ЛАБОРАТОРНАЯ работа№6 ИЗУЧЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ АППАРАТА УВЧ И ПРОЦЕССА НАГРЕВАНИЯ В НЁМ РАЗЛИЧНЫХ ВЕЩЕСТВ
При написании отчета по лабораторной работе необходимо изучить теоретический материал, относящийся к данной работе. Для изучения можно использовать базовый учебник физики для медицинских университетов, лекции по физике, методички, разработанные кафедрой физики, учебники по физике для технических вузов, в которых рассматривается теория взаимодействия с веществом высокочастотного электрического поля, магнитного поля, электромагнитного поля.
Погрешности измерений имеют инструментальный характер.
Цель работы:
Исследовать количественные различия тепловых эффектов УВЧ поля в диэлектрике и проводнике , а также распределение высокочастотного электрического поля в пространстве относительно пластин конденсатора аппарата УВЧ.
Приборы и принадлежности:
аппарат УВЧ, диполь, микроамперметр, пробирки, заполненные диэлектриком и электролитом, смонтированные в теплоизолированном блоке, термометры.
| Рис. 1 Упрощенная электрическая схема аппарата УВЧ-терапии |
| Схема установки |
Подготовка к работе:
1. Подключите аппарат к сети.
2. Ручку компенсатора напряжения поставьте в положение “ВЫКЛ.”.
3. Переключатель измерительного прибора установите в положение “КОНТРОЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ”. Поворотом ручки компенсатора напряжения добейтесь положения стрелки измерительного прибора в пределах красного сектора шкалы.
4. Установив переключатель в положение “КОНТРОЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ”, поворотом ручки настройки добейтесь максимального отклонения стрелки прибора. Проверьте настройку по максимальному свечению неоновой лампочки, помещенной в межэлектродное пространство.
5. Ознакомьтесь с приспособлением для размещения диполя в межэлектродном пространстве.
6. Обратите внимание на то, что с помощью этого приспособления можно располагать диполь в разных точках поля, отстоящих друг от друга на 2 см, в двух взаимно-перпендикулярных направлениях. Начальное положение соответствует расположению диполя вдоль оси цилиндрической области межэлектродного пространства. Оно принято за начало отсчёта положения диполя (Х=0, У=0).
Задание 1.
ИЗУЧЕНИЕ ПРОЦЕССА НАГРЕВАНИЯ ДИЭЛЕКТРИКОВ И
ЭЛЕКТРОЛИТОВ В ПОЛЕ УВЧ
Порядок выполнения работы:
1. В межэлектродном пространстве помещен теплоизолирующий блок с двумя одинаковыми пробирками, содержащими одинаковые объёмы жидкого диэлектрика и электролита.
2. В каждой пробирке находится термометр.
3. Отметьте первоначальную температуру жидкостей
4. Измерьте температуру каждой из жидкостей через 3-5 минут. Проведите не менее 6 измерений для каждой жидкости. Результаты измерений занесите в таблицу измерений 1.
Таблица 1
| Время, мин | |||||||
| Электролит | t °С | ||||||
| Δ t °С | |||||||
| Диэлектрик | t °С | ||||||
| Δ t °С |
5. Погрешность измерения температуры оценивается как половина цены деления термометра. Эта величина определяет доверительный интервал для измеряемой величины.
6. На миллиметровой бумаге в одних осях постройте графики зависимости изменения температуры диэлектрика и электролита от времени нагревания с учётом доверительного интервала.
Задание 2.
ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ УВЧ
Порядок выполнения работы:
1. Расположите диполь в начальном положении (Х=0,Y=0). Добейтесь уменьшения мощности поля поворотом соответствующего переключателя мощности и поворотом ручки “КОНТРОЛЬ НАСТРОЙКИ”. Положения стрелки микроамперметра должно соответствовать почти максимальному току в пределах шкалы микроамперметра. В противном случае стрелка микроамперметр может выйти за пределы шкалы прибора (зашкалить). В дальнейшем, при проведении работы по изучению поля положение переключателей не должно меняться.
2. Не меняя положения диполя, соответствующего его начальному положению, измерьте величину тока.
3. Повторите измерения тока, помещая диполь в соседние гнёзда установки расположенные через 2см последовательно в двух направлениях ( в вертикальном — У и горизонтальной — X). Количество измерений в каждом направлении должно быть не менее 7. Результаты измерений тока и соответствующие расстоянияRx и Ry от начального положения занесите в таблицу измерений 2.
Таблица 2
| Rх. см | |||||||
| Iх. мкА | |||||||
| Rхсм | |||||||
| Iу, мкА |
5. Погрешность измерения тока, определяющую доверительный интервал, оцените по классу точности микроамперметра.
6. На миллиметровой бумаге в одних осях постройте графики зависимости тока от расстояния по оси ОХ и ОУ с учётом погрешностей.
7. Сделайте вывод. В выводе отразите:
7.1 Достигнута ли цель работы?
7.2 Какое явление наблюдали?
7.3 Согласуются ли полученные экспериментальные данные с теоретическими представлениями (о тепловом эффекте действия УВЧ в диэлектрике и проводнике). 7.4 Как распределяется напряженность электрического поля, одинаково ли это распределение в вертикальном и горизонтальном направлениях?
8.Дайте теоретическое обоснованиеработы, опираясь на вопросы для самоподготовки
Вопросы для самоподготовки:
1.Действие токов высокой частоты на живые ткани.
2. Индуктотермия.
3. УВЧ-терапия. Работа аппарата УВЧ.
4. СВЧ, КВЧ - терапия.
Рекомендуемая литература:
1. Ремизов А.Н. Медицинская и биологическая физика. - М.:Высш. шк.,
1999, гл. 19, гл. 23, § 23.6
2. Гаврилов В.В., Соколов Д.В. Введение в курс медицинской аппаратуры. - СПб.: Изд-во СПбГМУ, 1998, с.29-31; с.54-55