна різниця потенціалів 70 мВ. Визначити заряд на поверхні мембрани.

4.17.Мембранний потенціал спокою для клітини 60 мВ. Яка напруженність електричного поля у мембрані, якщо її товщина 6 нм ?

4.18.Яка єнергія електричного поля зосереджена у мембрані, якщо її площа 5 мкм2, товщина 10 нм, мембранна різниця потенціалів 80 мВ, дієлектрична проникність 2,1 ?

4.19.Для лікування хвороби методом гальванізації на тіло накладають електроди і пропускають струм. Опір ділянки тіла 2 кОм, опір обмеження 6 кОм, напруга джерела струму 160 В. Визначити силу струму крізь тіло.

4.20.Визначити потенціал спокою клітин аксону кальмара у верхніх шарах океану, де температура 25°С, і на глибині, де температура 6°С. Концентрація іонів калію у аксоні 420 мг іон/кг, у воді 28 мг іон/кг.

4.21.Під дією сигнальної молекули лікувального препарату у мембрані клітини утворюється канал, крізь який за 30 мс у середину надходить 106 одновалентних іонів. Визначити силу струму у каналі.

4.22.Визначити рухомість двозарядних іонів кальцію при електрофорезі. Напруженність електричного поля 100 В/м, концентрація іонів 1010 м-3, густина струму 0,5 А/м2.

4.23.Концентрація іонів хлору у м’язовому волокні жаби 120 ммоль/л, ззовні – 10 ммоль/л. Яка робота дифузії при переносі крізь мембрану 1 мг іонів ? Чому дорівнює мембранний потенціал ? Температура 15°С.

4.24.При дифузії 5 мкг калію з аксонів кальмара у зовнішнє середовище виконується робота 1,16 мДж. Визначити відношення концентрації іонів у внутрішньому і зовнішньому середовищі. Температура води 17°С.

4.25.Мембранний потенціал клітини 60 мВ. Енергія електричного поля мембрани 1011 Дж. Визначити електроємність мембрани.

4.26.Середня потужність розряду електричного ската 8 Вт, напруга 360 В, час 0,13 с. Визначити електроємність електричних органів ската.

4.27.Мембранний потенціал клітин м’яза жаби 60 мВ. Яка напруженність електричного поля у мембрані товщиною 10 нм ? Яка сила діє на іон Na+ у каналі мембрани ?

4.28.Визначити кут зсуву фаз між струмом і напругою для шкіри жаби при частоті змінного струму 2 кГц, якщо її активний опір 2,5 кОм, електроємність 0,22 мкФ.

4.29.Визначити кут зсуву фаз між струмом і напругою для шкіри жаби при частоті змінного струму 2 кГц, якщо її активний опір 2,5 кОм, електроємність 0,22 мкФ.

4.30.Кут зсуву фаз між струмом і напругою у ламінарії 78°, частота змінного струму 1 кГц. Яка електроємність тканини, якщо її активний опір 850 Ом ?

4.31.Знайти тривалість абсолютної рефракторної фази нервового волокна, якщо максимальна частота, яку воно передає, 200 Гц.

4.32.Визначити сталу Вейса нервового волокна. Хронаксія складає 0,8 мс, потенціал дії виникає при струмі 10 мА тривалістю 0,8 мс.

4.33.Визначити концентрацію іонів хлору всередині мотонейрона кішки, якщо їх концентрація у зовнішньому середовищі 126 ммоль/л, мембранний потенціал клітини 60 мВ, температура 370С.

4.34.Концентрація іонів калію всередині і ззовні для гігантського аксону кальмара 360 і 10 ммоль/л, для мотонейрона кішки – 150 і 5,5 ммоль/л. У скільки разів мембранний потенціал аксону більше ніж мотонейрону ?

4.35.Який період коливань a-ритму головного мозку, якщо відповідна частота на енцефалограмі 7,8 Гц ?

4.36.Сила струму при електрохірургічних операціях досягає 1 А, а густина струму - 105 А/м2. Яка площа перерізу ріжучої кромки електроскальпеля ?

4.37.Для припинення шлункової фібриляції серця використовують електричний імпульс з амплітудними значеннями сили струму і напруги відповідно 10 А і 1,5 кВ. Знайти максимальну потужність імпульсу.

4.38.Визначити силу, що діє на одновалентний іон, який рухається із швидкістю 0,5 м/с у магнітному полі з індуктивністю 10-4 Тл перпендикулярно напрямку поля.

4.39.Яка сила діє на двозарядний іон кальцію, що дифундує крізь мембрану клітини, якщо мембранний потенціал 60 мВ, товщина мембрани 8 нм ?

4.40.Для електрообезболювання використовують змінний струм частотою 1 кГц і ефективною силою струму 80 мА. Активний опір між електродами 800 Ом. Знайти потужність імпульсів, що викликають обезболювання.

4.41.Як відносяться густини струму в геометрично однакових зразках хребетномозкової рідини і мозку, якщо ці зразки приєднані до джерела струму паралельно, послідовно ?

4.42.При ураженні блискавкою пошкоджуються дужче кістки чи судини ?

4.43.Чому електрична напруга 1,5 В не відчувається при торканні контактів руками, але відчувається при торканні їх губами або язиком ?

4.44.Середня напруженність електричного поля у поверхні Землі 150 В/м. Чому це поле не пошкоджує тварин і рослини ?

4.45.При якій швидкості відносно магнітного поля Землі ( середня індукція 0,7 . 10-4 Тл) електричне поле мало б напруженність 107 В/м, як у мембранних клітин ?

 





sdamzavas.net - 2019 год. Все права принадлежат их авторам! В случае нарушение авторского права, обращайтесь по форме обратной связи...