Воздействие переменным магнитным полем

В проводящих телах, находящихся в переменном магнитном поле, вследствие электромагнитной индукции возникают токи, которые принято называть вихревыми.

Эти токи могут использоваться для прогревания биологических тканей и органов. Такой лечебный метод — индуктотермия — имеет ряд преимуществ перед методом, изложенным в § 15.2.

Рассмотрим, от каких факторов зависит степень нагревания тканей при индуктотермии. Схема воздействия показана на рис. 15.6. Согласно основному закону электромагнитной индукции в контуре при изменении магнитного потока возникает ЭДС, равная

 

где Ф — магнитный поток, пронизывающий контур, S — площадь площадки, охватываемой контуром, В — магнитная индукция во всех точках этой площадки [см. (13.7); предполагается, что a = 0]. Из последней формулы на основании закона Ома можно записать выражение для силы тока в контуре:

Используя формулу R = rl/S для сопротивления, получаем

(15.3)

где k_l — некоторый коэффициент, учитывающий геометрические размеры образца (ткани). Предположим, что магнитная индукция изменяется по гармоническому закону
В = В_mcos wt, тогда

(15.4)

Подставляя в (15.2) вместо плотности тока силу тока из (15.3) и учитывая (15.4), находим

(15.5)

где k — коэффициент, зависящий от размеров образца.

Таким образом, при индуктотермии количество теплоты, выделяющееся в тканях, пропорционально квадратам частоты и индукции переменного магнитного поля и обратно пропорционально удельному сопротивлению. Поэтому сильнее будут нагреваться ткани, богатые сосудами, например мышцы, чем такие ткани, как жир. Обычно при индуктотермии применяют местное воздействие переменного магнитного поля, используя спирали или плоские свернутые кабели.

Лечение вихревыми токами возможно также при общей дарсонвализации. В этом случае пациента помещают в клетку-соленоид, по виткам которого пропускают импульсный ток высокой частоты.