Оуден катушкасы – жоғары жиілікті, жоғары кернеулі ток тудыратын резонанстық түрлендіргіш. Медициналық электротерапияда қолданылған, Тесла катушкасына ұқсас құрылғы.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Резонанстық трансформатор схемасы
Resonant transformer circuit
Оудин катушкасы, сондай-ақ Оудин осцилляторы немесе Оудин резонаторы деп аталады, – бұл өте жоғары кернеулі, жоғары жиілікті айнымалы ток (AC) электр қуатын төмен ток деңгейінде өндіретін резонанстық трансформатор схемасы. Ол 20-шы ғасырдың басындағы электротерапияның ескірген түрлерінде қолданылды. Ол Тесла катушкасына өте ұқсас, бірақ Оудин катушкасы автотрансформатор ретінде қосылған. Оны 1893 жылы француз дәрігері Поль Мари Оудин, дәрігер Жак Арсен д’Арсонвальдің электротерапиялық жабдықтарын өзгерткен түрі ретінде ойлап тапты және медициналық диатермиялық терапияда, сондай-ақ шамамен 1940 жылға дейін шарлатандық медицинада пайдаланды. Катушканың жоғары кернеулі шығыс терминалы оқшауланған қолға ұсталатын электродқа қосылған, ол электротерапияда әртүрлі медициналық жағдайларды емдеу үшін науқастың денесіне қолданылатын жарқыраған щетка разрядтарын тудырды. Олар радиожиілік (RF) диапазонында айнымалы ток өндіреді. 20-шы ғасырдың басындағы медициналық катушкалар 200 кГц-тен 5 МГц-ке дейінгі жиіліктерде 50 000-нан миллион вольтқа дейін потенциалдарды өндірді. Ерте Оудин схемаларында екі катушка бөлек болған, магниттік байланысы болмаған, 20-40 айналымнан тұратын кішкентай көлденең негізгі "Д’Арсонваль" катушкасы (L1) көптеген жіңішке сымдары бар үлкен тік екінші "Оудин резонаторына" (L2) (үлкен катушкаларда 400-600, кішкентайларда 100-300) қосылған. Бір қатардағы екі бірдей конденсатордың сыйымдылығы бір конденсатордың сыйымдылығының жартысына тең болғандықтан, Оудин схемасының резонанстық жиілігі – .
An Oudin coil, also called an Oudin oscillator or Oudin resonator, is a resonant transformer circuit that generates very high voltage, high frequency alternating current (AC) electricity at low current levels, used in the obsolete forms of electrotherapy around the turn of the 20th century. It is very similar to the Tesla coil, with the difference being that the Oudin coil was connected as an autotransformer. It was invented in 1893 by French physician Paul Marie Oudin as a modification of physician Jacques Arsene d'Arsonval's electrotherapy equipment and used in medical diathermy therapy as well as quack medicine until perhaps 1940. The high voltage output terminal of the coil was connected to an insulated handheld electrode which produced luminous brush discharges, which were applied to the patient's body to treat various medical conditions in electrotherapy. They produce alternating current in the radio frequency (RF) range. The medical coils of the early 20th century produced potentials of 50,000 up to a million volts, at frequencies in the range 200 kHz to 5 MHz. In earlier Oudin circuits the two coils were separate, not magnetically coupled, with a small horizontal primary "D'Arsonval" coil (L1) of 20 40 turns with a tap connected to a large vertical secondary "Oudin resonator" (L2) with many turns of fine wire (400 600 in large coils, 100 300 in small ones), Because two identical capacitors in series have half the capacitance of a single capacitor, the resonant frequency of the Oudin circuit is
Қолдану
Коілдің жоғары кернеулік терминалы сым арқылы әртүрлі қолданылатын электродтарға жалғанатын, оны дәрігер науқастың денесіне жоғары кернеуді қолдану үшін пайдаланатын. Емдеу науқас үшін ауыртпалық тудырмады, себебі радиожиілік (RF) диапазонындағы, 10 кГц-ден жоғары жиілікті ауыспалы ток, көбінесе электр тогының сезімін тудырмайды. Оудин катушкасы – «однополярлы» генератор болатын, катушканың төменгі ұшы жерге қосылғандықтан, кейде науқасқа бір ғана электрод қолданылып, токтың кері қайту жолы жер арқылы жүретін. Дегенмен, көбінесе катушканың төменгі жағынан жерге қосылған сым пайдаланылатын, ол науқас ұстаған жерге қосылған электродқа бекітілген. Оудин катушкасының бір кемшілігі – электрод пен сымның қозғалысы пайдалану барысында екінші катушканың жоғарғы терминалының сыйымдылығын өзгертіп, осымен оның резонанстық жиілігін өзгертетін. Бұл екінші катушканы негізгі катушкамен резонанстан шығарып, кернеуді төмендетті. Сондықтан негізгі және екінші катушкаларды «тәуелді» күйде ұстау үшін (жоғарыдағы сол суретте көрсетілгендей) негізгі катушкадағы қосылым нүктесін пайдалану кезінде үнемі реттеу қажет болатын. Электр тогын науқастың денесінің әртүрлі бөліктеріне қолдану үшін көптеген арнайы электродтар қолданылды. Олар, әдетте, екі түрге бөлінетін. Науқастың денесінің сыртына «эфлювтер» деп аталатын щетка тәрізді разрядтарды қолдану үшін оқшауланған тұтқадағы бір немесе бірнеше металл ұштардан тұратын электродтар пайдаланылатын. Осындай құралдарды теріге үздіксіз доға түсірмеу үшін денеден жеткілікті қашықтықта ұстау қажет, себебі мұндай жағдай RF күйігіне әкелуі мүмкін. Ток тікелей дене бетіне, сондай-ақ ауыз, тік ішек немесе қын арқылы науқастың ішкі тіндеріне жіберілгенде, вакуумдық түтікшелі «конденсациялайтын» электрод қолданылатын. Ол әртүрлі пішінді, ішінен электрод бекітілген, жоғары кернеулі сымға жалғанған, жартылай вакуумдалған шыны түтікшеден тұратын. Осы құрылғы қосылғанда, жарқын күлгін түсті сәуле шығаратын. Түтікшенің шыны қаптамасы науқастың денесімен бірге конденсатор құрап, ток осы арқылы өтіп, қауіпсіз деңгейде ұсталуын қамтамасыз ететін. Бүкіл денеге ток тарату үшін «конденсациялық диван» пайдаланылатын. Бұл төсектің астында металл арқалық бар, жоғары кернеулік терминалға сыммен жалғанған төсек немесе диван болатын. Емдеу кезінде науқас ұстаған екі жағындағы металл қол тіреуіштер «жерге» кері қайту жолы ретінде қызмет етіп, катушканың төменгі бөлігіне бекітілген. Осылайша диван науқастың денесін электрод ретінде пайдалана отырып, конденсатор құратын.
The high voltage terminal of the coil was attached through a wire to various types of handheld electrode which the physician used to apply the high voltage to the patient's body. The treatment was not painful for the patient, because alternating current in the radio frequency (RF) range, above 10 kHz in frequency, does not generally cause the sensation of electric shock. The Oudin coil was a "unipolar" generator, with the lower end of the coil grounded, so sometimes only one electrode was applied to the patient and the return path for the currents was through the ground. However usually a ground wire from the bottom of the coil was used; attached to a ground electrode which the patient held. A drawback of the Oudin coil was that movement of the electrode and wire during use changed the capacitance of the top terminal of the secondary coil, and thus its resonant frequency. This threw the secondary coil out of resonance with the primary, causing a reduction in voltage. So the tap point on the primary coil had to be constantly adjusted during use to keep the primary and secondary in "tune" (seen in left image above). Many specialized types of electrodes were used to apply the current to various parts of the patient's body. These generally fell into two types. To apply brush discharges (called "effluves") to the outside of the patient's body, electrodes consisting of one or more metal points on an insulating handle were used. Care had to be taken to keep these far enough from the body to prevent a continuous arc to the skin, which could cause painful RF burns. To apply current directly to the body surface, as well as to tissues inside the patient's body through the mouth, rectum, or vagina, a vacuum tube "condensing" electrode was used. This consisted of a partially evacuated glass tube of various shapes, with an electrode sealed inside, attached to the high voltage wire. This produced a dramatic violet glow when energized. The glass envelope of the tube formed a capacitor with the patient's body through which the current had to pass, limiting it to safe values. To apply current to the whole body, a "condensing couch" was used. This was a bed or couch with a metal back under its mattress, connected by a wire to the high voltage terminal. Metal handrest electrodes at the sides, which the patient grasped during treatment, served as the "ground" return path and were attached to the bottom of the coil. Thus the couch formed a capacitor, with the patient's body as one electrode.
Тарих
1800 жылдары электр тоқтарын адам ағзасына қолдану тәжірибелері Виктория дәуірінде медицина саласына айналды, ол бір жағынан заңды эксперименттік медицина, екінші жағынан жалған медицина болып бөлінді және электртерапия деп аталды, онда көптеген ауруларды емдеу үшін ток қолданылды. 1886 жылы Генрих Герц радио толқындарын ашқаннан кейін, Оливер Лодж және Гульельмо Маркони радионы одан әрі дамытқанда, радиожиілікті токтар мен оларды тудыратын схемаларға қызығушылық артты. "Жоғары жиілікті" токтар – бұл 20 кГц-тен жоғары дыбыс диапазонынан асып түсетін кез келген жиілік, ал оларды өндіретін резонанстық орамдар жалпы түрде "осцилляциялық трансформаторлар" деп аталды. 1890 жылдары дәрігерлер осы жоғары кернеулі және жоғары жиілікті токтарды адам ағзасына қолданумен тәжірибе жасауды бастады (сол кезде медицинадағы этикалық нормалар бұрынғыдан гөрі төмен болғандықтан, дәрігерлер өз науқастарында тәжірибе жүргізе алатын). 1890 жылы француз дәрігері Жак Арсен д’Арсонвал жоғары жиілікті электртерапия саласын құрды және адам ағзасына жоғары жиілікті токтарды қолдану бойынша алғашқы тәжірибелерді жүргізді. Ол 10 кГц-тен жоғары жиілікті токтар бұлшық еттердің қысқаруына немесе электр тогының сезімін тудыру үшін жүйкелерді белсендіруге себеп болмайтынын, сондықтан пациентке ешқандай ыңғайсыздықсыз өте жоғары кернеуді қолдануға болатынын анықтады. 1891 жылы Америкада инженер Никола Тесла дербес түрде осыны ашты. Бұл салада үш пионер – Д’Арсонвал, Тесла және Один жасаған үш түрлі аппарат қолданылды, және олардың әрқайсысының айналасында клиникалық тәсілдердің жекелеген салалары қалыптасты:
During the 1800s, experiments in applying electric currents to the human body grew into a Victorian era medical field, part legitimate experimental medicine and part quack medicine, called electrotherapy, in which currents were applied to treat many medical conditions. The discovery of radio waves by Heinrich Hertz in 1886 and subsequent development of radio by Oliver Lodge, Guglielmo Marconi sparked interest in radio frequency currents and circuits for generating them. "High frequency" currents meant any frequency above the audio range, > 20 kHz, and the resonant coils which generated them were generically called "oscillation transformers". During the 1890s doctors began to experiment with applying these high voltage and high frequency currents to the human body (ethical standards in the medical profession were looser then and physicians could experiment on their patients). In 1890 French physician Jacques Arsene d'Arsonval founded the field of high frequency electrotherapy, performing the first experiments applying high frequency currents to the human body. He discovered that currents above 10 kHz do not cause muscle contraction or activate nerves to cause the sensation of electric shock, so that extremely high voltages could be applied to a patient without discomfort. In 1891 in America, engineer Nikola Tesla independently discovered the same thing. Three types of apparatus were used, developed by three pioneers in the field, D'Arsonval, Tesla, and Oudin, and separate bodies of clinical technique grew up around them: