Практическая часть

Задание 1. Измерить импеданс живой ткани для различных частот переменного тока.

Приборы и оборудование: генератор синусоидального напряжения, 2 милливольтметра, постоянный резистор, 2 электрода, соединительные провода, прокладки, физраствор.

Описание метода и схемы опыта

Измерение импеданса участка кожи предплечья человека производится косвенным методом. Электрическая цепь для проведения измерений представлена на рис. 3.

Электроды Э1 и Э2 помещаются на участок живой ткани с общим сопротивлением Z.

Рис. 3.

По закону Ома сила тока в цепи , где U – напряжение на выходе генератора; R – сопротивление резистора; Z – импеданс живой ткани. Если выходное напряжение поддерживать неизменным, то при постоянном значении R величина силы тока будет зависеть от величины импеданса Z. Поэтому, зная величину силы тока в цепи, можно судить о величине импеданса: .

Ток, проходящий через резистор R равен общему току в цепи. Его величину можно вычислить, измерив падение напряжения U_i на этом резисторе: . Тогда - получили формулу для расчета величины импеданса, измеренного данным методом.

Ход выполнения задания

1. Определить величину сопротивления постоянного резистора при помощи мультиметра (в режиме омметра).

2. Укрепить электроды на предплечье на расстоянии 10см друг от друга, подложив под них прокладки, смоченные физраствором. На протяжении всего опыта положение электродов не изменять.

3. Определить при помощи мультиметра величину сопротивления участка кожи предплечья постоянному току Z₀.

4. Переключить мультиметр в режим измерения переменного напряжения.

5. Авометр (тестер) переключить в режим измерения переменного напряжения, выбрав предел измерения таким образом, чтобы было удобно измерять напряжения порядка 0,2-0,4В.

6. Собрать схему измерения импеданса участка кожи предплечья (рис. 3).

7. Установить на генераторе при помощи переключателей «частота» и «множитель» частоту выходного сигнала 20Гц.

8. Показать собранную схему преподавателю или лаборанту.

9. Включить схему в сеть и установить напряжение на выходе генератора равное 300мВ. Помните, что величина этого напряжения должна поддерживаться неизменной на протяжении выполнения всего задания.

10. Зарегистрировать значение напряжения U_i на резисторе R (показание мультиметра). Данные занести в таблицу 1.

Таблица 1.

№		lg	Ui	Z	lgZ
	Гц		мВ	кОм
1 2 3 4 …	20	1.3

11. Повторить опыт 8-10 раз для различных значений частот, изменяя ее в пределах от 20Гц до 10000Гц.

12. Отключить схему от сети. Не снимая электродов с предплечья, отсоединить их от схемы.

13. Используя расчетную формулу, вычислить значение импеданса Z для различных частот переменного тока. Данные занести в таблицу.

14. Для построения графика зависимости импеданса от частоты вычислить логарифмы значений частоты и импеданса.

П остроить график Z=f(), используя логарифмические шкалы для координатных осей (рис. 4).

Рис. 4.

Задание 2. Рассчитать и смоделировать эквивалентную электрическую схему.

Приборы и оборудование: 1. Оборудование, перечисленное в первом задании.

2. Модель эквивалентной схемы с магазином конденсаторов и переменными сопротивлениями.