Dió Mihály, Kovács Norbert, Szekrényesi Csaba, Zombory Péter

Biofizika és orvostechnika alapjai

2., átdolgozott kiadás


II.3.4. A villamos energia természete

A villamos biztonság megértéséhez szükséges villamos alapok magyarázatára sokféle módszerrel találkozhattunk már. A tapasztalatok szerint a potenciálok segítségével megközelített magyarázat volt a leginkább egyszerűsíthető és legkönnyebben befogadható.
A potenciál általánosságban energiaszinteket jellemez, így minden energiaformának vannak jellemező potenciáljai. A gravitációs térben a magasság, a kinetikai térben a sebesség, a villamos térben a villamos potenciál. A villamos potenciál nem látszik, nehezen mérhető. A villamos potenciál az anyagokon háromféleképpen jelenhet meg:
  • A jó vezető anyag bármely pontjára juttatva a vezető minden pontjára azonnal eljut és megjelenik. A továbbjutáskor az energia nem csökken. Ilyenek a fémek, elektrolitok (testnedvek), villanyvezeték.
  • Szigetelőanyagon bármely pontra juttatva ugyanazon ponton marad, nem jut tovább. Ilyenek a szigetelő műanyagok, porcelán, üveg, száraz bútor, száraz ruha.
  • A közepes vezetőn nehezen jut át, közben megoszlik, arányosan veszítve energiájából. Az elveszített energia átalakul valamilyen más formába. A fűtőszál melegszik, a motor forog, az ember áramütést szenved.
Az azonos potenciálok közé jutott érintési pontok nem kerülnek potenciálkülönbség közé, így rajtuk az energiakülönbség nem indít meg kiegyenlítődést. Mint ahogyan azonos magasságok között nem esik le semmi, azonos sebességgel haladó autók nem törik össze egymást, azonos villamos potenciálok között nem indul meg villamos áram.
A potenciálkülönbség közé jutott helyeken keresztül viszont megkezdődik az energiaszint kiegyenlítődés. A magasságkülönbség között leesünk, a gyorsabb autó összetöri a lassabbat, a nagyobb villamos potenciál pedig áram folyásával próbál kiegyenlítődni. A villamos potenciálok különbségét villamos feszültségnek nevezik.
A villamos potenciálkiegyenlítődés megindulása az áram folyása során szándékaink szerint hasznos hatással történik, készülékeink is a potenciálkülönbség hatására működnek. Ezért a potenciálkülönbséget számukra mi biztosítjuk például elemmel (mint az 1,5 V-os ceruzaelem), akkumulátorral (mint a 12 V-os akkumulátor), de leggyakrabban a hálózati csatlakozó konnektorból 230 V-os effektív értékkel. Ilyenkor az áramszolgáltatótól kapott potenciálkülönbséget az épületben elektromos vezetékekkel osztják szét, úgy hogy a csatlakozó egyik lyukában az egyik energiaszint 230 V (fázis) a másikban 0 V (nulla) van stabilan előkészítve. A kettő közé kapcsoljuk a készülékeinket, amikor a hálózati vezetéket bedugjuk. Ha egy készüléket a fázis és a fázis közé kapcsolnánk, nem működne. Ugyancsak nem működne, ha a nulla és a nulla közé kapcsolnánk.
A vezetékekkel tudatosan a konnektorokhoz szállított nulla potenciál megegyezik a környezeti föld potenciállal. Az általunk lakott Föld bolygó anyagának szintén van elektromos potenciálja, amely 0 értékű, kiegyenlített. Ezt a föld potenciált az épületszerkezeti anyagok, csövek, nedvességek képesek szétvezetni az épületek belső, megérinthető vezetőképes felületeihez. A veszélyt az hordozza, hogy amennyiben a készülék valamely megérinthető része a nullától eltérő potenciálra kerül, akkor ehhez érve, valamint a föld felől idejutott 0 potenciálhoz érve potenciálkülönbség közé kerülhetünk.
Azért használjuk mégis előszeretettel a hálózati áramot, mert jelenlegi árfolyamon (2023) egy cca. 300 Ft-os tartós ceruzaelemben eltárolt energiamennyiséget a konnektorból mintegy 0,4 Ft-ért kapunk. Ceruza akkumulátort használva a feltöltés nagyjából ugyanennyibe kerül. A hálózati áram használata tehát majdnem ezerszer gazdaságosabb az elemnél, nem beszélve a kimerült elemek mérgező anyagainak környezeti terheiről. Az akkumulátor pedig szinte ingyen feltölthető az elem vásárlásához képest, és gondos használat mellett több mint százszor újratölthető. Az akkumulátor a legsérülékenyebb a lemerülten tárolásra és a felmelegedésre.
 

Biofizika és orvostechnika alapjai

Tartalomjegyzék


Kiadó: Akadémiai Kiadó

Online megjelenés éve: 2025

ISBN: 978 963 664 096 5

Napjaink gyógyászata számos orvostechnikai eszközt használ. A könyvben ezek közül a néhány leggyakoribb és legfontosabb műszercsoport működési alapjait, használatának szempontjait és lehetőségeit mutatjuk be. Ilyen tájékozottság a diplomás egészségügyi dolgozóktól is elvárható. A könyv nyelvezete közérthető, így az oktatásban az alapozó ismeretek átadására alkalmas. Mindemellett ajánlhatjuk érdeklődő laikusok számára is. A szerzők gyakorlott oktatók, akik a területen több diplomával és gyakorlati ismeretekkel rendelkeznek és jártasok az orvostechnikai szabályozás, a kórházi felhasználás és a szervizelés területén is.

Hivatkozás: https://mersz.hu/dio-kovacs-szekrenyesi-zombory-biofizika-es-orvostechnika-alapjai//

BibTeXEndNoteMendeleyZotero

Kivonat
fullscreenclose
printsave