Министерство сельского хозяйства российской федерации федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования ставропольский государственный аграрный университет хащенко А.
Скачать 1.44 Mb.
|
8.6 Первичная причина поражения током – раздражающее действие тока. В основе поражающего действия на организм млекопитающего электрического тока лежат электрофизиологические процессы. Действие переменного тока оценивают пороговыми значениями. Порог ощутимого тока - наименьшая сила тока, раздражающее действие которого ощущает человек или животное. Эта сила зависит от конкретных условий измерения (площади зоны контакта, место контакта). Для человека (кисть – предплечье, ν= 50 Гц) эта величина составляет около 1 мА, для многих животных она выше. Увеличение тока выше порога ощутимого тока может вызвать непроизвольное сгибание раздражаемой током конечности в суставе. При достаточной величине тока произвольное разгибание конечности становится невозможным. Минимальную силу тока, при которой уже невозможно произвольное отдергивание конечности от контакта с источником тока или ее разгибание, называют порогом неотпускающего тока. Токи меньше неотпускающего называют отпускающими. Превышение величины неотпускающего тока может вызвать гибель организма. При прохождении тока через оболочки нервных стволов и других возбудимых тканей наступает нарушение проводимости (способности волокон возбудимых тканей проводить возбуждение) и возбудимости. Если траектория тока такова, что проходит через жизненно важные проводящие пути, возможны остановка сердца и паралич дыхания. При воздействии на сердце ток может вызвать фибрилляцию желудочков, которая приводит к прекращению нормальной сердечной деятельности с летальным исходом. Наиболее опасным (в смысле остановки сердца для человека), является следующий путь прохождения тока в человеческом организме: левая рука – правая нога или слизистые оболочки носа или рта – ноги. Величина порога ощутимого тока зависит от частоты:  для частот 100 – 300 Гц,  для частот 50-300 кГц, где k1 и k2 – коэффициенты, зависящие от конкретных условий. Характер воздействия тока на человека.
Утечки тока через арматуру доильных установок и водопровод считаются одной из основных причин задержки молока при машинном доении. Воздействие на коров перед началом доения переменного тока приводит к резкому снижению молокоотдачи (иногда на 30%). Если же корова получила удар током во время дойки, то рефлекс молокоотдачи сразу же тормозится и истечение молока из сосков может прекратиться совсем. На многих фермах разность потенциалов переменного тока между трубопроводами (арматурой доильных площадок) и полом составляет 1-5 В; а в некоторых коровниках 10-12 В. Напряжение свыше 15-20 В опасно для жизни животных. Для предотвращения опасных напряжений в вакуумный трубопровод необходимо через каждые 30-40 м вставлять изолирующие полуметровые патрубки (резиновые шланги, стеклянные или полиэтиленовые трубы), а электродвигатели доильной установки заземлять. Вопросы для самоконтроля. 1. Дайте определение электрического тока. 2. Что такое сила тока? 3. Дайте определение плотности тока. 4. Что такое ЭДС? 5. Укажите формулу для расчета электрического сопротивления участка цепи. 6. Как рассчитать общее сопротивление, если проводники соединены последовательно? 7. Как рассчитать общее сопротивление, если проводники соединены парралельно? 8. Дайте определение удельной проводимости. 9. Сформулируйте закон Ома для участка цепи. 10. Укажите формулу закона Ома для участка цепи в дифференциальной форме. 11. Выведите закон Ома для участка цепи в дифференциальной форме. 12. Сформулируйте закон Ома для замкнутой цепи. 13. Какие вещества называются электролитами? 14. Что является причиной электролитической диссоциации? 15. Дайте определение сольвата. 16. Укажите последствия сольватации. 17. Расскажите о процессах, происходящих в толще раствора электролита под действием электрического поля. 18. Укажите формулу для расчета плотности тока в электролите. 19. Укажите формулу для расчета скорости движения сольвата. 20. Как изменяется электропроводность электролита при изменении температуры и почему? 21. Какие процессы происходят вблизи поверхности электродов в растворе электролита? 22. Сформулируйте законы Фарадея. 23. Сформулируйте закон Ома для живой ткани. 24. Расскажите об электропроводности биологических тканей. 25. Что такое гальванизация? 26. Что такое электрофорез? 27. Какой ток называется переменным? Укажите формулы для определения мгновенных значений напряжения и тока. 28. Сформулируйте закономерности, выполняющиеся при прохождении переменного тока через ткани организма. 29. Дайте определение импеданса живой ткани и укажите формулу для его расчета. 30. Расскажите о дисперсии импеданса живой ткани. 31. Что такое реография? 32. Расскажите о действии импульсного тока на живые организмы. 33. Сформулируйте закон Дюбуа – Реймона. 34. Запишите уравнение Вейса – Лапика. 35. Расскажите о действии переменного тока на живые ткани. 36. Расскажите о применении переменного тока в медицине. 37. Дайте определение порога ощутимого тока. 38. Дайте определение порога неотпускающего тока. 39. Почему с увеличением частоты переменного тока уменьшается его раздражающее действие на ткани организма человека? Задачи для самостоятельного решения. 42. С 1971 года в некоторых клиниках стали успешно применять электрическое поле для лечения костных переломов у людей. Так как этот метод связан с вживлением под кожу специальных электродов, его применяют только тогда, когда обычное лечение не дает положительного эффекта в течение нескольких лет. Результаты электролечения превзошли все ожидания. У 84% больных пропускание постоянного тока (10-20 мкА) через 3 месяца приводило к интенсивному срастанию кости в месте перелома. Какой заряд проходил через кость за это время? 43. Аппарат для гальванизации создает плотность тока 0,5 мА/см2. Какое количество электричества проходит через тело коровы, если наложенные электроды имеют площадь 0,01 дм2 и процесс гальванизации продолжается 20 минут? 44. Найти падение напряжения на медном проводе длиной 300 м и диаметром 3 мм, если сила тока в нем 2 А. Удельное сопротивление меди  .45. Удельная электропроводность спинномозговой жидкости равна 1,8  , а сыворотки крови 1,4 . Определите сопротивление этих материалов, если представить, что они находятся в цилиндрическом капилляре длиной 5 см и сечением 0,1  . 46. Определить сопротивление проводника, который нужно соединить параллельно с проводником, имеющим сопротивление 300 Ом, чтобы их общее сопротивление стало равным 120 Ом? 47. Найти плотность тока в электролите, если концентрация ионов в нем  , их подвижности  и  . Напряженность электрического поля  . Считая плотность тока везде одинаковой, найти силу тока, если площадь каждого электрода  . Принять заряд иона равным заряду электрона.48. При заболевании маститом корове необходимо ввести в вымя методом лечебного электрофореза 20 мг йода. Для этого гидрофильная прокладка под катодом была смочена раствором йодистого калия. Через прокладку площадью 100 см2 пропускали ток плотностью 0,15 мА/см2. Сколько времени необходимо пропускать ток для введения необходимого количества йода? 49. Сдвиг фаз между током и напряжением при прохождении переменного тока частотой 30 Гц через мышцу кролика составляет – 650. Чему равно сопротивление резистора в эквивалентной схеме последовательно соединенных конденсатора и резистора, если емкость конденсатора 3,6 мкФ? 50. Найдите амплитудное значение силы тока в цепи, содержащей конденсатор емкостью 1 мкФ. Напряжение в электрической цепи равно 250 В, а активное сопротивление 2,5 кОм. Конденсатор и резистор соединены последовательно. Частота равна 50 Гц. ЛЕКЦИЯ 9 ПОСТОЯННОЕ И ПЕРЕМЕННОЕ МАГНИТНЫЕ ПОЛЯ И ИХ ДЕЙСТВИЕ НА ЖИВОЙ ОРГАНИЗМ План 9.1 Магнитное поле и его характеристики. 9.2 Магнитные свойства вещества. 9.3 Действие постоянного магнитного поля на организм млекопитающего. 9.4 Действие переменного магнитного поля на организм млекопитающего. 9.1 Магнитное поле – особый вид материи, создаваемый только движущимися электрическими зарядами или переменным электрическим полем и действующий только на движущиеся заряды (намагниченные тела). Сила, с которой магнитное поле действует на движущийся заряд, называется силой Лоренца  . (9.1)Сила, с которой магнитное поле действует на проводник с током, называется силой Ампера  . (9.2)Количественной характеристикой магнитного поля служит магнитная индукция – векторная физическая величина, численно равная отношению максимального значения модуля силы Ампера, действующей на проводник с током, к величине тока в проводнике и его длине:  . (9.3)Направление вектора магнитной индукции определяют по правилу буравчика, а так же по правилу левой руки: если ладонь левой руки расположить так, чтобы в нее входил вектор магнитной индукции, а четыре вытянутых пальца расположить по направлению тока в проводнике, то отогнутый на 900 большой палец покажет направление силы Ампера. Основной единицей измерения магнитной индукции в СИ является тесла. Для изображения магнитного поля применяют линии магнитной индукции – линии, касательные к которым в любой точке совпадают с направлением вектора магнитной индукции в этой же точке. В отличие от линий напряженности электрического поля линии магнитной индукции всегда замкнуты. Магнитное поле проводника с током произвольной формы находят как векторную сумму магнитных полей отдельных элементов:  . (9.4)Если в какой – то части пространства вектор магнитной индукции во всех точках имеет одинаковое значение по модулю и направлению, то магнитное поле в этой части пространства называют однородным. Магнитное поле постоянно, если значение вектора магнитной индукции в каждой его точке не изменяется со временем. Такое поле существует вокруг неподвижного проводника с постоянным током или вокруг неподвижного магнита. Переменное магнитное поле получается при движении магнита или проводника с постоянным током относительно наблюдателя, а также, если меняется величина тока в проводнике (направление тока). 9.2 Тело, находящееся в магнитном поле, намагничивается – создает собственное магнитное поле. Для характеристики способности вещества изменять силу магнитного взаимодействия используют физическую величину  , называемую относительной магнитной проницаемостью среды, показывающей во сколько раз сила взаимодействия токов в данной среде больше, чем в вакууме.Таким образом, магнитная индукция зависит от свойств среды, в которой создается магнитное поле. Чтобы охарактеризовать само магнитное поле в какой – либо точке пространства независимо от влияния среды, используют векторную физическую величину, называемую напряженностью магнитного поля, модуль которой численно равен  . (9.5)где  = Н/А2 магнитная постоянная – магнитная проницаемость вакуума.Основной единицей измерения напряженности магнитного поля в СИ является А/м. В зависимости от значения μ все вещества по магнитным свойствам разделяют на ферромагнетики (  ), диамагнетики ( ) и парамагнетики ( ).Магнитные свойства различных тел обусловлены орбитальным движением электронов вокруг ядер атомов, а также спином электронов. Поэтому атомы электронов можно рассматривать как микроконтуры с микротоками, образующие собственные магнитные микрополя. Микрополя характеризуются собственными магнитными моментами. В атомах и молекулах магнитные моменты отдельных электронов, складываясь геометрически, образуют общий магнитный момент атома или молекулы. Векторная сумма магнитных моментов атомов или молекул в единице объема вещества характеризуется вектором намагниченности, модуль которого численно равен  , (9.6)где  - магнитная восприимчивость вещества – величина, численно равная намагниченности единицы объема вещества.У диамагнетиков взаимная ориентация орбит электронов в атомах или молекулах приводит к их полной взаимной компенсации, а все электроны являются спаренными (спины противоположны по знаку), в результате чего полный магнитный момент равен нулю. При наложении внешнего магнитного поля на диамагнетики, электронные магнитные моменты молекул изменяют свою ориентацию и, складываясь, образуют собственное магнитное поле, ослабляющее внешнее магнитное поле. Поэтому диамагнитное тело выталкивается из магнитного поля. К диамагнитным веществам относятся: висмут, серебро, медь, фосфор, сера, углерод, вода, углеводы, белки и многие органические соединения организма. У парамагнетиков полной компенсации магнитных моментов электронной атомов не происходит – они больше нуля. Однако благодаря хаотичной ориентации в пространстве магнитных моментов в отсутствии внешнего поля намагниченность парамагнетиков отсутствует, то есть они не образуют собственного магнитного поля. У парамагнетиков под действием внешнего поля происходит ориентирование собственных магнитных моментов атомов или молекул вдоль силовых линий внешнего поля так, что внешнее поле усиливается собственным полем парамагнитного тела. Парамагнитное тело втягивается в магнитное поле. К парамагнитным телам относятся воздух, алюминий, платина, щелочные и щелочноземельные металлы и элементы группы железа. При прекращении действия внешнего поля диа- и парамагнетики возвращаются под действием теплового движения в исходное состояние. Особое место среди парамагнетиков занимают ферромагнетики. Необычные свойства ферромагнетиков обусловлены тем, что в их структуре имеются зоны, где магнитные моменты атомов или молекул имеют одинаковую ориентацию. Это явление называется спонтанным намагничением, а зоны – доменами. При наложении внешнего поля происходит ориентирование в соответствии с полем магнитных моментов доменов. В результате возникает собственное магнитное поле вещества большой силы, которое сохраняется и после прекращения действия внешнего поля. Последнее явление называют остаточным намагничиванием и используют для образования искусственных и естественных постоянных магнитов. К ферромагнетикам относятся железо, никель, кобальт, стали и другие сплавы. Тепловое движение разрушает ориентировку доменов у ферромагнетиков, но в гораздо меньшей степени, чем у парамагнетиков. Температурная точка, при которой конкретный ферромагнетик теряет свои магнитные свойства, называется точкой Кюри. Для железа точка Кюри 7000С.
Ткани организма в значительной степени диамагнитны, подобно воде. Однако в организме имеются и парамагнитные вещества, молекулы и ионы. Ферромагнитных частиц в организме нет. Биотоки, возникающие в организме, являются источником слабых магнитных полей. В некоторых случаях индукцию таких полей удается измерить. Так, например, на основании регистрации временной зависимости индукции магнитного поля сердца (биотоков сердца) создан диагностический метод – магнитокардиография. Так как магнитная индукция пропорциональна силе тока, а сила тока (биоток) согласно закону Ома пропорциональна напряжению (биопотенциал), то магнитокардиограмма аналогична электрокардиограмме. Однако, магнитокардиография, в отличие от электрокардиографии, является бесконтактным методом, ибо магнитное поле может регистрироваться и на некотором расстоянии от биологического объекта – источника поля. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Похожие:
 | Министерство сельского хозяйства российской федерации федеральное... Проектирование учебного процесса по учебной дисциплине (назначение и трудоемкость дисциплины) для опп |  | Министерство сельского хозяйства РФ Министерство сельского хозяйства РФ федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования... |
| Рабочая программа дисциплины Министерство сельского хозяйства РФ федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования... | | Министерство сельского хозяйства РФ федеральное государственное бюджетное... Российской Федерации", постановлением Правительства Российской Федерации от 21. 10. 2011 n 856 "о программе государственных гарантий... |
| Рабочая программа дисциплины (модуля) Министерство сельского хозяйства РФ федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования... | | Министерство сельского хозяйства РФ федеральное государственное бюджетное... Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования |
| Рабочая программа дисциплины (модуля) «биологически активные вещества» Министерство сельского хозяйства РФ федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования... | | Рабочая программа дисциплины Материаловедение. Технология конструкционных материалов Министерство сельского хозяйства РФ федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования... |
| Рабочая программа дисциплины (модуля) Органическая химия Направление... Министерство сельского хозяйства РФ федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования... | | Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Министерство сельского хозяйства РФ федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования... |
| Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Министерство сельского хозяйства РФ федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования... | | Министерство сельского хозяйства РФ федеральное государственное бюджетное... Городская научно-практическая конференция молодых исследователей «шаг в будущее 2010» |
| Министерство сельского хозяйства РФ федеральное государственное бюджетное... Программа предназначена на изучение предмета «общая биология» об общеобразовательных учреждениях | | Программа разработана в соответствии с фгос впо по направлению 111801... Министерство сельского хозяйства РФ федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования... |
| Министерство сельского хозяйства РФ федеральное государственное бюджетное... Программа предназначена на изучение предмета «общая биология» об общеобразовательных учреждениях | | Программа разработана в соответствии с фгос впо по направлению 250700... Министерство сельского хозяйства РФ федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования... |
