Электрическое сопротивление проводника не зависит от Аот его температуры Бот его сечения Вот напряжения,приложенного к этому проводнику Гот металла,из которого он сделан

Физика8 класс

§ 43. Электрическое сопротивление проводников. Единицы сопротивления

Включая в электрическую цепь какого-нибудь источника тока различные проводники и амперметр, можно заметить, что при разных проводниках показания амперметра различны, т. е. сила тока в данной цепи различна. Так, например, если вместо железной проволоки АВ (рис. 70) включить в цепь такой же длины и сечения никелиновую проволоку CD, то сила тока в цепи уменьшится, а если включить медную EF, то сила тока значительно увеличится.

Рис. 70. Зависимость силы тока от свойств проводников

Вольтметр, поочерёдно подключаемый к концам этих проводников, показывает одинаковое напряжение. Значит, сила тока в цепи зависит не только от напряжения, но и от свойств проводников, включённых в цепь. Зависимость силы тока от свойств проводника объясняется тем, что разные проводники обладают различным электрическим сопротивлением.

Электрическое сопротивление — физическая величина. Обозначается оно буквой R.

За единицу сопротивления принимают 1 ом — сопротивление такого проводника, в котором при напряжении на концах 1 вольт сила тока равна 1 амперу. Кратко это записывают так:

1 Ом = 1 В / 1 А

Применяют и другие единицы сопротивления: миллиом (мОм), килоом (кОм), мегаом (МОм).

1 мОм = 0,001 Ом;

1 кОм = 1000 Ом;

1МОм= 1000 000 Ом.

В чём причина сопротивления? Если бы электроны в проводнике не испытывали никаких помех в своём движении, то они, будучи приведены в упорядоченное движение, двигались бы по инерции неограниченно долго. В действительности электроны взаимодействуют с ионами кристаллической решётки металла. При этом замедляется упорядоченное движение электронов и сквозь поперечное сечение проводника проходит за 1 с меньшее их число. Соответственно уменьшается и переносимый электронами за 1 с заряд, т. е. уменьшается сила тока. Таким образом, каждый проводник как бы противодействует электрическому току, оказывает ему сопротивление.

Причиной сопротивления является взаимодействие движущихся электронов с ионами кристаллической решётки.

Разные проводники обладают различным сопротивлением из-за различия в строении их кристаллической решётки, из-за разной длины и площади поперечного сечения.

Вопросы

  1. Как на опыте показать, что сила тока в цепи зависит от свойств проводника?
  2. Что принимают за единицу сопротивления проводника? Как её называют?
  3. Какие единицы сопротивления, кроме ома, используют?
  4. В чём причина сопротивления?

Упражнение 28

  1. Начертите схему цепи, изображённой на рисунке 70, и объясните опыт, проведённый по данному рисунку.
  2. Выразите в омах значения следующих сопротивлений: 100 мОм; 0,7 кОм; 20 МОм.
  3. Сила тока в спирали электрической лампы 0,5 А при напряжении на её концах 1 В. Определите сопротивление спирали.

Закон Ома для полной цепи

При рассмотрении электрической цепи мы до сих пор не принимали в расчет того, что путь тока проходит не только по внешней части цепи, но также и по внутренней части цепи, внутри самого элемента, аккумулятора или другого источника напряжения.

Электрический ток, проходя по внутренней части цепи, преодолевает ее внутреннее сопротивление и потому внутри источника напряжения также происходит падение напряжения.

Следовательно, электродвижущая сила (э. д. с.) источника электрической энергии идет на покрытие внутренних и внешних потерь напряжения в цепи.

Если обозначить E – электродвижущую силу в вольтах, I – ток в амперах, r – сопротивление внешней цепи в омах, r – сопротивление внутренней цепи в омах, U – внутреннее падение напряжения и U – внешнее падение напряжения цепи, то получим, что

E = U + U = I × r + I × r = I × (r + r),

Это и есть формула закона Ома для всей (полной) цепи. Словами она читается так: ток в электрической цепи равен электродвижущей силе, деленной на сопротивление всей цепи (сумму внутреннего и внешнего сопротивлений).

Видео 2. Закон Ома для полной цепи

Пример 8. Электродвижущая сила E элемента равна 1,5 В, его внутреннее сопротивление r = 0,3 Ом. Элемент замкнут на сопротивление r = 2,7 Ом. Определить ток в цепи.

Пример 9. Определить э. д. с. элемента E, замкнутого на сопротивление r = 2 Ом, если ток в цепи I = 0,6 А. Внутреннее сопротивление элемента r = 0,5 Ом.

Вольтметр, включенный на зажимы элемента, покажет напряжение на них, равное напряжению сети или падению напряжения во внешней цепи.

U = I × r = 0,6 × 2 = 1,2 В.

Следовательно, часть э. д. с. элемента идет на покрытие внутренних потерь, а остальная часть – 1,2 В отдается в сеть.

Внутреннее падение напряжения

U = I × r = 0,6 × 0,5 = 0,3 В.

Так как E = U + U, то

E = 0,3 + 1,2 =1,5 В

Тот же ответ можно получить, если воспользоваться формулой закона Ома для полной цепи:

откуда

E = I × (r + r) = 0,6 × (0,5 +2) = 1,5 В.

Вольтметр, включенный на зажимы любого источника э. д. с. во время его работы, показывает напряжение на них или напряжение сети. При размыкании электрической цепи ток по ней проходить не будет. Ток не будет проходить также и внутри источника э. д. с., а следовательно, не будет и внутреннего падения напряжения. Поэтому вольтметр при разомкнутой цепи покажет э. д. с. источника электрической энергии.

Таким образом, вольтметр, включенный на зажимы источника э. д. с. показывает: а) при замкнутой электрической цепи – напряжение сети; б) при разомкнутой электрической цепи – э. д. с. источника электрической энергии.

Пример 10. Электродвижущая сила элемента 1,8 В. Он замкнут на сопротивление r =2,7 Ом. Ток в цепи равен 0,5 А. Определить внутреннее сопротивление r элемента и внутреннее падение напряжения U.

Так как r = 2,7 Ом, то

r = 3,6 – 2,7 = 0,9 Ом ;

U = I × r = 0,5 × 0,9 = 0,45 В .

Из решенных примеров видно, что показание вольтметра, включенного на зажимы источника э. д. с., не остается постоянным при различных условиях работы электрической цепи. При увеличении тока в цепи увеличивается также внутреннее падение напряжения. Поэтому при неизменной э. д. с. на долю внешней сети будет приходиться все меньшее и меньшее напряжение.

В таблице 3 показано, как меняется напряжение электрической цепи (U) в зависимости от изменения внешнего сопротивления (r) при неизменных э. д. с. (E) и внутреннем сопротивлении (r) источника энергии.

Таблица 3

Зависимость напряжения цепи от сопротивления r при неизменных э. д. с. и внутреннем сопротивлении r

E r r U = I × r U = I × r
2 2 2 0,5 0,5 0,5 2 1 0,5 0,8 1,33 2 0,4 0,67 1 1,6 1,33 1

Таблица удельных сопротивлений проводников

Материал проводника Удельное сопротивление ρ в
Серебро
Медь
Золото
Латунь
Алюминий
Натрий
Иридий
Вольфрам
Цинк
Молибден
Никель
Бронза
Железо
Сталь
Олово
Свинец
Никелин (сплав меди, никеля и цинка)
Манганин (сплав меди, никеля и марганца)
Константан (сплав меди, никеля и алюминия)
Титан
Ртуть
Нихром (сплав никеля, хрома, железа и марганца)
Фехраль
Висмут
Хромаль
0,015
0,0175
0,023
0,025… 0,108
0,028
0,047
0,0474
0,05
0,054
0,059
0,087
0,095… 0,1
0,1
0,103… 0,137
0,12
0,22
0,42
0,43… 0,51
0,5
0,6
0,94
1,05… 1,4
1,15… 1,35
1,2
1,3… 1,5

Из таблицы видно, что железная проволока длиной 1 м и сечением 1 мм2 обладает сопротивлением 0,13 Ом. Чтобы получить 1 Ом сопротивления нужно взять 7,7 м такой проволоки. Наименьшим удельным сопротивлением обладает серебро. 1 Ом сопротивления можно получить, если взять 62,5 м серебряной проволоки сечением 1 мм2. Серебро — лучший проводник, но стоимость серебра исключает возможность его массового применения. После серебра в таблице идет медь: 1 м медной проволоки сечением 1 мм2 обладает сопротивлением 0,0175 Ом. Чтобы получить сопротивление в 1 Ом, нужно взять 57 м такой проволоки.

Химически чистая, полученная путем рафинирования, медь нашла себе повсеместное применение в электротехнике для изготовления проводов, кабелей, обмоток электрических машин и аппаратов. Широко применяют также в качестве проводников алюминий и железо.

Сопротивление проводника можно определить по формуле:

где r — сопротивление проводника в омах; ρ — удельное сопротивление проводника; l — длина проводника в м; S — сечение проводника в мм2.

Пример 1. Определить сопротивление 200 м железной проволоки сечением 5 мм2.

Пример 2. Вычислить сопротивление 2 км алюминиевой проволоки сечением 2,5 мм2.

Из формулы сопротивления легко можно определить длину, удельное сопротивление и сечение проводника.

Пример 3. Для радиоприемника необходимо намотать сопротивление в 30 Ом из никелиновой проволоки сечением 0,21 мм2. Определить необходимую длину проволоки.

Пример 4. Определить сечение 20 м нихромовой проволоки, если сопротивление ее равно 25 Ом.

Пример 5. Проволока сечением 0,5 мм2 и длиной 40 м имеет сопротивление 16 Ом. Определить материал проволоки.

Материал проводника характеризует его удельное сопротивление.

По таблице удельных сопротивлений находим, что таким сопротивлением обладает свинец.

Выше было указано, что сопротивление проводников зависит от температуры. Проделаем следующий опыт. Намотаем в виде спирали несколько метров тонкой металлической проволоки и включим эту спираль в цепь аккумулятора. Для измерения тока в цепь включаем амперметр. При нагревании спирали в пламени горелки можно заметить, что показания амперметра будут уменьшаться. Это показывает, что с нагревом сопротивление металлической проволоки увеличивается.

У некоторых металлов при нагревании на 100° сопротивление увеличивается на 40 — 50 %. Имеются сплавы, которые незначительно меняют свое сопротивление с нагревом. Некоторые специальные сплавы практически не меняют сопротивления при изменении температуры. Сопротивление металлических проводников при повышении температуры увеличивается, сопротивление электролитов (жидких проводников), угля и некоторых твердых веществ, наоборот, уменьшается.

Способность металлов менять свое сопротивление с изменением температуры используется для устройства термометров сопротивления. Такой термометр представляет собой платиновую проволоку, намотанную на слюдяной каркас. Помещая термометр, например, в печь и измеряя сопротивление платиновой проволоки до и после нагрева, можно определить температуру в печи.


температурный коэффициент сопротивления

это изменение сопротивления проводника при его нагревании,
приходящееся на 1 Ом первоначального сопротивления и на 1° температуры,
обозначается буквой α.

Если при температуре t сопротивление проводника равно r, а при температуре t равно rt, то температурный коэффициент сопротивления

Примечание. Расчет по этой формуле можно производить лишь в определенном интервале температур (примерно до 200°C).

Приводим значения температурного коэффициента сопротивления α для некоторых металлов (таблица 2).

Таблица 2

13.4 Параллельное и последовательное соединение проводников

При последовательном
соединении проводников

а)
сила тока на всех участках цепи одинакова,
т.е.

б) общее напряжение
в цепи равно сумме напряжений на отдельных
её участках:

в) общее сопротивление
цепи равно сумме сопротивлений отдельных
проводников:

или
(13.23)

При параллельном
соединении проводников

выполняются следующие три закона:

а) общая сила тока
в цепи равно сумме сил токов в отдельных
проводниках:

б) напряжение на
всех параллельно соединённых участках
цепи одно и то же:

в) величина, обратная
общему сопротивлению цепи, равна сумме
величин, обратных сопротивлению каждого
из проводников в отдельности:

или
(13.24)

Закон Ома для участка цепи

Соберем электрическую цепь (рисунок 1, а), состоящую из аккумулятора 1 напряжением в 2 В, рычажного реостата 2, двух измерительных приборов – вольтметра 3 и амперметра 4 и соединительных проводов 5. Установим в цепи при помощи реостата сопротивление, равное 2 Ом. Тогда вольтметр, включенный на зажимы аккумулятора, покажет напряжение в 2 В, а амперметр, включенный последовательно в цепь, покажет ток, равный 1 А. Увеличим напряжение до 4 В путем включения другого аккумулятора (рисунок 1, б). При том же сопротивлении в цепи – 2 Ом – амперметр покажет уже ток 2 А. Аккумулятор напряжением 6 В изменит показание амперметра до 3 А (рисунок 1, в). Сведем наши наблюдения в таблицу 1.

Рисунок 1. Изменение тока в электрической цепи путем изменения напряжения при неизменном сопротивлении

Таблица 1

Зависимость тока в цепи от напряжения при неизменном сопротивлении

Напряжение цепи в В Сопротивление цепи в Ом Ток цепи в А
2 4 6 2 2 2 1 2 3

Отсюда можно сделать вывод, что ток в цепи при постоянном сопротивлении тем больше, чем больше напряжение этой цепи, причем ток будет увеличиваться во столько раз, во сколько раз увеличивается напряжение.

Теперь в такой же цепи поставим аккумулятор с напряжением 2 В и установим при помощи реостата сопротивление в цепи, равное 1 Ом (рисунок 2, а). Тогда амперметр покажет 2 А. Увеличим реостатом сопротивление до 2 Ом (рисунок 2, б). Показание амперметра (при том же напряжении цепи) будет уже 1 А.

Рисунок 2. Изменение тока в электрической цепи путем изменения сопротивления при неизменном напряжении

При сопротивлении в цепи 3 Ом (рисунок 2, в) показание амперметра будет 2/3 А.

Результат опыта сведем в таблицу 2.

Таблица 2

Зависимость тока в цепи от сопротивления при неизменном напряжении

Напряжение цепи в В Сопротивление цепи в Ом Ток цепи в А
2 2 2 1 2 3 2 1 2/3

Отсюда следует вывод, что при постоянном напряжении ток в цепи будет тем больше, чем меньше сопротивление этой цепи, причем ток в цепи увеличивается во столько раз, во сколько раз уменьшается сопротивление цепи.

Как показывают опыты, ток на участке цепи прямо пропорционален напряжению на этом участке и обратно пропорционален сопротивлению того же участка. Эта зависимость известна под названием закон Ома.

Если обозначим: I – ток в амперах; U – напряжение в вольтах; r – сопротивление в омах, то закон Ома можно представить формулой:

то есть ток на данном участке цепи равен напряжению на этом участке, деленному на сопротивление того же участка.

Видео 1. Закон Ома для участка цепи

Пример 1. Определить ток, который будет проходить по нити лампы накаливания, если нить имеет неизменное сопротивление 240 Ом, а лампа включена в сеть с напряжением 120 В.

Пользуясь формулой закона Ома, можно определить также напряжение и сопротивление цепи.

U = I × r ,

то есть напряжение цепи равно произведению тока на сопротивление этой цепи и

то есть сопротивление цепи равно напряжению, деленному на ток цепи.

Пример 2. Какое нужно напряжение, чтобы в цепи с сопротивлением 6 Ом протекал ток 20 А?

U = I × r = 20 × 6 = 120 В .

Пример 3. По спирали электрической плитки протекает ток в 5 А. Плитка включена в сеть с напряжением 220 В. Определить сопротивление спирали электрической плитки.

Если в формуле U = I × r ток равен 1 А, а сопротивление 1 Ом, то напряжение будет равно 1 В:

1 В = 1 А × 1 Ом .

Отсюда заключаем: напряжение в 1 В действует в цепи с сопротивлением 1 Ом при токе в 1 А.

Сопротивление — металлический проводник

Какое явление приводит к увеличе шю сопротивления данного металлического проводника.

Сопротивление проводников зависит от температуры, причем сопротивление металлических проводников с повышением температуры увеличивается.

Метод сопротивления основан на учете изменения величины сопротивления металлического проводника от его температуры.

В частности, к числу факторов, увеличивающих сопротивление металлических проводников, относятся упругие искажения решетки, все виды дислокаций, внедрения чужеродных атомов в кристаллическую решетку и другие дефекты.

Ртутные термометры.

Измерение температуры с помощью термометров сопротивления основано на изменении сопротивления металлических проводников при нагревании. Термометры сопротивления выполняются из тонкой металлической проволоки, которая наматывается на каркас из изоляционного материала, питаются от постороннего источника тока и являются первичными приборами измерительного устройства.

Измерение температуры с помощью термометров сопротивления основано на принципе изменения сопротивления металлических проводников при нагревании. Термометры сопротивления выполняются из тонкой металлической проволоки, которая наматывается на каркас из изоляционного материала, питаются от постороннего источника тока и являются первичными приборами измерительного устройства.

Однако измерение сопротивления электролита представляет значительные трудности по сравнению с измерением сопротивлений металлических проводников. Эти трудности обусловлены тем, что при измерении сопротивления электролита приборами, питаемыми постоянным током, возникает явление поляризации, которое вызывает добавочное падение напряжения в цепи.

За исключением области температур вблизи точки плавления, электросопротивление полупроводников значительно больше сопротивления хороших металлических проводников тока и одновременно значительно меньше электросопротивления хороших изоляторов. Пределы изменения сопротивления в твердых телах, вообще говоря, огромны. Хороший металлический проводник обладает при комнатной температуре удельным сопротивлением порядка 10 — 6 ом-см, тогда как сопротивление полупроводников при комнатной температуре находится, как правило, в пределах от 10 — 3 до 106 ом-см. Кроме того, имеется большое количество веществ, обладающих такими же примерно значениями электросопротивления, ноне являющимися полупроводниками в современном понимании этого слова. С другой стороны, хорошие изоляторы обладают сопротивлением порядка 1012 ом-см.

Этот метод применяется для определения температуры обмоток; он основан на изменении сопротивления металлического проводника в зависимости от его температуры.

Широко применяются ТС для компенсации влияния температуры окружающей среды, чаще всего компенсации изменения сопротивления металлических проводников. Например, ТС используются для компенсации изменения сопротивления рамок стрелочных электроизмерительных приборов, для чего ТС включают последовательно с рамкой прибора. Так как металлическое сопротивление с возрастанием температуры увеличивается по линейному закону, а ТС уменьшается по экспоненциальному, ТС шунтируют постоянным сопротивлением определенной величины.

При повышенных частотах приходится учитывать явление поверхностного эффекта ( скинэффект), которое вызывает увеличение сопротивления металлических проводников по сравнению с его значением, измеренным при постоянном токе.

Величину падения напряжения в материалах анода и катода, а также падение напряжения в контактах, подводящих ток к электродам, в данном расчете не учитываем, считая сопротивление металлических проводников в электролизере ничтожно малым.

В этой связи небезынтересно отметить, что для статического измерения нулевым методом до сих пор считается наиболее подходящим такое включение моста, которое применял при экспериментах лорд Кельвин в 1855 г. Им была установлена зависимость сопротивления металлических проводников от их деформации.

Применение термометров сопротивлений для измерения температуры основано на том, что электрическое сопротивление проводников изменяется при изменении их температуры. Сопротивление металлических проводников с повышением температуры увеличивается, с понижением — уменьшается.

Электрическое сопротивление

Share

Вещество (металл) из которого сделан проводник влияет на прохождение через него электрического тока и характеризуется с помощью такого понятия, как электрическое сопротивление.Электрическое сопротивление зависит от размеров проводника, его материала, температуры:

    • -чем длиннее провод, тем чаще движущиеся свободные электроны (носители тока) будут сталкиваться на своем пути с атомами и молекулами вещества — сопротивление проводника возрастaет;
    • — чем больше поперечное сечение проводника, тем свободным электронам становится просторнее, число столкновений уменьшается — электрическое сопротивление проводника уменьшается.

Вывод: чем длиннее проводник и меньше его сечение, тем больше его сопротивление и наоборот — чем провод короче и толще, тем сопротивление его меньше, а проводимость (способность пропускать эл. ток) его лучше.

Упрощенно, зависимость сопротивления проводника от температуры можно представить так: электроны, движущиеся вдоль проводника, сталкиваются с атомами и молекулами самого проводника и передают им свою энергию. В результате проводник нагревается, тепловое, беспорядочное движение атомов и молекул увеличивается. Это еще больше тормозит основной поток электронов вдоль проводника. Этим объясняется увеличение сопротивления проводника прохождению электрического тока при нагреве.

При нагреве или охлаждении проводников — металлов, сопротивление их соответственно увеличивается или уменьшается, из расчета 0,4 % на каждый 1 градус. Это свойство металлов используется при изготовлении датчиков температуры.

Полупроводники и электролиты имеют противоположное свойство, чем проводники — с увеличением температуры нагрева их сопротивление уменьшается.

За единицу измерения электрического сопротивления принят 1 Ом (в честь ученого Г.Ома).      Сопротивлению в 1 Ом  равен  участок электрической цепи, по которому проходит ток в 1 Ампер при падении на нем напряжения в 1 Вольт,

Иногда пользуются величиной обратной электрическому сопротивлению. Это электрическая проводимость, обозначается буквой g или G – Сименс (в честь ученого Э.Сименса).

Электрической проводимостью называется способность вещества пропускать через себя электрический ток. Чем больше сопротивление R проводника, тем меньше его проводимость G и наоборот. 1 Ом = 1 Сим

Производные единицы:

1Сим = 1000мСим, 1Сим = 1000000мкСим.

Когда необходимо посчитать общее сопротивление последовательно соединенных проводников, то удобнее оперировать с Омами. если вычисляется общее сопротивление параллельно соединенных проводников, удобней считать в Симах, а потом преобразовать в Омы.

Наибольшей проводимостью обладают металлы: серебро, медь, алюминий и др., а также растворы солей, кислот и др. Наименьшая проводимость (наибольшее сопротивление) у изоляторов: слюда, стекло, асбест, керамика и т.д…

Чтобы удобнее проводить расчеты электрического сопротивления проводников, изготовленных из различных металлов, ввели понятие удельного сопротивления проводника.Сопротивление проводника длиной 1 метр, сечением 1 мм. кв. при температуре + 20 градусов, это будет удельное сопротивление проводника «p».

Удельные сопротивления проводников некоторых металлов приведены в таблице.

Из таблицы видно: из металлов, наилучшей проводимостью обладает серебро. Но оно очень дорого и в качестве проводников используется в исключительных случаях.

Медь и алюминий — наиболее распространенные материалы в электротехнике. Из них изготавливаются провода и кабели, электрические шины и пр. Вольфрам, константан, манганин используются в различных нагревательных приборах, при изготовлении проволочных резисторов.

Используя провода и кабели в электроустановках, необходимо учитывать их сечение, чтобы предотвратить их нагрев и, как правило, порчу изоляции, а также уменьшить падение напряжения и потерю мощности при передаче электрической энергии от источника до потребителя.

Ниже приведена таблица допустимых величин тока в проводнике в зависимости от его диаметра (сечения в мм.кв.), а так же сопротивление 1 метра провода, изготовленного из разных материалов.Примеры расчето внекоторых электрических цепей можно посмотреть здесь.

Share

2. Сопротивление тела человека.

12.12.2011 17:19

(12 голоса, среднее 4.00 из 5)

Если человек попал под напряжение, и имеется замкнутая цепь, то по этой цепи начинает протекать ток, при этом тело человека оказывает сопротивление этому току.

Сопротивление тела человека является переменной величиной, зависящей от множества факторов  (параметров электрической цепи, физического и психического состояния человека, состояния окружающей среды).

Разные ткани тела человека оказывают току разное сопротивление:

1) Кожа, кости, хрящи, сухожилия , жировая ткань – большое 3000 – 20000 Ом/м;

2) Мышцы, кровь, лимфа, особенно спинной и головной мозг – малое 0,5 –1,0 Ом/м.

Кожа имеет наибольшее удельное сопротивление, поэтому сопротивление тела человека определяется главным образом сопротивлением кожи человека.

Строение самой кожи сложно.

Кожа состоит из:

1) Наружного слоя (эпидермиса), который сам состоит из пяти слоев;

2) Внутреннего слоя (дермы).

Роговой слой наружного слоя лишен кровеносных сосудов и нервов и по этому имеет наибольшее сопротивление.

Другие слои наружного слоя и дермы имеют значительно меньшее сопротивление и по этому, сопротивление кожи в основном определяется сопротивлением рогового слоя.

Состояние кожи очень сильно влияет на сопротивление. Наибольшее сопротивление оказывает чистая, сухая, неповрежденная кожа (10 000 – 100 000 Ом). Любые царапины, порезы, микротравмы могут снизить сопротивление тела человека до значения внутреннего сопротивления, что безусловно увеличивает опасность поражения электрическим током. Тоже при увлажнении, загрязнении кожи.

Таким образом, сопротивление тела человека можно условно считать состоящим из трех последовательно включенных сопротивлений: двух сопротивлений наружного слоя (эпидермиса), и одного сопротивления внутренних тканей и внутренних слоев кожи (дермы).

Эквивалентная схема Rт.ч.

Zэ – состоит из активного Rэ и емкостного Xс = 1/wСэ, обусловленного тем, что в месте приложения электрода к телу образуется как бы конденсатор, обкладками которого является электрод и хорошо проводящие ткани человека, а диэлектриком, разделяющим обкладки – эпидермис.

1 — электроды

2 — роговой слой

3 — ростковый слой

4 — эпидермис

5 — дерма

6 — подкожные ткани тела

7 — внутренние ткани

ε – диэлектрическая проницаемость (100-200)

ε – электрическая постоянная (8,85*10-12 Ф/м.)

S – Площадь электродов ;

dэ – толщина эпидермиса ;

ρэ – удельное сопротивление эпидермиса (104 –105 Ом?м);

Сопротивление внутренних тканей считается чисто активным, хотя строго говоря, имеет емкостную составляющую практически не зависит от площади электродов, частоты, напряжения, тока и Rв≈500 – 700 Ом.

Зависит от длины и поперечного сечения участка тела и от удельного сопротивления внутренних органов Rв.

Эквивалентная схема сопротивления Z тела человека:

В комплексной форме после преобразования:

В действительной форме:

Упрощаем:

При малом сопротивлении тела человека:

Упрощенная схема.

Сопротивление тела человека зависит от:

1) Индивидуальных особенностей человека, даже у одного итого же человека в разное время и в разных условиях сопротивление разное, в зависимости от физического и психического состояния;

2) От пола – у женщин меньше, чем у мужчин. Объясняется толщиной кожи.

3) От возраста – у детей меньше, чем у взрослых и стариков. Объясняется толщиной и степенью огрубления кожи.

4) От внешней среды – температуры, давления, плотности.

5) От состояния кожи – загрязнения, ранения, увлажненности и т.п.

6) От внешних неожиданно возникающих раздражителей – болевые (удары, уколы), световые, звуковые снижают сопротивление тела человека на 20 – 50% на несколько минут.

Таким образом, сопротивление тела человека – нестабильно, не линейно. В расчетах же для упрощения принимают, сопротивление тела человека – стабильным линейным и активным, равным 1000 Ом.

Зависимость сопротивления тела человека от приложенного напряжения.

§1. Электропроводность живой ткани.

  Следующая >§3. Сопротивление цепи человека.

Обновлено 17.12.2014 12:17
Интересная статья? Поделись ей с другими:

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector