КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Теоретическая часть
Свердловск 1982 Исследование электрического сопротивления тела человека К.Б. Кузнецов
Цель работы: ознакомление с основными закономерностями изменения электрического сопротивления тела человека, проведение самостоятельного экспериментального исследования по измерению электрического сопротивления тела человека.
Степень воздействия электрического тока на организм человека зависит в основном от следующих факторов: - от величины электрического тока, А; - длительности воздействия тока, с; - путипротекания; - рода и частоты тока, Гц. Величина тока в электрической цепи определяется сопротивлением этой цепи и приложенным напряжением. Сопротивление тела человека является специфическим, так как различные ткани тела имеют различное электрическое сопротивление (табл.1).
Таблица 1 – Удельное объемное электрическое сопротивление тканей человеческого организма, Ом · м
Как видно из таблицы 1, кожа обладает наибольшим сопротивлением, что является главным фактором определяющим сопротивление всего тела человека. Наружный слой кожи, расположенный между электродом и хорошо проводящей внутренней областью кожи (рисунок 1.), можно представить в виде несовершенного конденсатора С. Величина удельной емкости этого конденсатора колеблется в пределах (0,0047... 0,0152)·10-4мкФ/м2 в зависимости от толщины наружного слоя кожи (эпидермиса) и его относительной диэлектрической проницаемости.
Электрическую схему замещения наружного слоя кожи и всего тела человека по пути протекания тока "рука-рука" с учетом активного сопротивления слоя кожи r Н и внутреннего сопротивлений живых тканей организма r В можно представить в виде схемы (рисунок 2). Из схемы видно, что ток в наружном слое кожи протекает по путям: через активное сопротивление r Н и ёмкость наружного слоя С Н. Тело человека в электрической цепи не может рассматриваться как простой физический проводник. При протекании электрического тока в теле человека проходят сложные биофизические процессы, которые значительно сложнее процессов при протекании тока в электролитах, металлах и полупроводниках. Однако при определенных допущениях емкость наружного слоя кожи и его активное сопротивление можно определить по следующим формулам: ; (1) где d – толщина наружного слоя, м; S – поверхность сопротивления электрода,м2; Е – относительная диэлектрическая проницаемость наружного слоя кожи; р – удельное сопротивление этого слоя, Ом·м. Активное сопротивление r Н и емкость С Н составляют полное сопротивление наружного слоя кожи z Н. Внутреннее сопротивление зависит от пути протекания тока (рисунок 3) и может колебаться в пределах 300….800 Ом. Согласно исследованиям, проведенным в МИИТе, средние значения этих сопротивлений составляют таблицу 2. Если поверхности электродов одинаковы и условия их наложения симметричны, то для случая прохождения тока по пути «рука-рука» сопротивления будут равны, и полное сопротивление тела человека может быть выражено: (2)
Рисунок 1 – Схема замещения
Рисунок 2 – Пути протекания тока через тело человека
Таблица 2 – Средние значение внутренних сопротивлений тела человека.
Модуль полного сопротивления тела человека в этом случае можно выразить формулой:
(3)
Из формулы (3) видно, что с возрастанием ω модуль сопротивления уменьшается, так как при ω =2πƒ→∞, z→rB. На частоте порядка 10–20 кГц полное сопротивление наружного слоя кожи мало и его можно принять с некоторыми допущениями равным 0, т.е. при =10–20 кГц полное сопротивление тела человека равно внутреннему сопротивлению, т.е. z = rВ Ом. Величину полного сопротивления тела человека при постоянном токе r 0 можно найти методом линейной экстраполяции значений сопротивлений тела человека, полученных экспериментально при низких частотах 0-50 Гц. Величина полного сопротивления наружного слоя кожи может быть определена: , (4)
Преобразуя эти выражения, получим формулу для расчета величины емкости Сн наружного слоя кожи:
(5)
где rH – активное сопротивление наружного слоя кожи, Ом; zH – полное сопротивление наружного слоя, Ом на частоте , – круговая частота. Приведенные соотношения 1-5 справедливы при напряжениях ниже 50 В. При больших напряжениях проявляется несовершенство ёмкостного сопротивления, оно пробивается и при напряжениях 150 – 200 В, но не оказывает влияния на полное сопротивление тела.
Дата добавления: 2015-06-30; Просмотров: 541; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |