Меню

Что такое импульс импульсный ток

Импульсный ток

Импульсный ток — это электрический ток, периодически повторяющийся кратковременными порциями (импульсами). В медицине чаще используют импульсный ток, состоящий из ритмически повторяющихся импульсов тока постоянного направления и различной формы,— прямоугольной, трапециевидной, треугольной, экспоненциальной (токи Лапика) или импульсов синусоидального тока.
Основными характеристиками импульсного тока являются: амплитуда a, длительность t и период Т, или частота повторения, а также форма импульсов .
Действуя на нормальный двигательный нерв или на мышцу, одиночный импульс уже при небольшой продолжительности и интенсивности вызывает быстрое и кратковременное сокращение мышцы. При частично нарушенной иннервации импульсы даже в десятки раз большей продолжительности и в несколько раз большей интенсивности вызывают лишь вялое сокращение мышцы. В таких случаях применяют импульсы с постепенно нарастающей интенсивностью (экспоненциальные). Частые импульсы — более 20 в 1 сек.— вызывают тетаническое сокращение мышц. Эти особенности реакций нервно-мышечной системы на действие импульсного тока легли в основу электродиагностики и электростимуляции. Электростимуляция проводится для поддержания питания и функции мышцы на период восстановления поврежденного нерва или временного вынужденного бездействия мышцы.
Для электростимуляции выбирают такой вид импульсного тока, который вызвал бы тетаническое сокращение при минимальной силе тока и наименьшем болевом раздражении. Прежде для вызывания тетанических сокращений применяли так называемую фарадизацию, пользуясь током индукционной катушки Фарадея. С появлением электронных аппаратов фарадический ток заменен аналогичным по действию и легко измеряемым «тетанизирующим» током. При лечении этим током сокращения обязательно должны чередоваться с паузами. Аппарат УЭИ-1 предназначен для различных видов электродиагностики и для электростимуляции.
Аппараты «Амплипульс-3» (ламповые) и «Амплипульс-ЗТ» (транзисторные) генерируют переменные токи частотой 5000 Гц, модулированные по синусоидальному закону в серии колебаний низкой (от 10 до 150 Гц) частоты. Синусоидальные модулированные токи применяются при лечении радикулитов, вегетативно-трофических нарушений, невралгий, невритов, плекситов, нейромиозитов, облитерирующих эндартериитов, последствий травматических повреждений, синуситов, подострых и хронических воспалительных заболеваний женских половых органов.
Диадинамические токи (токи Бернара) — полусинусоидальные импульсы постоянной полярности с частотой 50 и 100 Гц. Эти частоты применяются раздельно либо при непрерывном чередовании в «коротких» или «длинных» периодах. Показания к применению диадинамического тока те же, что и для синусоидального модулированного тока, однако вызываемое диадинамическим током раздражение рецепторов и кожи, болезненное ощущение жжения и покалывания под электродами ограничивают его применение (противопоказан при расстройствах вегетативной нервной системы). Источниками этих токов служат аппарат СНИМ-1, а также предназначенный для оказания помощи у постели больного аппарат модели 717.
Импульсный ток с прямоугольными импульсами при частоте 100—200 Гц и соотношением длительности импульса к паузе как 1 : 10 (токи Ледюка) оказывают болеутоляющее действие и способны вызывать электронаркоз. Импульсный ток с прямоугольными импульсами применяются и в терапии электросном. См. также Электролечение.

Для отправки комментария вам необходимо авторизоваться.

Источник

Электрический импульс и импульсный ток

Электрическим импульсом назовем кратковременное из­менение электрического напряжения или силы тока.

В технике импульсы подразделяются на две большие группы: видео- и радиоимпульсы.

Видеоимпульсы — это такие электрические импульсы тока или напряжения, которые имеют постоянную составляющую, от­личную от нуля. Таким образом, видеоимпульс имеет преимуще­ственно одну полярность. По форме видеоимпульсы бывают (рис. 14.12): а) прямоугольные; б) пилообразные; в) трапециедальные; г) экспоненциальные; д) колоколообразные и др.

Радиоимпульсы — это модулированные электромагнитные колебания (рис. 14.13).

В физиологии термином «электрический импульс», или «элек­трический сигнал», обозначают именно видеоимпульсы, поэтому рассмотрим параметры этих импульсов, оценивающие их форму, длительность и свойства отдельных участков.

Характерными участками импульса (рис. 14.14) являются: 12 — фронт, 2—3 — вершина, 3—4 — срез (или задний фронт), 45 — хвост. Импульс, изображенный на этом рисунке, очень схема­тичен. У него четко определены моменты начала t1 перехода от фронта к вершине t2 и конца импульса t3. В реальном сигнале (им­пульсе) эти времена размыты (рис. 14.15), поэтому их эксперимен­тальное определение может внести существенную погрешность.

Для уменьшения возможной погрешности условились выде­лять моменты времени, при которых напряжение (или сила то­ка) имеет значения 0,1 Um и 0,9 Um, где Um — амплитуда, т. е. наибольшее значение импульса (рис. 14.15). На этом же рисунке показаны: τф — длительность фронта; τср — длительность среза и τи — длительность

называют крутизной фронта.

Повторяющиеся импульсы назы­вают импульсным током. Он харак­теризуется периодом (периодом повторе­ния импульсов) Т — средним временем между началами соседних импульсов (рис. 14.16) и частотой (частотой повто­рения импульсов) f = 1/Т. Скважно­стью следования импульсов называет­ся отношение:

Величина, обратная скважности, есть коэффициент заполнения:

Электромагнитные волны

Обобщая результаты опытов X. К. Эрстеда по воздействию электрического тока на магнитную стрелку, опытов Фарадея по электромагнитной индукции и других фактов, Максвелл создал в рамках классической физики теорию электромагнитного поля.

В основе теории Максвелла лежат два положения: а) всякое пе­ременное электрическое поле порождает магнитное и б) всякое пе­ременное магнитное поле порождает электрическое (явление электромагнитной индукции).

Взаимное образование электрических и магнитных полей при­водит к понятию электромагнитной волны — распространение единого электромагнитного поля в пространстве.

Если распространение плоской механической волны описыва­лось одним уравнением (5.48), то распространение плоской элек­тромагнитной волны описывается двумя уравнениями — соответ­ственно для электрической и магнитной компонент единого элек­тромагнитного поля:

здесь Е и В соответственно напряженность электрического поля и магнитная индукция, Ет и Вт — их амплитудные значения.

Векторы Е, В и v (скорость распространения волны) взаимно перпендикулярны (см. рис. 14.17).

В теории Максвелла было получено выражение для скорости распространения электромагнитной волны

уме, е и ц — соответственно диэлектри­ческая и магнитная проницаемости, б и ц — соответственно электрическая и магнитная постоянные.

Таким образом, скорость распрост­ранения электромагнитных волн рав­на скорости света. Это послужило ос­нованием для создания Максвеллом электромагнитной теории света.

Сопоставляя (14.52) и выражение для показателя преломления п = c/v, можно установить связь между п и диэлектрической и магнитной проницаемостями:

Объемная плотность энергии электромагнитного поля склады­вается из объемных плотностей энергии

электрического (12.46) и магнитного(13.8) полей:

Плотность потока энергии волн (интенсивность волны) получим из общей формулы (5.54), подставляя в нее (14.58) и (14.52):

Из (14.56) можно получить выражение, если подставить это выражение в (14.59), то получим:

Как видно, интенсивность электромагнитной волны пропорци­ональна квадрату амплитуды напряженности электрического по­ля. Заметим, что аналогичная связь между интенсивностью и амплитудой существует и для механических волн [см. (5.56)].

§ 14.7. Шкала электромагнитных волн. Классификация частотных интервалов, принятая в медицине

Из теории Максвелла вытекает, что различные электромагнит­ные волны, в том числе и световые, имеют общую природу. В связи с этим целесообразно представить всевозможные электромагнитные волны (электромагнитное излучение) на единой шкале (рис. 14.18).

Вся шкала условно подразделена на шесть диапазонов: радиовол­ны (длинные, средние и короткие), инфракрасные, видимые, ульт­рафиолетовые, рентгеновские волны и гамма-излучение. Эта классификация определяется либо механизмом образования волн, их частотой, либо возможностью их зрительного восприятия человеком.

Радиоволны обусловлены переменными токами в проводниках и электронными потоками (макроизлучатели). Инфракрасное, ви­димое и ультрафиолетовое излучения исходят из атомов, молекул и быстрых заряженных частиц (микроизлучатели). Рентгенов­ское излучение возникает при внутриатомных процессах, γ-излучение имеет ядерное происхождение.

Некоторые диапазоны перекрываются, так как волны одной и той же длины могут образоваться в разных процессах. Так, наибо­лее коротковолновое ультрафиолетовое излучение перекрывается длинноволновым рентгеновским.

В этом отношении очень характерна пограничная область инф­ракрасных волн и радиоволн. До 1922 г. между этими диапазона­ми был пробел. Наиболее коротковолновое излучение этого неза­полненного промежутка имело молекулярное (атомное) проис­хождение (излучение нагретого тела), а наиболее длинноволновое излучалось макроскопическими вибраторами Герца. Российским физиком А. А. Глаголевой-Аркадьевой было предложено пропус­кать искру через смесь большого числа мелких металлических опилок в масле. При этом можно было получать различные элек­тромагнитные волны с длиной волны 82 мкм и более. Таким образом, диапазоны инфракрасных и радиоволн были сомкнуты.

Сейчас никого не удивляет, что даже миллиметровые волны могут генерироваться не только радиотехническими средствами, но и молекулярными переходами. Появился раздел — радио­спектроскопия, который изучает поглощение и излучение радио­волн различными веществами.

В медицине принято следующее условное разделение электро­магнитных колебаний на частотные диапазоны (табл. 25).

Часто физиотерапевтическую электронную аппаратуру низкой и звуковой частот называют низкочастотной. Электронную ап­паратуру всех других частот называют обобщающим понятием высокочастотная.

ГАЛАВА15 Физические процессы в тканях при воздействии током и электромагнитными полями

Все вещества состоят из молекул, каждая из них является сис­темой зарядов. Поэтому состояние тел существенно зависит от протекающих через них токов и от воздействующего элек­тромагнитного поля. Электрические свойства биологических тел более сложны, чем свойства неживых объектов, ибо ор­ганизм — это еще и совокупность ионов с переменной кон­центрацией в пространстве. Первичный механизм воздейст­вия токов и электромагнитных полей на организм — физиче­ский, он и рассматривается в главе применительно к медицинским лечебным методам.

Источник

Электрический импульс и импульсный ток

Электрическим импульсом назовем кратковременное из­менение электрического напряжения или силы тока.

В технике импульсы подразделяются на две большие группы: видео- и радиоимпульсы.

Видеоимпульсы — это такие электрические импульсы тока или напряжения, которые имеют постоянную составляющую, от­личную от нуля. Таким образом, видеоимпульс имеет преимуще­ственно одну полярность. По форме видеоимпульсы бывают (рис. 14.12): а) прямоугольные; б) пилообразные; в) трапециедальные; г) экспоненциальные; д) колоколообразные и др.

Радиоимпульсы — это модулированные электромагнитные колебания (рис. 14.13).

В физиологии термином «электрический импульс», или «элек­трический сигнал», обозначают именно видеоимпульсы, поэтому рассмотрим параметры этих импульсов, оценивающие их форму, длительность и свойства отдельных участков.

Характерными участками импульса (рис. 14.14) являются: 12 — фронт, 2—3 — вершина, 3—4 — срез (или задний фронт), 45 — хвост. Импульс, изображенный на этом рисунке, очень схема­тичен. У него четко определены моменты начала t1 перехода от фронта к вершине t2 и конца импульса t3. В реальном сигнале (им­пульсе) эти времена размыты (рис. 14.15), поэтому их эксперимен­тальное определение может внести существенную погрешность.

Для уменьшения возможной погрешности условились выде­лять моменты времени, при которых напряжение (или сила то­ка) имеет значения 0,1 Um и 0,9 Um, где Um — амплитуда, т. е. наибольшее значение импульса (рис. 14.15). На этом же рисунке показаны: τф — длительность фронта; τср — длительность среза и τи — длительность

называют крутизной фронта.

Повторяющиеся импульсы назы­вают импульсным током. Он харак­теризуется периодом (периодом повторе­ния импульсов) Т — средним временем между началами соседних импульсов (рис. 14.16) и частотой (частотой повто­рения импульсов) f = 1/Т. Скважно­стью следования импульсов называет­ся отношение:

Величина, обратная скважности, есть коэффициент заполнения:

Электромагнитные волны

Обобщая результаты опытов X. К. Эрстеда по воздействию электрического тока на магнитную стрелку, опытов Фарадея по электромагнитной индукции и других фактов, Максвелл создал в рамках классической физики теорию электромагнитного поля.

В основе теории Максвелла лежат два положения: а) всякое пе­ременное электрическое поле порождает магнитное и б) всякое пе­ременное магнитное поле порождает электрическое (явление электромагнитной индукции).

Взаимное образование электрических и магнитных полей при­водит к понятию электромагнитной волны — распространение единого электромагнитного поля в пространстве.

Если распространение плоской механической волны описыва­лось одним уравнением (5.48), то распространение плоской элек­тромагнитной волны описывается двумя уравнениями — соответ­ственно для электрической и магнитной компонент единого элек­тромагнитного поля:

здесь Е и В соответственно напряженность электрического поля и магнитная индукция, Ет и Вт — их амплитудные значения.

Векторы Е, В и v (скорость распространения волны) взаимно перпендикулярны (см. рис. 14.17).

В теории Максвелла было получено выражение для скорости распространения электромагнитной волны

уме, е и ц — соответственно диэлектри­ческая и магнитная проницаемости, б и ц — соответственно электрическая и магнитная постоянные.

Таким образом, скорость распрост­ранения электромагнитных волн рав­на скорости света. Это послужило ос­нованием для создания Максвеллом электромагнитной теории света.

Сопоставляя (14.52) и выражение для показателя преломления п = c/v, можно установить связь между п и диэлектрической и магнитной проницаемостями:

Объемная плотность энергии электромагнитного поля склады­вается из объемных плотностей энергии

электрического (12.46) и магнитного(13.8) полей:

Плотность потока энергии волн (интенсивность волны) получим из общей формулы (5.54), подставляя в нее (14.58) и (14.52):

Из (14.56) можно получить выражение, если подставить это выражение в (14.59), то получим:

Как видно, интенсивность электромагнитной волны пропорци­ональна квадрату амплитуды напряженности электрического по­ля. Заметим, что аналогичная связь между интенсивностью и амплитудой существует и для механических волн [см. (5.56)].

Читайте также:  Когда возникает электрический ток в замкнутом проводнике

Источник



Электрический импульс и импульсный ток

date image2017-12-14
views image6181

facebook icon vkontakte icon twitter icon odnoklasniki icon

Электрический импульс — кратковременное изменение электрического напряжения или силы тока на фоне некоторого постоянного значения.

Импульсы подразделяются на две группы:

1) видеоимпульсы — электрические импульсы постоянного тока или напряжения;

2) радиоимпульсы — модулированные электромагнитные колебания.

Видеоимпульсы различной формы и пример радиоимпульса показаны на рис. 14.7.

Рис. 14.7.Электрические импульсы

В физиологии термином «электрический импульс» обозначают именно видеоимпульсы, характеристики которых имеют существенное значение. Для уменьшения возможной погрешности при измерениях условились выделять моменты времени, при которых параметры имеют значение 0,1Umax и 0,9Umax (0,1Imax и 0,9Imax). Через эти моменты времени выражают характеристики импульсов.

Рис.14.8.Характеристики импульса (а) и импульсного тока (б)

Импульсный ток — периодическая последовательность одинаковых импульсов.

Характеристики отдельного импульса и импульсного тока указаны на рис. 14.8.

На рисунке указаны:

14.4. Импульсная электротерапия

Электросонтерапия— метод лечебного воздействия на структуры головного мозга. Для этой процедуры применяют прямоугольные

импульсы с частотой 5-160 имп/с и длительностью 0,2-0,5 мс. Сила импульсного тока составляет 1-8 мА.

Транскраниальнаяэлектроанальгезия— метод лечебного воздействия на кожные покровы головы импульсными токами, вызывающими обезболивание или снижение интенсивности болевых ощущений. Режимы воздействия показаны на рис. 14.9.

Рис. 14.9.Основные виды импульсных токов, используемых при транскраниальнойэлектроанальгезии:

а) прямоугольные импульсы напряжением до 10 В, частотой 60-100 имп/с, длительностью 3,5-4 мс, следующие пачками по 20-50 импульсов;

б) прямоугольные импульсы постоянной (б) и переменной (в) скважности продолжительностью 0,15-0,5 мс, напряжением до 20 В, следующие с частотой

Выбор параметров (частоты, длительности, скважности, амплитуды) осуществляется индивидуально для каждого больного.

Диадинамотерапияиспользует полусинусоидальные импульсы

Токи Бернара представляют собой диадинамические токи — импульсы с задним фронтом, имеющим форму экспоненты, частота этих токов 50-100 Гц. Возбудимые ткани организма быстро адаптируются к таким токам.

Электростимуляция — метод лечебного применения импульсных токов для восстановления деятельности органов и тканей, утративших нормальную функцию. Лечебный эффект обусловлен тем физиологическим действием, которое оказывают на ткани организ-

Рис. 14.10.Основные виды диадинамических токов:

а) однополупериодный непрерывный ток с частотой 50 Гц;

б) двухполупериодный непрерывный ток с частотой 100 Гц;

в) однополупериодный ритмический ток — прерывистый однополупериодный ток, посылки которого чередуются с паузами равной длительности

г) ток, модулированный разными по длительности периодами

ма импульсы с высокой крутизной фронта. При этом происходит быстрый сдвиг ионов из установившегося положения, оказывающий на легковозбудимые ткани (нервную, мышечную) значительное раздражающее действие. Это раздражающее действие пропорционально скорости изменения силы тока, т.е. di/dt.

Основные виды импульсных токов, используемых в этом методе, показаны на рис. 14.11.

Рис. 14.11.Основные виды импульсных токов, используемых для электростимуляции:

а) постоянный ток с прерыванием;

б) импульсный ток прямоугольной формы;

в) импульсный ток экспоненциальной формы;

г) импульсный ток треугольной остроконечной формы

На раздражающее действие импульсного тока особенно сильно влияет крутизна нарастания переднего фронта.

Электропунктура — лечебное воздействие импульсных и переменных токов на биологически активные точки (БАТ). По современным представлениям такие точки являются морфофункционально обособленными участками тканей, расположенными в подкожной жировой клетчатке. Они имеют повышенную электропроводность по отношению к окружающим их участкам кожи. На этом свойстве основано действие приборов для поиска БАТ и воздействия на них (рис. 14.12).

Рис. 14.12.Прибор для электропунктуры

Рабочее напряжение измерительных приборов не превышает 2 В.

Измерения проводятся следующим образом: нейтральный электрод пациент держит в руке, а оператор прикладывает к исследуемой БАТ измерительный электрод-щуп малой площади (точечные электроды). Экспериментально показано, что сила тока, протекающего в измерительной цепи, зависит от давления электрода-щупа на поверхность кожи (рис. 14.13).

Поэтому всегда имеется разброс в измеряемой величине. Кроме того, упругость, толщина, влажность кожи на различных участках тела и у различных людей разная, поэтому нельзя ввести единую норму. Следует особо отметить, что механизмы электрического раздражения

Рис. 14.13.Зависимость силы тока от давления щупа на кожу

БАТ нуждаются в строгом научном обосновании. Необходимо корректное сравнение с концепциями нейрофизиологии.

Источник