Електричне поле та його характеристики.

Електричне поле та його характеристики.

Електричне поле – це вид матерії, через яку відбувається взаємодія між зарядами. Якщо заряди рухомі – поле стаціонарне.

Характеристики електричного поля:

- Напруженість – силова характеристика E=F/g (Н/Кл або В/м)

напруженність електричного поля — векторна величина, яка характеризує електричне поле й визначає силу, що діє на заряджену частинку (тіло). В числовому виразі, напруженість електричного поля дорівнює відношенню сили, що діє на заряджену чacтинку до величини її зapяду. Напрям напруженості електричного поля співпадає з напрямком сили, що діє на частинку з позитивним зарядом. Напруженість електричного поля вимірюється в одиницях вольт/метр (В/м). В/м – це напруженість такого однорідного електричного поля, в якого різниця потенціалів на кінцях силової лінії завдовжки в 1 м дорівнює 1 В.

- Потенціал електричного поля – енергетична характеристика ɸ=А/g

Потенціалом електростатичного поляназивають відношення потенціальної енергії заряду в полі до значення цього заряду.

Різниця потенціалів між двома точками електричного поля одержала назву напруги (U). Напруга чисельно дорівнює роботі А, яку виконують електричні сили при переміщенні одиничного позитивного заряду q між двома точками.

- Відносна діалектична проникність середовища

Діелектрична проникність демонструє, у скільки разів напруженість поля даних зарядів у діелектрику (однорідному) буде менше, ніж у вакуумі.

- Електрична ємність провідника.

Ємність – властивість провідника утримувати на своїй поверхні заряди, при цьому навколо провідника виникає електричне поле.

 

Диполь в електричному полі.

Диполь- це два заряди(система двох зарядів) рівні за величиною, але протилежні за знаком, які знаходяться на відстані l.

Характеризується дипольним моментом диполя:

P=gl, де l – вектор, спрямований від від'ємного до додатного заряду.

У вакуумі електричний диполь зберігається як завгодно довго, а у провідному середовищі він екранується або нейтралізується. У разі підключення до диполя джерела постійного струму диполь буде зберігатися. Така двополюсна система називається дипольним електричним генератором або струмовим диполем.

Дипольний момент струмового диполя

Р=, де – відстань між електродами, – сила струму.

 

Імпеданс тканин оранізму

Імпеданс – повний опір кола. Для клитин імпеданс - , для шкіри - . З формулу видно, що імпеданс залежить від частоти змінного струму. Така залежність дисперсія імпедансу. Вона сама по собі є діагностичним показником функціонального стану тканини. для використання дисперсії імпедансу в медицині використовують коефіцієнт поляризації (відношення значень імпедансів різних частот). . Коли то тканина мертва. Реографія – діагностичний метод, за допомогою якого реєструються зміни імпедансу тканин при їх кровонаповненні. Вона застосовується для діагностики різного роду судинних порушень головного мозку, кінцівок, легень, серця, печінки. Реографія сітківки ока – офтальмореографія. реографія поперечна – реографія кінцівок, прий якій електроди розташовуються на одному рівні відносно їх повздовжньої осі; використовується для оцінки функції кровоносних судин кінцівок. Реографія повздовжня – реографія кінцівки, прий якій електроди розташовуються по її повздовжній осі; використовується для оцінки функції кровоносних судин всієї кінцівки. реограму записують за допогою реографа, який складається з блока живлення, генератора струму високої частоти, підсилювача, записуючого пристрою і електродів.

Основні положення реографії («рео» — течу, «графо» — пишу) наступні:

1) Зміна об’єму ділянки DV пропорційна зміні її електричного опору DR:

DV~DR. (3.6.6)

2) Зміну кровонаповнення органу (ділянки) можна знайти з рівняння нерозривності струменя для нестаціонарного потоку рідини, враховуючи об’ємну швидкість притоку Q_in(t) та відтоку Q_out(t) рідини для даної ділянки:

. (3.6.7)

3) Величина об’ємної швидкості рідини визначається рівнянням Гагена-Пуазейля:

, (3.6.8)

де DР(t) - зміна тиску, X(r, h) – гідравлічний опір, який залежить від радіуса судини r та в’язкості рідини h.

При послідовному з’єднанні активного опору R і ємності С повний опір (імпеданс) дорівнює

, (3.6.2)

а при паралельному

– , де .

 

Напівпровідниковий діод

Випрямляч електричної енергії - механічний, електровакуумний, напівпровідниковий або інший пристрій, призначений для перетворення змінного вхідного електричного струму в постійний вихідний електричний струм.

Основні параметри напівпровідникового діода:

1) крутість ; 2) диференційний (внутрішній) опір ;3) потужність Р = DU×DI.

Елементною базою випрямлячів є лампові діоди, які також мають односторонню провідність і аналогічні параметри. Діоди є елементною базою двопівперіодного випрямляючого містка, який використовується в медичній апаратурі як джерело постійного струму. Вона містить міліамперметри (mA), вольтметри (V₁, V₂), діоди (Д₁, Д₂, Д₃, Д₄) і активні навантаження (Л₁, Л₂, Л₃).

 

 

Магнітне поле

Магнітне поле - це вид матерії через яку здійснюється зв'язок та взаємодія між рухомим електричним зарядом, або струнами у провідниках.

Характеристики магнітного поля:

1. Магнітна індукція - це векторна величина, яка чисельно дорівнює силі, яка діє в однорідному колі на провідник довжиною l, із стрімом I, цей струм перпендикулярний до напряму магнітної індукції Зоражають магнітне поле так як і електричне, позначають силовими лініями. Щоб отримати однорідне магнітне поле користуються соленоїдами.

2. Неперевне в вакуумі і характеризується напружиністю магнітного поля - числове значення якої залежить від сили та конфігурації провідника, а напрямок напруженості поля співпадає з напрямом індукції. Величину напруженості магнітного поля обраховують за законом Біо-Совара-Лапласа. За цим законом величина магнітної індукції в точці М на відстані r від ел емента М провідника довільної форми визначається формулою: . Напрям магнітної індукції в усіх випадках визначається за правилом сверлика, або правої руки. Використовуючи цей закон для повного струму можна розрахувати для прямого провідника ; для однорідного поля в середині соленоїда де - число витків до довжини провідника

3. Індукція і напруженість у системі СІ зв'язані співвідношенням

, де

4.Магнітний потік - - це величина магнітної індукції, що проводить через одиничну прощу поверхні виміюється в тесках\м² - цю величину відкрив Вебер

5.Робота та переміщення провідника із струму у магнітному полі. Ця величина визначає струм у змінному магнітному полі виміряється у Дж або 1А* Вебер

6.Густина енергії в магнітному полі

 

 

Електропровідність

Електропровідність — здатність речовини проводити електричний струм. Електропровідність виникає в електричному полі. Як і у вакуумі, у газах звичайно немає вільних носіїв заряду. Їх можна інжектувати з катода. Проте при своєму русі до анода інжектовані в газ електрони зазнають зіткнень із атомами газу й розсіюються. З одного боку це зменшує провідність, але з іншого боку, електрони, розігнані електричним полем до високих швидкостей, можуть іонізувати атоми газу, вибиваючи з них електрони й створюючи позитивні йони. Нові електрони та йони рухаються до аноду чи катоду, відповідно, збільшуючи електричний струм. В залежності від прикладеної напруги та хімічного складу газу ці явища призводять до виникнення низки різноманітних типів газових розрядів, розшарування проміжку між анодом і катодом на зони з різними властивостями тощо.

Ареіонізація - це збагаченя газів іонами певних елементів. Вітамінами повітря називають негативно заряджені аероіони (аніони), завдяки яким кисень краще всмоктується в кров, забезпечуючи нам запас сил і енергії. З цією метою був розроблений іонізатор повітря. Між двома електродами (перший електрод повинен бути довгим і тонким – голка, другим служить шнур електроживлення) утворюється поле високої напруги, в результаті чого з першого електрода на високій швидкості злітають електрони і стикаючись з повітрям утворюють негативний іон. Якщо бути точнішим негативний іон кисню О₂ з вільним електроном. Саме цей вільний електрон надалі чинить сприятливу дію на наш організм. Крім того потік електронів з першого електрода при зіткненні з молекулами кисню вибиває з неї інший електрон, який у свою чергу стикається з наступною молекулою кисню і теж вибиває з неї вільний електрон. Така активність електронів призводить до того, що біля працюючого іонізатора можна відчути легкі коливання повітря – вітерець. У нічний час доби можна спостерігати легке світіння навколо приладу.

Електричне поле та його характеристики.

Електричне поле – це вид матерії, через яку відбувається взаємодія між зарядами. Якщо заряди рухомі – поле стаціонарне.

Характеристики електричного поля:

- Напруженість – силова характеристика E=F/g (Н/Кл або В/м)

напруженність електричного поля — векторна величина, яка характеризує електричне поле й визначає силу, що діє на заряджену частинку (тіло). В числовому виразі, напруженість електричного поля дорівнює відношенню сили, що діє на заряджену чacтинку до величини її зapяду. Напрям напруженості електричного поля співпадає з напрямком сили, що діє на частинку з позитивним зарядом. Напруженість електричного поля вимірюється в одиницях вольт/метр (В/м). В/м – це напруженість такого однорідного електричного поля, в якого різниця потенціалів на кінцях силової лінії завдовжки в 1 м дорівнює 1 В.

- Потенціал електричного поля – енергетична характеристика ɸ=А/g

Потенціалом електростатичного поляназивають відношення потенціальної енергії заряду в полі до значення цього заряду.

Різниця потенціалів між двома точками електричного поля одержала назву напруги (U). Напруга чисельно дорівнює роботі А, яку виконують електричні сили при переміщенні одиничного позитивного заряду q між двома точками.

- Відносна діалектична проникність середовища

Діелектрична проникність демонструє, у скільки разів напруженість поля даних зарядів у діелектрику (однорідному) буде менше, ніж у вакуумі.

- Електрична ємність провідника.

Ємність – властивість провідника утримувати на своїй поверхні заряди, при цьому навколо провідника виникає електричне поле.

 

Диполь в електричному полі.

Диполь- це два заряди(система двох зарядів) рівні за величиною, але протилежні за знаком, які знаходяться на відстані l.

Характеризується дипольним моментом диполя:

P=gl, де l – вектор, спрямований від від'ємного до додатного заряду.

У вакуумі електричний диполь зберігається як завгодно довго, а у провідному середовищі він екранується або нейтралізується. У разі підключення до диполя джерела постійного струму диполь буде зберігатися. Така двополюсна система називається дипольним електричним генератором або струмовим диполем.

Дипольний момент струмового диполя

Р=, де – відстань між електродами, – сила струму.