Материал: m31641

Порядок выполнения работы

1. Измерьте штангенциркулем толщину l кожи в пяти разных точках. Найдите среднее значение толщины и абсолютную погрешность в ее определении.

2. Определите диаметр электрода, предложенного преподавателем.

3. Определите массу кожи m₁ с точностью до 0,1 гр.

4. Положите кожу на металлическую пластину. Поставьте на нее круглый электрод, подключите его к тераомметру. Включите тераомметр и подождите 3 минуты. Определите сопротивление кожи, пользуясь нижними шкалами прибора. На пределе 10ⁿ пользуйтесь самой нижней шкалой. На пределе 3 х 10ⁿ пользуйтесь второй снизу шкалой.

5. Снимите электрод и кожу, включите сушилку и подержите кожу под струей теплого воздуха 1 минуту. Определите массу кожи m₂ и ее сопротивление R_2.

6. Повторите действия пункта 5 еще 2 раза, результаты занесите в таблицу.

Найдите массу воды в коже, зная, что масса сухой кожи m₀ составляет 13,6 гр.

Постройте график зависимости сопротивления кожи R от массы находящейся в ней воды.

7. Определите удельное сопротивление кожи по формуле , где .

Контрольные вопросы.

1. Электрический ток, сила тока. Носители тока в тканях животных. Сопротивление проводников.

2. Закон Ома для электролитов. Виды поляризации в тканях животных.

3. Как зависит ЭДС поляризации от частоты переменного тока? Как будет меняться сопротивление тканей животного при увеличении частоты переменного тока?

4. Какие воздействия могут изменить сопротивление ткани и кожи животного?

Работа №3

Изучение эквивалентной схемы для определения сопротивления живой ткани животного.

Теоретическое введение

Типичная зависимость сопротивления живой ткани Z от частоты переменного тока ν дана на рис. 1.

Рис. 1

Как видно из рисунка, на зависимости Lg z от Lg ν имеется ступенька. Эта ступенька отсутствует, если ткань гибнет (пунктирная линия). Отношение называется коэффициентом поляризации. Коэффициент поляризации зависит от интенсивности обмена веществ и от степени эволюционного развития животного.

Эквивалентная схема - это электрическая схема, электрические свойства которой эквивалентны свойствам живой ткани. Существуют различные эквивалентные схемы. Одна из них, используемая в настоящей работе, изображена на рисунке 2.

Рис. 2

Здесь R₁ - сопротивление, эквивалентное сопротивлению внеклеточной среды, R₂ - сопротивление, эквивалентное сопротивлению клеточных мембран, с - электроемкость мембран R₃ - сопротивление, эквивалентное сопротивлению цитоплазмы.

Последовательно с эквивалентной схемой с общим сопротивлением z включено сопротивление R₄. напряжение на его концах u₁ определяется с помощью милливольтметра V. Сила тока I, проходящего через сопротивление R₄ и через эквивалентную схему, . Зная напряжение u_г, которое генератор Г подает на эквивалентную схему, легко определить ее сопротивление .

Анализ поведения электрического сопротивления z эквивалентной схемы при изменении ν показывает, что на низких частотах величина z определяется проницаемостью клеточных мембран, а при высоких частотах z определяется концентрацией и подвижностью ионов в цитоплазме и межклеточной среде.

Порядок выполнения работы

1. Включите в сеть генератор и милливольтметр.

2. Подайте на эквивалентную схему от генератора переменное напряжение частотой 20 Гц. Для этого поверните диск Д и установите стрелку шкалы генератора на отметке 20, нажмите клавишу К "х1" (Рис.3).

Рис. 3

3. С помощью рукоятки 2 установите напряжение U_г = 30 В. В процессе работы необходимо поддерживать напряжение на генераторе U_г = 30 В.

4. Установите рукоятку 1 на отметке 10 мВ. Снимите показания напряжения U₁ с верхней шкалы милливольтметра mV.

5. Подайте переменное напряжение частотой 60 Гц (см. пункт 2).

6. На отметке 30 мВ проведите измерения напряжения U₁, используя нижнюю шкалу милливольтметра mV.

7. Подайте переменное напряжение частотой 200 Гц (см.пункт 2). На отметке 100 мВ проведите измерения напряжения U₁ (показания снимают с верхней шкалы mV, умножая показания на 10).

8. Установите рукоятку 1 на отметке 300 мВ. Проведите измерения напряжения U₁ на частотах 600, 2000, 6000, 10000 Гц, используя нижнюю шкалу милливольтметра, умножая показания на 10.

9. Результаты измерений занесите в таблицу.

10. Постройте график зависимости lg Z от Lg ν.

Контрольные вопросы.

1. Постройте по полученным данным график зависимости сопротивления эквивалентной схемы от частоты переменного тока. Какая часть этого графика совпадает с графиком на рисунке 1?

2. Что называется коэффициентом поляризации. От чего он зависит?

3. О чем можно судить по величине сопротивления ткани при измерениях на низких и высоких частотах?

4. Что представляет собой эквивалентная схема? Как определяется сопротивление эквивалентной схемы в данной работе?

Работа №4

Опытная проверка закона освещенности

Теоретическое введение

Освещенность - одна из важных характеристик санитарного состояния животноводческих помещений. Она определяется через величину светового потока Ф, а последний – через величину потока излучений Ф_{н .}

Поток излучения численно равен энергии световых волн W , проходящих за время t=1с через данную поверхность:

(1)

Поток излучения в СИ измеряется в ваттах (вт).

Световой поток – это поток излучения, оцениваемый по зрительному ощущению. Он измеряется в люменах (лм). Световой поток зависит от величины потока излучения и длины световой волны λ.

Освещенность численно равна световому потоку, приходящемуся на единицу площади освещаемой поверхности S:

(2)

Е выражается в люксах (лк), Ф – в лм, S – в м².

Точечным источником света называют источник, размеры которого значительно меньше, чем расстояние от источника до освещаемой поверхности и он испускает свет равномерно по всем направлениям.

Сила света I численно равна световому потоку Ф, приходящемуся на единичный телесный угол ω:

(3)

Сила света измеряется в канделах (кд), если Ф - световой поток выражается в лм, а ω- в стер.

Телесный угол - часть пространства, ограниченная конической поверхностью (рис.1).

Рис.(1)

Телесный угол измеряется в стерадианах (стер.). Он определяется отношением площади поверхности ΔS, вырезанной конусом на поверхности сферы к квадрату радиуса этой сферы:

(4).

Если телесный угол охватывает все пространство вокруг точечного источника света, то ΔS= 4πr², ω=4π стер.

Для точечного источника света

(5),

где α - угол падения (рис.2)

Рис. 2

Как видно из формулы (5), с увеличением угла падения α cosα уменьшается, и освещенность падает.

Освещенность в животноводческих помещениях должна быть не ниже 10-20 лк. Освещенность на рабочих местах в доильных помещениях должна быть не ниже 75лк. Для чтения необходима освещенность 100-150лк.

Для оценки излучения или отражения света вводят световую величину, называемую яркостью. Яркость B определяют как отношение силы света dI элементарной поверхности dS в заданном направлении к проекции светящейся поверхности на плоскость, перпендикулярную этому направлению

(6)

В СИ яркость измеряется в кд/м². Яркость ясного дневного неба составляет примерно 10⁴ кд/м², спирали светящейся лампы накаливания- 5х10⁶кд/м² .

В настоящей работе проверяется справедливость формулы (5). С этой целью используется лампочка, свет от которой попадает на фотоэлемент. Размер нити накаливания значительно меньше, чем расстояние от нити до фотоэлемента, и лампочку можно считать точечным источником света. Под действием света фотоэлемент генерирует электрический ток, сила которого пропорциональна освещенности фотоэлемента. Первоначально проверяется зависимость освещенности Е от расстояния r . Согласно формуле (6) освещенность обратно пропорциональна квадрату расстояния r ²,но должна быть прямо пропорциональна 1/r² при неизменном положении фотоэлемента. Затем проверяется зависимость Е от соs α Для этого изменяют угол падения пучка света, оставляя неизменным положение лампы.