ĆWICZENIE 2
BADANIE PRĄDÓW DIADYNAMICZNYCH
A. Przebieg doświadczenia:
1. Zapoznaj się z instrukcją użytkowania aparatu do generacji prądów
diadynamicznych oraz prądu galwanicznego DIATRONIC DT-7B
(w szczególności punkty: V, VII.1 i VII.2) oraz przyjrzyj się budowie fantomu
stanowiącego model części ciała (skóra umieszczona w zamykanym pudełku,
nasączona żelem przewodzącym. Do skóry przyłożone są elektrody
aluminiowe stanowiące część oprzyrządowania aparatu DIATRONIC).
2. Przeprowadź rejestrację prądów diadynamicznych:
Aluminiowe elektrody są podłączone do przewodu z czerwoną i czarną
końcówką, wychodzącego z gniazda przyrządu DIATRONIC. Elektroda
podłączona do czerwonej końcówki kabla jest anodą (+), natomiast elektroda
podłączona do czarnej końcówki jest katodą (-).
Włącz oscyloskop (przycisk na górze obudowy). Przyciski CH1 i RUN/STOP
powinny być podświetlone. Sprawdź czy sonda jest podłączona do gniazda X.
Sprawdź ustawienia oscyloskopu:
panel VERTICAL – pokrętłem nad przyciskiem CH1 ustaw skalę napięcia (oś y
na ekranie oscyloskopu) wynoszącą 5V/cm (wartość ta jest wyświetlana na
ekranie oscyloskopu, w lewym dolnym rogu)
panel HORIZONTAL - pokrętłem podstawy czasu wybierz skalę na osi x ekranu
oscyloskopu wynoszącą 5 ms/cm (wartość ta jest wyświetlana w dole, na środku
ekranu oscyloskopu).
Włącz DIATRONIC (włącznik z tyłu obudowy). Ustaw czas zabiegu 30 min
(przycisk (5)). Wybierz modulację MF za pomocą przycisku (2) i ustaw natężenie
prądu około 3 mA (przyciski (9)). W tym momencie zaczyna płynąć prąd w
obwodzie.
Odkryj przykrywkę fantomu. Końcówkę sondy oscyloskopu, która stanowi
uziemienie (krokodylek), przypnij do katody. Końcówką zakończoną igłą dotykaj
powierzchni skóry w dowolnym punkcie. Obserwuj przebieg na oscyloskopie.
Jeśli sygnał jest słabo widoczny użyj pokręteł:
zmiany podstawy czasu (panel HORIZONTAL) w celu dostosowania szerokości
sygnału
oraz skali na osi napięcia (panel VERTICAL) w celu dostosowania wysokości
sygnału.
Do przesuwania obrazu w pionie służy pokrętło POSITION w panelu
VERTICAL. Do przesuwania obrazu w poziomie służy pokrętło POSITION w
panelu HORIZONTAL. Do zamrożenia obrazu służy przycisk RUN/STOP.
Przeprowadź obserwację różnych typów modulacji. W tym celu każdorazowo,
przy zmianie modulacji, zatrzymaj generację prądu przyciskiem STOP, następnie
wybierz kolejny typ modulacji i ustaw natężenie prądu. W razie potrzeby wydłuż
czas pracy przyrządu. Przy modulacjach CP i LP zmieniaj przyciskami ISODYN-
BALANCE (3) udział przebiegu typu MF względem DF. Zaobserwuj także
przebieg prądu galwanicznego.
Przerysuj z ekranu oscyloskopu na kontrolkę modulacje MF i DF (w tym celu
zamroź obraz). Pamiętaj o odpowiednim przeliczeniu centymetrów na volty i
sekundy. Zapisz na kontrolce stosowane natężenia prądu I
MF
i I
DF
.
Zmierz częstotliwość podstawową generowanych prądów. W tym celu przy
dowolnie wybranej modulacji ustaw za pomocą pokrętła zmiany podstawy czasu
skalę 100
s/cm, zamroź sygnał i policz okres zarejestrowanego sygnału.
Otrzymana wartość T
podst
zapisz na kontrolce.
Po zakończeniu rejestracji zatrzymaj generację prądu, odczep elektrody od
aparatu DIATRONIC, zamknij szczelnie przykrywkę fantomu. Wyłącz
oscyloskop oraz DIATRONIC.
B. Opracowanie wyników:
1. Policz częstotliwość podstawową f
podst
generowanych sygnałów.
2. Policz okres modulacji (T
MF
i T
DF
) i częstotliwość modulacji (f
MF
i f
DF
) prądów
MF i DF.
3. Policz gęstość prądu płynącego przez elektrody w czasie rejestracji jednej z
modulacji. Pole powierzchni elektrody wynosi 10 cm
2
. Jaka byłaby gęstość
prądu płynącego przez elektrodę o powierzchni 75 cm
2
?
4. Policz energię przekazaną do układu w czasie 10 minut przepływu prądu DF.
Przyjmij:
- wartość natężenia stałą i równą I
MF
(w przybliżeniu jest to wartość skuteczna)
- moc średnią wydzieloną w układzie oszacuj według następującego równania:
DF
DF
DF
S
I
T
P
1
Gdzie S
DF
jest polem pod wykresem (napięcia od czasu) jednego okresu
zarejestrowanej modulacji. Policz to pole przybliżając je prostokątem i trapezem
oraz licząc średnią tych dwóch wyników (patrz rysunek poniżej).
Zapisz na kontrolce wzór pozwalający policzyć energię przekazaną do układu
pamiętając, że jest ona równa pracy wykonanej przez prąd w tym układzie.
Oblicz energię.
5. Porównaj otrzymaną w punkcie 3. wartość energii z energią wydzieloną w
czasie 10 min. świecenia latarki z żarówką o mocy 2,5W.
6. Korzystając z praw elektrolizy Faradaya oblicz jaka ilość salicylanu sodu
zostanie wprowadzona do organizmu w trakcie zabiegu jonoforezy. Czas
trwania zabiegu wynosi 10 min., natężenie prądu I=20 mA. Masa molowa
salicylanu sodu wynosi 160,11g/mol, wartościowość z=1, stała Faradaya
F=96485 [C/mol]. Pod jaka elektrodą należy umieścić wodny roztwór
salicylanu sodu (-), aby lek został wprowadzony do organizmu?