Устройство, характеристики и принцип действия аппарата для гальванизации и лечебного электрофореза

Постоянный ток для гальванизации и электрофореза получают путем преобразования переменного тока городской сети в постоянный. Для этого используется полупроводниковый двухполупериодный выпрямитель с электрическим фильтром. Таким образом, аппарат для гальванизации и электрофореза - это выпрямитель со сглаживающим фильтром.

Принципиальная схема и блок-схема аппарата для гальванизации представлены на рис. 5 а, б.

Рис. 5.

Аппарат содержит трансформатор Тр, выпрямитель, собранный по мостовой схеме на четырех диодах, сглаживающий фильтр, состоящий из сопротивления R1 и двух конденсаторов С1 и С2, потенциометра R2, миллиамперметра мА, выходных клемм 6, к которым присоединяются провода от электродов.

Работа выпрямителя основана на свойстве электронно-дырочного перехода полупроводникового диода. Этот переход возникает при контакте двух полупроводников - с электронной (n) и дырочной (p) проводимостью. В зоне контакта возникает контактная разность потенциалов (или потенциальный барьер), которая препятствует переходу между полупроводниками основных носителей заряда. Для образования тока в цепи с электронно-дырочным переходом необходимо приложить внешнее напряжение так, чтобы основные носители заряда двигались навстречу друг другу через контактный слой, т.е. положительным должен быть полупроводник р-типа, а отрицательным n-типа. Изменение полярности приложенного напряжения приведет к возрастанию потенциального барьера p-n- перехода и тока не будет. Таким образом, если к p-n переходу приложить переменное напряжение, то ток в цепи будет проходить только в одном направлении от p к n - полупроводнику в течение одного полупериода.

Благодаря этому p-n - переход используется для выпрямления переменного тока.

Входящий в аппарат трансформатор Тр предназначен для понижения напряжения и обеспечения безопасности больного. При включении первичной обмотки трансформатора в сеть, во вторичной возникает переменное напряжение и точки 1 и 2 выпрямителя попеременно становятся то положительными, то отрицательными (рис. 6 а).

Переменный U,B

ток (после транс-

форматора) t,мс

а)

U,B

Пульсирующий

ток (после выпря-

мителя) t,мс

б)

U,B

Ток после сгла-

живающего

фильтра

в) t,мс

Рис. 6.

Когда точка 1 положительна, ток проходит через диод Д₁, сопротивление R1, потенциометр R2, диод Д₃ к точке 2. В полупериод, когда точка 2 положительна, ток проходит через диод Д₂, резистор R1, потенциометр R2 и диод Д₄ к точке 1.

Эти процессы будут повторяться в такт с изменением напряжения, но ток через резистор R1 и потенциометр R2 будет протекать всегда только в одном направлении.

Таким образом, на выходе выпрямителя получается пульсирующий ток (рис. 6б). Однако такой ток не применяется для гальванизации и электрофореза, так как производит сильное раздражающее действие. Уменьшить раздражающее действие тока позволяет электрический RC - фильтр, основой которого являются электрические емкости - конденсаторы. Конденсаторы, заряжаясь во время нарастания импульса и постепенно разряжаясь при его уменьшении, способствуют сглаживанию пульсаций тока (рис. 6в).

В результате действия такого фильтра через потенциометр R2 будет протекать ток почти не меняющийся по величине, т.е. постоянный. Все графики рассмотренных напряжений можно получить на экране осциллографа, если подавать на его вход напряжения, возникающие между соответствующими точками схемы.