Импульсные процессы
Источниками колебаний в форме импульсов чаще всего являются импульсные генераторы – автономные преобразователи энергии источника питания, в энергию разрывных колебаний требуемой формы. Другим способом получения импульсов является их формирование путем изменения параметров колебаний иной формы, например синусоидальной.
Для этого используют формирующие устройства – ограничители амплитуды, схемы дифференцирования и другие устройства, которые изменяют параметры колебания – амплитуду, период следования, форму и т.п.
Электрическим импульсом называют напряжение или ток, отличающиеся от нуля или постоянного значения только в течение короткого промежутка времени, который меньше или сравним с длительностью установления процессов в электрической системе, в которой они действуют. Импульсы могут быть как периодическими, так и одиночными (рис. 1)
Рис. 1. Импульсы различной формы
В случае следующих друг за другом импульсов (т.е. периодических) обычно предполагается, что интервал между ними существенно превышает длительность процессов установления. В противном случае этот сигнал называют несинусоидальным напряжением или током. Такое определение не отличается строгостью, ибо переходные процессы протекают, как известно, бесконечно долго. Однако оно позволяет отличать импульсы в общепринятом смысле от напряжения сложной формы.
Параметры электрического импульса
Импульсы и импульсные последовательности характеризуются рядом параметров (длительность импульса, длительность паузы, время фронта, период следования и др). Методика измерения этих параметров представлена на рис 2.
Рис. 2. Основные параметры импульсов
Um – амплитуда импульса. Это наибольшее отклонение напряжения от исходного, установившегося значения Uo;
tфр – длительность фронта импульса (или время фронта). Это временной интервал, в течение которого напряжение возрастает от 0,1Um до 0,9Um. Иными словами, время фронта измеряется не по максимальному и минимальному значению напряжений, а по уровням 0.1-0.9 от максимального значения.
tcп – длительность спада импульса (или время спада). Это временной интервал, в течение которого напряжение спадает от 0,9Um до 0,1Um. Его иногда еще называют временем среза импульса.
tи – длительность импульса. Это временной интервал между моментами на соседних интервалах tфр и tcп, для которых u = 0,5Um. Иными словами, длительность импульса измеряется на уровне половины амплитуды.
tп – длительность паузы. Она измеряется по уровню 0.5 аналогично длительности импульса. При этом соблюдается соотношение tп = T- tи.
Т – период следования импульсов. Это временной интервал между моментами на соседних интервалах tфр или tcп, для которых u = 0,5Um. Иными словами, период измеряется по уровню половины амплитуды между двумя соседними фронтами или спадами.
f – частота следования импульсов. Это величина, обратная периоду f =1 / T.
Q – скважность импульсов. Это величина, равная отношению периода к длительности импульсов: Q = Т/tи
Kз – коэффициент заполнения импульсов. Это величина, равная отношению длительности импульса к периоду: Kз = tи/T. Коэффициент заполнения и скважность импульсов – взаимообратные величины.
Дата добавления: 2016-02-27 ; просмотров: 3124 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ
xi Количество теплоты, выделяющееся в диэлектриках при воздействии переменным электрическим полем УВЧ зависит от… + напряженности электрического поля и его частоты
xiiУкажите правильные высказывания:
* Пропускание переменного тока высокой частоты через ткани используют в физиотерапевтических процедурах, называемых диатермией и местной дарсонвализацией
* С уменьшением частоты переменного тока пороговые значения ощутимого и неотпускающего тока уменьшаются
3.Укажите параметры электрического импульса: + амплитуда; крутизна фронта
* Если амплитуда импульсного тока увеличивается, то скважность следования импульсов… + не изменяется
* Укажите физиотерапевтический метод, основанный на действии постоянного тока:
* Укажите правильные высказывания:
* электрическим импульсом называют кратковременное изменение силы тока или напряжения
* методы диатермии и диатермокаогуляции заключаются в воздействии на ткани переменными высокочастотными токами
* При диатермии в тканях происходит… + выделение тепла
* Скважность следования импульсов определяется по формуле: + Q=T/tи
* При постоянной частоте импульсного тока и увеличении длительности импульса: Период – не изменяется Коэффициент заполнения – увеличивается
Скважность следования импульсов – уменьшается
* Порог ощутимого тока зависит от…
+ частоты переменного тока
11. Укажите правильные высказывания:
30) Характеристика импульсного тока, равная отношению длительности импульса к периоду, называется коэффициентом заполнения
31) Импульсный ток характеризуется периодом повторения импульсов, который равен среднему времени между началами соседних импульсов
* Укажите величину, которая не является параметром электрического импульса: + период
* Установите соответствия физиотерапевтического метода и действующего фактора:
Импульсные токи прямоугольной формы – кардиостимуляция Импульсные токи треугольной и экспоненциальной формы – электрогимнастика Постоянный ток – гальванизация Ток высокой частоты – электрохирургия
* Характеристика импульсного тока, равная отношению периода следования импульсов к длительности импульса, называется… + скважностью следования импульсов
* Если при неизменной форме и длительности импульса период импульсного тока уменьшается, то коэффициент заполнения:
* Первичное действие постоянного тока связано…
+ с движением ионов, их разделением и изменением их концентрации в различных элементах ткани
– Характеристика импульсного тока, равная отношению длительности импульса к периоду следования импульсов, называется . . .
– Если частота импульса 5 кГц, а длительность импульса равна 0,2 мс, то скважность равна… + 1,0
– Установите соответствие между действующим фактором и его основным действием на ткани:
Ток низкой частоты – раздражающее Ток высокой частоты – тепловое
– Укажите правильные высказывания:
– гальванизация представляет собой лечебный метод воздействия постоянным током
– электрофорез представляет собой метод введения лекарственных веществ через кожу при помощи постоянного тока
– Импульсный ток можно характеризовать коэффициентом заполнения К, который равен… + отношению длительности импульса к периоду следования импульсов
– Физиотерапевтический метод индуктотермии основан на воздействии на органы и ткани… + высокочастотным переменным магнитным полем
– Если при неизменной форме и длительности импульса период импульсного тока увеличивается, то скважность следования импульсов:
24. Укажите физиотерапевтический метод, основанный на действии электрического тока высокой частоты:
25. Крутизна фронта электрического импульса определяется по формуле: + Sф = 0,8Umax/τф
2. Метод электрохирургии, позволяющий рассекать биологические ткани токами высокой частоты называется … + диатермотомией
3. Укажите правильные высказывания:
+ Импульсным током называют повторяющиеся импульсы
+ При увеличении длительности фронта крутизна фронта увеличивается
28. Диатермия – физиотерапевтический метод, который основан на воздействии на ткани + переменным электрическим током высокой частоты
29. При частоте переменного тока 50 Гц . . .
10 мА – порог неотпускающего тока
1 мА – порог ощутимого тока
30. Единица СИ скважности следования импульсов: + безразмерная величина
31. В терапевтическом контуре аппарата УВЧ-терапии при совпадении его собственных колебаний с частотой колебаний в анодном контуре генератора происходит … + генерация электромагнитных колебаний
32. Установите соответствия:
промежуток времени между моментами, при которых напряжение имеет значение 0,1Um и 0,9Um – Длительность;
величина, равная отношению 0,8 Um к длительности фронта – Крутизна фронта наибольшее значение импульса – Амплитуда
5. Увеличение крутизны фронта импульса . . . пороговую силу тока, которая вызывает сокращение мышц + уменьшает
6. Укажите правильные высказывания:
+ При электрогимнастике используют импульсный ток частотой 100 Гц с импульсами треугольной формы
+ Скважность следования импульсов равна отношению периода импульсного тока к длительности импульса
35. Установите соответствия между терапевтическим методом и формой и частотой действующего импульсного тока:
Терапия аппаратом «Электросон» – прямоугольный, 150 Гц Электрогимнастика – треугольный, 100 Гц Кардиостимуляция – прямоугольный, 1 – 1,2 Гц
36. Физиотерапевтический метод гальванизации основан на воздействии на ткани + постоянным электрическим током
37. Укажите правильные высказывания:
4) При увеличении частоты переменного тока пороговые значения ощутимого и неотпускающего тока увеличиваются
5) Среднее значение порога ощутимого тока на частоте 50 Гц для мужчин на участке предплечье – кисть составляет 1 мА
38. Ток с импульсами треугольной или экспоненциальной формы применяют . . .
+для воздействия на мышцы при электрогимнастике
39. Длительностью импульса называется величина, равная промежутку времени . . .
+ от начала до конца импульса
40. Если при неизменной форме и длительности импульса период импульсного тока уменьшается, то скважность следования импульсов:
41. Если период повторения импульса равен 2 мс, а длительность импульса равна 5 мс, то коэффициент заполнения равен ..
42. Метод УВЧ-терапии основан на воздействии на ткани и органы . . .
+ переменным высокочастотным электрическим полем
43. Укажите правильные высказывания:
+ В кардиостимуляторах используются прямоугольные импульсы с частотой 1 – 1,2 Гц
+ При воздействии аппаратом «Электросон» используются прямоугольные импульсы в диапазоне частот 5 – 150 Гц
44. При электрофорезе лекарственные вещества располагают на электродах с учётом следующего условия:
+ анионы вводят с катода
45. Если коэффициент заполнения импульсного тока увеличивается, то скважность следования импульсов… + уменьшается
46. Единица СИ крутизны фронта импульсов:
47. Порогом ощутимого тока называют… + наименьшую силу тока, раздражающе действие которого ощущает человек
2 Если амплитуда импульсного тока уменьшается, то то его коэффициент заполнения + не изменяется
3 При воздействии кардиостимулятором на мышцу сердца используют импульсный ток прямоугольной формы с частотой + 1-1,2 Гц
4 Если при неизменной частоте импульсного тока длительность импульса увеличивается, то коэффициент заполнения:
5 Укажите основное действие постоянного тока и токов низкой частоты на ткани: + раздражающее
6 При УВЧ-терапии количество теплоты, выделяющееся в тканях, проводящих электрический ток, зависит от… + напряженности электрического поля и удельного сопротивления тканей
7 Если частота импульсного тока равна 1 кГц, а длительность импульса – 0,2 мс, то скважность следования импульсов равна:
8 Метод введения лекарственных веществ через кожу или слизистую оболочку называется… + электрофорезом
9 Единица СИ коэффициента заполнения импульсного тока:
56. Если длительностьфронта импульса составляет 1 мкс, а максимальное значения напряжения равно 1 мВ, то крутизна фронта импульса равна… + 0,8 * 10 3 В/с
57. Импульсные токи прямоугольной формы с частотой 1 – 1,2 Гц используют . . .
+ при воздействии кардиостимулятором на мышцу сердца
58. Установите соответствия:
промежуток времени между моментами, при которых напряжение имеет значение 0,1Um и 0,9Um – Длительность
наибольшее значение импульса – Амплитуда
величина, равная отношению 0,8 Um к длительности фронта – Крутизна фронта
59. Укажите правильные высказывания:
+ Импульсный ток характеризуется периодом повторения импульсов, который равен среднему времени между началами соседних импульсов
+ Характеристика импульсного тока, равная отношению длительности импульса к периоду, называется коэффициентом заполнения
60. Если при неизменной форме и длительности импульса период импульсного тока увеличивается, то коэффициент заполнения:
61. Установите соответствия: Крутизна фронта – S = 0,8Umax/τф Коэффициент заполнения – K = 1/Q Cкважность – Q = T/tи
62. Укажите правильные высказывания:
+ При воздействии электрического поля УВЧ электролит нагревается интенсивнее диэлектрика + Для воздействия электрическим полем УВЧ биологическая система помещается
между плоскими электродами, которые не касаются тела 63. Укажите правильные высказывания:
xiПри воздействии кардиостимулятором на мышцу сердца используют импульсный ток прямоугольной формы с частотой 1 – 1,2 Гц
xii Длительностью импульса называется величина, равная промежутку времени между моментами, при которых напряжение имеет значение 0,1Um и 0,9Um (Um-амплитуда импульса
iii Импульсные токи прямоугольной формы с частотой 1 – 1,2 Гц используют . . .
+ при воздействии кардиостимулятором на мышцу сердца
iv Установите соответствия:
* Ток высокой частоты – теплое
* Ток низкой частоты – раздажающее
66. Установите соответствия:
При постоянном периоде импульсного тока и уменьшении длительности импульса
+ уменьшается – Скважность следования импульсов
+ увеличивается – Коэффициент заполнения
+ не изменяется – частота
67. Установите соответствия:
При постоянной частоте импульсного тока и увеличении длительности импульса
+ уменьшается – Скважность следования импульсов
+ увеличивается – Коэффициент заполнения
+ не изменяется – период
68. Длительностью импульса называется величина, равная промежутку времени . . .
+ между моментами, при которых напряжение имеет значение 0,1Um и 0,9Um (Um-амплитуда импульса)
69. Укажите правильные высказывания:
* Если при неизменной форме и длительности импульса период импульсного тока увеличивается, то скважность следования импульсов увеличивается.
* Период не является параметром электрического импульса
70. Среднее время между началами соседних импульсов называется … + периодом повторения импульса
71. Установите соответствия:
– диэлектрики
– в проводниках при воздействии током высокой частоты
– в проводниках при воздействии переменным магнитным полем
– в диэлектриках при воздействии переменным электрическим полем УВЧ
86. Установите соответствия между терапевтическим методом и формой и частотой действующего импульсного тока:
+ прямоугольный, 150 Гц – терапия аппаратом «электросон» + треугольный, 100 Гц – электрогимнастика + прямоугольный, 1 – 1,2 Гц – кардиостимуляция
87. Укажите правильные высказывания:
+ Метод индуктотермии представляет собой метод воздействия на ткани и органы высокочастотным магнитным полем
+ Метод УВЧ-терапии представляет собой метод воздействия на ткани и органы высокочастотным электрическим полем
88. Укажите правильные высказывания:
+ Единица СИ крутизны фронта импульса – В/с + Электрическим импульсом называют кратковременное изменение электрического напряжения или силы тока
89. Укажите правильные высказывания:
+ Диатермотомия – это прижигание (сваривание) ткани, при котором происходит коагулция + При диатермии наблюдается тепловой эффект в глубоколежащих тканях
90. Укажите правильные высказывания:
4.электрофорез представляет собой метод введения лекарственных веществ через кожу при помощи постоянного тока
5.количество теплоты, выделяющейся в тканях при высокочастотной физиотерапии, зависит от частоты
· Оптической длиной тубуса называют расстояние между …
· При микропроекции и микрофотографии изображение объекта …
· Предел разрешения микроскопа уменьшается при использовании иммерсионного объектива
· Для близорукого глаза увеличение одной и той же лупы меньше, чем для дальнозоркого
· Разрешающая способность микроскопа зависит от длины волны света. ИСПОЛЬЗУЕМОГО ДЛЯ ОСВЕЩЕНИЯ
· Метод ультрамикроскопии используется для обнаружения частиц, размеры которых меньше предела разрешения микроскопа
· Микроскопия в ультрафиолетовом свете позволяет уменьшить предел разрешения микроскопа
· Увеличение лупы равно отношению расстояния наилучшего зрения к фокусному расстоянию лупы
· Иммерсионный объектив используют для увеличения апертуры
· Используемые в микроскопе конденсоры создают параллельный пучок света
· Предел разрешения микроскопа зависит от длины волны света
· Иммерсионные среды увеличивают числовую апертуру микроскопа
· Для того, чтобы увеличить разрешающую способность микроскопа, можно уменьшить длину волны
· Лупой называют, оптическую систему, в передней фокальной плоскости которой (или в непосредственной близости от нее) расположен наблюдаемый объект
· Метод обнаружения частиц, размеры которых меньше предела разрешения микроскопа, называется ультрамикроскопией
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском:
Амплитуда импульса Um – наибольшее отклонение импульса от исходного уровня.
Длительность импульса tи. Измеряется на различных уровнях Um. Длительность бывает
активная, при которой обычно срабатывает импульсное устройство – на уровне 0,5Um (tиа).
Длительность фронта (tф) – время нарастания напряжения от 0,1Um до 0,9Um (может быть полной и активной).
Длительность среза (tc) – время возвращения напряжения к исходному уровню от 0,9Um до 0,1Um.
Спад вершины импульса (Um). Описывается коэффициентом спада
Величина коэффициента спада колеблется в диапазоне от 0,01 до 0,1.
В качестве дополнительного можно отметить такой параметр как крутизна – скорость нарастания (спада) импульса.
Крутизна фронта определяется как
Крутизна среза определяется как
Определяется крутизна в [В/с].
Прямоугольный импульс обладает бесконечно большой крутизной.
Параметры последовательности импульсов.
Понятно, что на практике используются не единичные импульсы, а их последовательность.
Рассмотрим параметры последовательности импульсов.
Период следования (повторения) – Т.
Частота следования (повторения) – F. Это есть число импульсов в cекунду.
Выражение для определения частоты имеет вид:
Скважность -отношение интервала между импульсами (периода) (скважины) к длительности самого импульса (Q).
Как правило, скважность всегда должна быть больше 1 (Q>1).
Коэффициент заполнения – величина, обратная скважности ()
Основными параметрами импульсов являются амплитуда, длительность импульса, длительность фронта, длительность среза, спад вершины импульса.
Параметрами последовательности импульсов являются период следования импульсов, частота следования импульсов, скважность, коэффициент заполнения.
2. Переходные процессы в линейных цепях.
В импульсной технике широко применяются устройства формирующие напряжение одной формы из напряжения другой формы. В качестве входного сигнала могут использоваться сигналы гармонической или скачкообразной формы.
Устройства, предназначенные для решения задач формирования импульсов называются формирующими.
Формирующие устройства строятся с использованием линейных и нелинейных элементов. При этом, различие между получаемыми устройствами заключается в характере изменения ВАХ используемых приборов.
Рассмотрим линейные формирующие цепи.
Линейная цепь состоит из элементов R, L, C параметры которых не зависят от значения и направления протекающего тока и приложенного напряжения.
Процессы в цепях, содержащих конденсаторы (и катушки индуктивности), могут быть как установившиеся, так и переходные.
В установившихся режимах напряжения на элементах и токи в ветвях остаются неизменными (в цепях переменного тока остаются неизменными амплитудные значения напряжений и токов).
Процесс перехода цепи от одного энергетического установившегося режима к другому называют переходным. Переходные процессы возникают как вследствие коммутаций (включения или выключения источников питания, подключение или отключение элементов цепей), так и при возникновении аварийных режимов (обрыве или коротком замыкании какой-либо части электрических цепей).
Назначение линейных цепей.
В импульсной технике линейные цепи используются для формирования и преобразования импульсов, для получения желаемого изменения формы передаваемого напряжения.
Классификация линейных цепей
Основными линейными цепями являются:
формирующие цепи (формирующие линии) и т.д.
Как основополагающие, рассмотрим дифференцирующие и интегрирующие цепи.
В связи с необходимостью микроминиатюризации в импульсной технике преимущественно используются дифференцирующие интегрирующие цепи на базе R и C. (R и L не используются).
Поэтому рассмотрим именно такие дифференцирующие и интегрирующие цепи на базе R и C.
Возникновение переходных процессов связано с особенностями изменения энергии электрического поля конденсаторов (изменение энергии не может происходить мгновенно, скачком, т.е. напряжение на конденсаторе мгновенно не изменяются:
В цепях, содержащих только резистивные элементы, энергия не запасается и переходные процессы не возникают.
Линейная RC имеет вид:
Физическая интерпретация процессов происходящих в RC- цепях такова: в момент скачкообразного увеличения напряжения, напряжение на незаряженном конденсаторе сохранит свое первоначальное значение равное нулю (конденсатор не может зарядиться мгновенно); напряжение резистора примет значение входного сигнала; ток в цепи максимален. С течением времени, по мере зарядки конденсатора, напряжение на конденсаторе будет возрастать, ток в цепи и напряжение на резисторе уменьшатся. Если длительность входного импульса напряжения не меньше времени переходного процесса, то напряжение на конденсаторе к моменту окончания импульса станет равным входному напряжению, напряжение на резисторе – нулю.
При скачкообразном уменьшении входного напряжения резистор и конденсатор оказываются соединенными параллельно. Следовательно, напряжение на резисторе принимает значение, равное напряжению на конденсаторе, но с полярностью, противоположной полярности напряжения на конденсаторе в момент включения импульса. С течением времени, по мере разряда конденсатора, напряжение на элементах будет уменьшатся до нуля.
Рассмотрим работу RC схемы более подробно.
При подаче на вход прямоугольного импульса длительностью tи и амплитудой Um происходит заряд конденсатора C. После окончания действия импульса конденсатор разряжается по цепи через сопротивление R, плюс источника питания, минус источника питания. Известно, что RC цепь обладает постоянной времени tц которая определяется как
Поэтому возможны случаи, когда tи>>tц и, наоборот, tи
В зависимости от соотношения tц/tи напряжение на элементах цепи меняется по разному.
“>