Түрлі ағзаға электр және магнит өрісінің әсері

Тогы  бар  контурдың  сипаттамасы  ретінде  оның  магниттік  моменті  деген  векторлық  шама   енгізілген.  Магниттік моменттің сан мәні  контурдағы  ток пен контурдың ауданының көбейтіндісіне  тең шама:

Ал  оның  векторы

=

Мұндағы  n – бұрғы  сабының  айналу  бағыты  контурдағы  токпен  бағыттас  болғандағы  бұранданың  ілгерімелі  қозғалысымен  сәйкес  келетін  нормаль  бойындағы  бірлік  вектор.

Магнит  өрісінің  қасиетін  сипаттау  үшін  физикалық  шама – магнит  индукциясының  векторы  туралы  ұғым  енгізіледі.  Тепе-теңдік  жағдайында  тұрған  тогы  бар  контурдың  оң  нормалі  және  магнит  индукциясының  векторының  бағыттары  бір-біріне  сәйкес  келеді.  Индукция  векторының  шамасы  магнит  өрісінің  токқа  әсер  ететін  күшін  сипаттайды.

Сынама  контурдың  сыртқы  магнит  өрісіндегі  тепе-теңдік  орналасуы  кезінде  механикалық  бұрау  моментінің  мәне  нөлге  тең,  ал  нормаль  90⁰-қа   бұрылса   контурға   әсер  етуші   күш моменті максимал

М_m  болады.

Тогы  бар  контурға  әсер  етуші  ең  үлкен  моментінің  контурдың  магниттік  моментіне  қатынасы  арқылы  магнит  индукциясы  векторының  модулін  анықтаймыз:

B=

     Бұрғы  ережесін  пайдаланып  тогы  бар  түзу  өткізгіштің  магнит  өрісінің  индукциясының  векторын  анықтау  қиын  емес.  Бұрғының  ілгерімелі  қозғалысы  өткізгіштегі  ток  бағытымен  сәйкес  болса,  бұрғының  айналу  бағыты  магнит  индукциясының  сызықтарымен  сәйкес  келіп,  кез-келген  нүктедегі  В  векторы  жанамамен  бағыттас  болады.

Магнит  индукциясының  халықаралық  жүйедегі  өлшем  бірлігі  югослав  ғалым-электротехнигі  Н.Тесланың  атына  сәйкес  Тл (тесла)  деп  аталады.

Магнит  өрісінің  қозғалмалы  зарядқа  әсері

 

Электр  тогы  дегеніміз  зарядтардың реттелген қозғалысы.  Екіншіден,  француз физигі  Ампердің  заңы  бойынша ток элементіне  магнит  өрісінің  әсер  ететін  күшін білеміз.  Сондықтан Ампер күшін өрістің өткізгіш  ішімен  қозғалатын  зарядты бөлшектерге әсері деп қарастыруға  болады.  Магнит  өрісінің  қозғалмалы  зарядқа  әсер  күші  электрондық  теорияның  негізін  қалаған  голландиялық  физик  Лоренц  күші  деп  аталады.

Ток  элементіне  магнит  өрісінің  әсер  күші  dF = I  · B · dl · sinα.  Лоренц  күшін  анықтау  үшін  өткізгіштің  dl  бөлігіне  әсер  етуші dF  күшті осы dl  бөліктегі реттелген қозғалыстағы  барлық  зарядтардың N  санына  бөлу  керек.  Лоренц  күшін  анықтағанда  ток  күшін  қозғалыстағы  зарядты  бөлшектің  параметрлері  ( q – заряды, n – концентрациясы, V – реттелген қозғалыс  жылдамдығы )  және  ұзындығы  dl  өткізгішінің  көлденең  S  қимасы  арқылы  жазылған  өрнекті  пайдаланамыз:     I=q

                   

немесе

F_Л = q · V · B · sinα,

мұндағы  α – жылдамдық және  индукция  векторларының арасындағы  бұрыш.

Векторлық  түрде  Лоренц  күші

F_Л = q · [ V · B ]

Қозғалыстағы   зарядты   бөлшектер   металл   өткізгіші   үшін  q = e, 

өткізгіштер  үшін  F_Л = е · V · B · sinα  болады.  Егер  магнит  өрісінен  басқа электр  өрісі болса,  Лоренцтің толық күші:

F_Л = e · E + е · V · B · sinα 

Лоренц  күшінің  бағытын  сол  қол  немесе  бұранда  ережелерімен  анықтауға  болады.        

                                                                        F_A

 

+  U                     –                 U

      В                                                         В 

                     F_A   

 

 

Чертежден  оқырманға  қарай  бағытталған  біртекті  магнит  өрісінде  теріс  және  оң  таңбалы  зарядтар  V  жылдамдығымен  өрістің  индукция  векторына  перпендикуляр  бағытта  қозғалып  келеді.  Осы  жағдайда  суреттегі  көрсетілген  Лоренц  күштерінің  бағытын  түсіну  қиындық  тудырмас  деген  сенімдеміз.

Лоренц  күшінің  әсерінен  бөлшектің жылдамдығы  шама  жағынан өзгеріске түспей,  тек қана  бағытын өзгертеді.  Нәтижесінде Лоренц  күші  центрге тартқыш күш болып есептеледі.

 

Айнымалы магнит өрісінің  ұлпаға әрекеті.

Ұлпада электр тогының  болуы, диэлектриктердің әлсіз ток өткізгіштігінен туындайды. Әдетте емдеу мақсатында ультражоғарғы жилікті электрлік өрісті қолданады, сондықтан сәйкесінше бұл физиотерапевтикалық әдіс УЖЖ – терапия деген атқа ие болды.

УЖЖ аппараты, ультражоғарғы жиілікті электрлік өріспен емдеуге қолданады.   УЖЖ аппараты,  терапиялық тербелмелі контурмен индуктивті байланысқан (жиілігі   ), электрлік тербелмелі генератор.

Электрлік тербеліс емлелушідегі электрод пен терапиялық контурдың  арасындағы кеңістікке  ультражоғарғы жиілікті электр өрісін қолдану үшін қажет. УЖЖ аппараттың әртүрлі конструкциясы бар және олар терапиялық контурда қуаттары әртүрлі электрлік тербелістерге есептелген, электрлік тербелістер қуаты 30, 80, 300Вт болуы мүмкін.

УЖЖ – ті өрістің әсерінің тиымды екендігін бағалау үшін, өткізгіштердегі және диэлектриктердегі   қабылданған жылу көлемін есептеу қажет.

Айнымалы электрлік  өрісіндегі дене электрлік токты  өткізеді. Сондықтан қабылданған  жылу көлемін электродтағы токтың қалыңдығы  бойынша емес, ал   денеден өтетін электрлік өрістің кернеуі арқылы есептейді.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Қорытынды

Қорыта келгенде  ағзаға  электромагниттік өрістің және токтың  бірінші  механикалық   әсерін – физикалық  деп, сонымен қатар оны медицинада емдеу әдісі ретінде қарастырады.

Организмге әсер ететін тұрақты ток, ток күшіне байланысты, сондықтан ұлпалардағы және терілердің электрлік кедергісінің маңызы зор. Ылғал, тер кедергінің маңызын кемитеді, кішкентай кернеудің өзіде организм арқылы өтетін ток байқалады.

 Шипалы заттар диссоциацялану негізінде қабылдайтын зарядтардың таңбасына сәйкес енгізіледі. Анод арқылы кейбір органикалық қосылыстардың иондары беріледі, мысалы, сульфидин, пенциллин және басқалар. Катафорез, электрлік осмос, иондық гальванизация құбылыстарының жиынтығы электрофорез деп аталады. Ертіндіден, электрондық төсеніш және электролиттерден құралатын ток өткізетін тізбегінен тұратын күрделі  тізбек иондық  гальванизация кезінде пайда болады.                                

Магнит  өрісін  негізгі  қасиеттері  бар  материяның  ерекше  түрі  деуге болады.

Магнит  өрісінің  кейбір  қасиеттерін  түсіну  үшін  құрал  есебінде  магнит    өрісіндегі    тогы    бар    тұйықталған    контурды    пайдаланған  орынды.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Қолданылған әдебиеттер.

1. А.Н. Ремизов., А.Г. Максина., А.Я. Потапенко. «Медицинская и биологическая физика», Москва - 2004
2. Самойлов В.О. Медицинская биофизика. СПб.: СпецЛит, 2004. –496 с.
3. Антонов В.Ф., Черныш А.М., В.И. Пасечник и др. Биофизика.  М., Владос, 2000
4. Владимиров Ю.А. Рощупкин Д.И.,Потапенко А.Я., Деев А.И. Биофизика, М., Медицина, 1999.
5. Рубин А.Е. Биофизика.Т1,2М.:Университет «книжный дом» 2000,2004