Электропроводимость биологических тканей и жидкостей
.
Сравнивая напряженность и потенциал поля точечного заряда необходимо отметить, что силовая характеристика убывает быстрее, чем энергетическая.
Геометрическое место точек, обладающих одинаковым потенциалом 
, называют эквипотенциальной поверхностью (на рис. 21 – 23 изображены пунктирными линиями). Эквипотенциальные поверхности не пересекаются. Линии эквипотенциальных поверхностей перпендикулярны силовым линиям электрического поля.
Разность потенциалов – это физическая величина численно равная работе, которую совершают силы электрического поля при перемещении единичного положительного заряда из точки поля 1 в 2.
,[Δ
] = B.
Paзность потенциалов называется напряжением: 
.
Связь между характеристиками однородного электрического поля:
, [
] = 
,
где 
– разность потенциалов, 
– расстояние между двумя точками с потенциалами 
и 
.
Знак “–” в формуле указывает на то, что вектор 
направлен в сторону убывания потенциала.
Проводники – это вещества, которые имеют свободные заряды, способные перемещаться под действием электрического поля. Примеры: плазма крови, лимфа, межклеточная жидкость, спинномозговая жидкость, цитоплазма.
Диэлектрики (изоляторы) – это вещества, которые не имеют свободных зарядов, поэтому не проводят электрический ток. Примеры: сухая кожа, связки, сухожилия, костная ткань, клеточная мембрана.
Биологические ткани различны по электропроводности, табл. 1. Например, электрическое сопротивление мембран клеток, костной и жировой ткани достаточно велико. Они подобны диэлектрикам. Внутриклеточная жидкость является проводником, так как содержит положительные и отрицательные ионы. Внутри организма ток распространяется в основном по: 1) кровеносным и лимфатическим сосудам; 2) мышцам; 3) оболочкам нервных стволов.
Измерение электропроводимости (кондуктометрия) используется:
при изучении процессов в клетках и тканях во время изменений физиологического состояния;
при исследовании патологических процессов (например, при воспалении увеличивается электрическое сопротивление);
для нахождения активных точек рефлексотерапии;
для выявления кожно-гальванических реакций, в которых отражаются эмоции, утомляемость и другие состояния организма.
В организме нет таких систем, которые были бы подобны катушкам индуктивности, поэтому ткани человека не обладают индуктивностью. Полное сопротивление (импеданс) живой ткани переменному току определяется только омическим (R) и емкостным сопротивлениями (XC):
, [Z] = Ом;
где С – электрическая емкость, [С] = Ф;
– циклическая частота переменного тока, [] = 
.
Омические и емкостные свойства биологических тканей моделируют на основе сочетания параллельного и последовательного соединение элементов (рис. 24):
 |
Рис. 24. Упрощенная эквивалентная схема живой ткани
При прохождении переменного тока через живые ткани полное сопротивление ткани увеличивается с уменьшением частоты тока до некоторой максимальной величины Zmax и стремится к некоторому минимальному значению Zmin при увеличении частоты (рис. 25).
Z
Zmax
Zmin ЧАС Рис. 25. График зависимости импеданса мышцы от частоты
переменного тока