REZISTENȚA ELECTRICĂ A CORPULUI OMULUI
A) Țesut viu ca un conductor de curent electric
Corpul uman este conductorul unui curent electric. Cu toate acestea, conductivitatea țesutului viu, spre deosebire de conductorii obișnuiți, se datorează nu numai proprietăților sale fizice, ci și celor mai complexe procese biochimice și biofizice inerente numai în materia vie.
Drept urmare, rezistența corpului uman este o cantitate variabilă care are o dependență neliniară de o varietate de factori, incluzând starea pielii, parametrii circuitului electric, factorii fiziologici și starea mediului.
În țesutul viu nu există electroni liberi și, prin urmare, nu poate fi comparat cu un conductor metalic, curentul electric în care se află mișcarea comandată a electronilor liberi.
Cele mai multe țesuturi ale corpului uman conțin o cantitate semnificativă de apă (până la 65% din greutate). Prin urmare, țesutul viu poate fi considerat ca un electrolit, adică o soluție care se descompune chimic atunci când un curent trece prin el și presupune astfel că are conductivitate ionică. Cu alte cuvinte, se poate presupune că transferul încărcăturilor electrice către țesuturile vii nu este efectuat de electroni liberi, cum este cazul conductorilor metalici, dar atomi sau grupuri de atomi încărcați de ioni.
În țesuturile vii, există un fenomen de migrare (transfer) intercelulară a energiei, adică un transfer de rezonanță a energiei excitației electronice între celulele excitate și cele neexecutate. Prin urmare, se poate presupune că țesutul viu are, de asemenea, conductivitate în gaura electronică, inerentă semiconductorilor, în care încărcăturile sunt transportate prin electroni de conducere și găuri.
Astfel, corpul uman poate fi privit ca un tip special de conductor având rezistență variabilă și posedând, într-o anumită măsură, proprietăți ale conductorilor de primul tip (semiconductori) și ai celui de-al doilea tip (electroliți)
b) Rezistența electrică a corpului uman
Rezistența electrică a diferitelor țesuturi ale corpului
omul nu este același lucru: piele, oase, grăsime, cartilagii, tendoane, și au un co-rezistență relativ mare, și țesutul muscular, sânge, limfă, și CCA-cial măduva spinării și creier - mici Dirijor-Rezistenta. De exemplu, rezistența volumetrică specifică, Ohm-m, la un curent de 50 Hz este:
Piele uscată 3-10 I -2-CHO- *
Oase (fără periost) 10 4 -2 • 10 h
Țesutul adipos 30-6
Țesutul muscular. 1,5-3
Lichidul cerebrospinal 0,5-0,6
Din aceste date rezultă că pielea are o rezistență specifică foarte mare, care este principalul factor care determină rezistența corpului uman în ansamblu.
Structura pielii este foarte dificilă. Pielea este formată din două straturi principale: cea exterioară, numită epiderma, și cea interioară, care este de fapt pielea și se numește dermă (Figurile 1-7).
Stratul exterior al pielii - epiderma, la rândul său, constă din cinci straturi, dintre care cea mai de sus este, de regulă, mai groasă decât toate celelalte straturi combinate și se numește excitat,
Stratul corneum este alcătuit din câteva zeci de rânduri de celule keratinizate moarte, având aspectul de cântare, care se învecinează unul cu celălalt. Fiecare astfel de fulgi este o cornee densă, ca un bun mic aplatizat, cu o cantitate mică de aer.
Stratul corneum este lipsit de vase de sânge și de nervi și, prin urmare, este un strat de țesut nevenit. Grosimea sa în diferite părți ale corpului este diferită și variază între 0,05-0,2 mm. Acesta ajunge la cea mai mare grosime în zonele care au suferit influențe permanente-blană nical, în primul rând în palme și tălpi, în cazul în care ingrosare, se poate forma vezicule.
Stratul cornos are un nivel relativ ridicat mecanic-Ness, etc, un slab conductor de căldură și electricitate și este un fel de înveliș de protecție care acoperă întregul corp. Într-o stare uscată și necontaminată a stratului poate fi privit ca truc-permitivitatea: rezistivitatea este de 10 5 -10 6 ohm-m, adică în sute sau mii de ori mai mare decât rezistența celorlalte straturi ale tesutului pielii corpului intern ... Alte straturi ale epidermei sub stratul cornos și format în principal din celule vii poate fi condiționat Ob-unite într-un așa-numita germina il i.Derma un țesut viu; Rezistența sa electrică este nesemnificativă: este de multe ori mai mică decât rezistența stratului cornos.
Rezistența corpului uman, adică. E. Rezistența între cei doi electrozi, suprapus peste corpul unicitatii, când curate, uscate și pielea intactă (măsurată la o tensiune de 15-20 V) variază de la aproximativ 3.000 la aproximativ 100.000 ohmi, și uneori și mai mult. În cazul în care locurile de piele în care se aplică electrozii, pentru a îndepărta de pe stratul cornos, rezistenta organismului va scadea la 1000-5000 ohmi, și prin îndepărtarea doar stratul superior al pielii (epiderm) -până 500-700 ohmi. Dacă sub electrozi pentru a elimina pielea complet, rezistența internă a țesutului corpul va fi măsurat, ceea ce va fi de doar 300-500 ohmi.
rezistenta organismului uman poate fi arbitrar schi-hoț constând din trei rezistențe conectate în serie: două rezistențe identice strat pe ruzhnogo pielii, adică epidermului 2 Zh (care reprezintă împreună o rezistență exterioară așa-numita a corpului uman), și una, numită rezistența internă .. corpul RB (care include rezistența straturilor interioare ale pielii și rezistența țesuturilor interne ale corpului)
Rezistența stratului exterior al pielii constă în rezistențe active și capacitive, conectate în paralel. Capacitanță datorită faptului că, în locul electrodului senzorial pentru corpul uman este format ca un condensator, electrozii sunt electrod co-torogo și un șervețel bun conductor corp situată sub stratul de piele exterior și dielectric - stratul (epidermă) Convențional acest condensator placă, capacitatea de care depinde de aria electrodului de S (m 2), grosime epidermica d (m) și un dielectric-e de permeabilitate a epidermei, care la rândul său depinde de mai mulți factori: frecvența tensiunii aplicate, excursii tempera piele, nali în piele de umiditate, etc. La un curent de 50 Hz, valorile e sunt în intervalul de la 100 la 200
Capacitate capacitor, F:
unde e0 = 8,85-10-12 F / m este constanta electrica.
După cum arată experimentele, Cn variază de la câteva sute de picofarade la mai multe microfarade.
Rezistența activă a stratului exterior de co-g și RB, Ohm, depinde de rezistența specifică a volumului epidermicului la pH. ale căror valori se situează în intervalul 10 4 -10 5 Ohm-m, precum și din S și d
Impedanța stratul exterior al epidermei, la zona de contact ZH câțiva centimetri pătrați până la foarte mari valori (zeci și sute de mii de ohmi) Rezistența corpului interior este considerat pur-ac tive, deși, strict vorbind, ea are, de asemenea, celula em-os poate sostavlyayuschey.Zhivuyu imaginați-vă ca o cochilie cu o conductivitate foarte scăzută, umplută cu un lichid, un conductor care conduce bine. Această celulă este înconjurată de același lichid. Evident, în acest caz, un condensator simplu, care OCU și-tributuri conductivitatea celulei capacitiv. Cu toate acestea, sârmă-pod este neglijabilă în comparație cu destul de o durere de conductivitate de celule SCHEU-ion și poate fi neglijată, fără eroare de mult. Valoarea rezistenței interne RB, ohm-sitei depinde de lungimea și suprafața secțiunii transversale a corpului prin care curge curent, precum si asupra tesutului interne a corpului rezistenta specific-space th pB. valoarea medie a căreia la un curent cu o frecvență de până la 1000 Hz este de 2,5-2,0 Ohm-m. RB Accom-tență internă este practic independentă de domeniul elec-trodes, frecvența curentă, și valoarea tensiunii de aplicat-TION și este de aproximativ 500-700 ohmi.
Diagrama echivalentă a rezistenței corpului uman pentru condițiile luate în considerare
Pe baza acestei scheme, putem scrie expresia rezistenței totale a corpului uman într-o formă complexă, Om,
sau după transformări adecvate - în formă reală, Om,
unde Za - rezistența stratului exterior al pielii în forma complexă, Ohm; ω = 2π / este viteza unghiulară, rad / s; f este frecvența curentului, Hz.
Această schemă poate fi simplificată prin prezentarea corpului uman soprotiv-Leniye ca o conexiune paralelă cu o capacitate de neascultarea-Rh = 2RA -t-RB și CO „0,5Sn * co-torye respectiv numita rezistență activă-em și capacitatea electrică a corpului uman (Fig. 1 -8, c). În acest caz, expresia rezistenței totale a corpului uman în formă reală va fi, Om,
Se poate observa din expresii că, pentru o capacitate mică (când poate fi considerată egală cu zero), rezistența totală a corpului uman este egală cu suma rezistențelor active ale ambelor straturi ale epidermei și a rezistenței interne a corpului,
Ecuând (1-3) până la (1-4), putem obține valoarea lui C, exprimată prin Cc. În acest caz, SL este oarecum mai mică de 0,5 C ". Dacă, pe de altă parte, luăm R = 0, atunci constatăm că Cn = r0, 5Cn.