Investigation of processes in a set for biocell modification by means of a magnetic field using an alternative current source with high output resistance

Abstract

В статье на основе предложенных методов моделирования выявлены погрешности, возникающие при использовании наиболее распространенных источников тока с низким выходным сопротивлением (усилителей напряжения), питающих катушки установок для модификации биологических объектов магнитным полем. Для иллюстрации работоспособности рассматриваемых моделей приводятся осциллограммы изменения от времени индукции магнитного поля в катушке вышеуказанной установки, при питании ее от усилителя напряжения, имеющего низкое выходное сопротивление. В качестве альтернативы предлагается использование разработанного и собранного специализированного источника тока с высоким выходным сопротивлением, управляемого напряжением (ИТУН), предназначенного для работы с индуктивной нагрузкой. Магнитное поле, создаваемое катушкой установки, однозначно соответствует току, текущему через нее от вышеуказанного источника тока. В статье приводится описание макета такого источника тока, а также быстродействующей системы ограничения входного сигнала, позволяющей защитить силовые элементы схемы от перегрузок, возникающих при работе на индуктивную нагрузку. В качестве иллюстрации эффективности этого метода создания магнитного поля приводятся осциллограммы изменения от времени индукции магнитного поля, создаваемого в катушке вышеуказанной установки, при питании ее от макета источника тока. Для реализации макета магнитной установки и контроля состояния измеряемого магнитного поля был дополнительно разработан и собран быстродействующий магнитометр, позволяющий считывать данные в режиме реального времени. In the article, errors that occur when using the most common current sources with low output resistance (voltage amplifiers), feeding coils of biological object modification sets by means of a magnetic field are identified with the aid of the proposed modeling methods. To exemplify the operability of the models under consideration, oscillograms of changes in the magnetic field induction time in the coil of the set, when it is powered by a voltage amplifier having a low output resistance, are given. As an alternative, it is suggested to employ a developed and assembled specialized current source with a high output resistance, voltage-controlled (ITUN), designed to work with an inductive load. The magnetic field, generated by the coil of the set, fully corresponds to the current, flowing through it from the current source. The article describes the layout of such current source, as well as a high-speed system for limiting the input signal, which enables the protection of the circuit power elements from overloads that occur when working on an inductive load. As an illustration of the effectiveness of the magnetic field creation method, the oscillograms of the change from the induction time of the magnetic field produced in the coil of the set, when it is powered from the current source layout, are presented. In order to implement the layout of the magnetic set and monitor the state of the magnetic field being measured, a high-speed magnetometer was additionally designed and built, which allows reading data in real time.