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 расстоянияR_x и R_y 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 обоснование работы, 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