Гальванические клетки – это простые клетки, которые генерируют электричество через электрохимические процессы. Почти все клетки подобно гальваническому элементу являются генераторами электрического тока. Их используют буквально во всех гаджетах: от пультов дистанционного управления для автомобильных аккумуляторов и инверторов.
Что такое процесс гальванизации
В электрохимических клетках происходят окислительно-восстановительные реакции. Электрохимическая ячейка может работать в двух режимах, как:
- электролитическая ячейка (электролизер);
- гальваническая ячейка (гальванический элемент).
При подключении источника энергии во внешнюю цепь ячейки электроэнергия будет превращаться в химическую, и в ячейке будет происходить электролиз. Анод электролитической ячейки положительный, катод отрицательный. Анод притягивает анионы из раствора. Как в гальванической, так и в электролитической ячейке окисление происходит на аноде, а электроны идут от анода к катоду.
Для информации. Гальванический элемент – это источник электрического тока, а электролизер – потребитель электрического тока.
Гальваническая пара электродов
Гальваническая пара устанавливается в разных контейнерах, соединенных через солевой мост или пористую секцию.
В гальванической ячейке анод является отрицательным электродом, так как при окислении электроны остаются на электроде. Атомы металла отдают электроны и превращаются в положительно заряженные ионы. Оставшиеся на электроне делают анод отрицательно заряженным, и поток электронов идет от анода через провод к катоду. Катод гальванической ячейки является ее положительным терминалом.
На этих электродах происходят химические реакции: окислительная – на аноде, восстановительная – на катоде.
Аккумуляторные батареи
Редокс-реакция в гальванической клетке является спонтанной реакцией. По этой причине гальванические элементы обычно используются в качестве батарей. Благодаря реакции гальванических клеток, происходит подача энергии, которая используется для выполнения работы.
Электрические аккумуляторы – это гальванические элементы с перезарядкой. С помощью внешнего источника энергии их можно перезаряжать. Работа такого устройства проходит в виде следующих электродных процессов:
- гальванический разряд;
- зарядка.
Для этого аккумуляторная батарея подсоединяется к внешнему источнику тока таким образом, что к клемме «анод» подается отрицательный полюс, а к клемме «катод» – положительный. Когда два полюса батареи соединяются друг с другом при посредстве какого-либо проводника электричества, происходит явление – гальванический ток.
Гальванический ток
Гальванический элемент преобразует химическую энергию в электрическую. Что из себя представляет гальванический ток? Гальванический ток – это непрерывный ток, обладающий довольно низким напряжением и низким постоянным уровнем интенсивности. Гальванический ток представляет собой лишь частный случай явления электрического тока.
Технологии
Гальваника включает две электрохимические технологии:
- гальванопластика,
- гальваностегия.
Гальванопластика и гальваностегия отличаются способами подготовки поверхности перед осаждением на нее металла.
Гальванопластика
Гальванопластика – это химический метод формирования металлических деталей точных копий моделей. Метод был изобретен Мориц фон Якоби в России в 1838 году и сразу же был принят для применения в полиграфии и некоторых других областях. Процесс, используемый в гальванопластике, представляет собой электроосаждение (гальванопара погружается в раствор, называемый электролитом).
С помощью гальванопластики производят точную копию любого предмета, имеющего неровную поверхность, будь то:
- гравированная стальная или медная пластина, вырезанная из дерева, или форма для печати;
- медаль, медальон, статуэтка, бюст или даже природный объект для художественных целей.
В искусстве метод применяется для создания бронзовых скульптур. В печати гальванопластика стала стандартным способом получения пластин для печати.
Гальваностегия
Гальваностегия – электрохимическая технология покрытия одного металла другим, более устойчивым в механическом и химическом отношении. К примеру, сталь покрывают хромом, никелем, медь – никелем, серебром или другими металлами.
Для информации. Алюминий на практике другими металлами не покрывают.
Примеры применения
Гальванирование позволяет делать такие вещи, как:
- размещение вывесок на шоссе,
- установка мостовых балок, телефонных столбов.
Благодаря этой технологии, может использоваться любая структура, подверженная воздействию атмосферы. Например, если взять простую сталь, а затем её гальванизировать, то этим можно значительно уменьшить расходы и при этом обеспечить долгосрочную защиту оборудования и материала от коррозии.
Гальванизация осуществляется путем погружения чистых стальных изделий в ванну из расплавленного цинка. Гальванические ванны для горячего цинкования имеют такой вид, как показано на изображении ниже. При погружении металла в ванну начинается сложное взаимодействие металла с компонентами раствора.
Оцинкование
Электролитическое оцинкование образует тонкое блестящее покрытие. Для гальванизации применяются гальванические ванны – резервуары для горячего цинкования в расплавленном состоянии. В этом случае наносится гальваническое покрытие более толстым слоем, в результате получается тускло-серый цвет. Например, для монтажа щитового оборудования уличного исполнения покупают оцинкованные винты, шайбы и гайки.
В оцинкованной стали цинк находится только на поверхности. Поэтому при разрезе оцинкованной стали можно видеть её «незащищенную» часть. Тем не менее, одна из полезных особенностей цинкования заключается в том, что открытая сталь на самом деле не начнет ржаветь, пока весь цинк не будет окислен. Цинк действует как «жертвенный анод», защищающий сталь. Таким образом, можно поцарапать оцинкованную стальную деталь, сверлить отверстия и т. д. Материал будет по-прежнему оставаться устойчивым к коррозии в течение довольно значительного периода времени.
Для информации. Оцинкованная сталь – это сталь, у которой поверхность покрыта тонким слоем цинка. Последний обеспечивает защиту материала от коррозии. Нержавеющая сталь – это совершенно другой класс материала. Это сталь, смешанная с хромом. При воздействии на атмосферу хром на поверхности образует тонкую защитную пленку из оксида хрома, которая защищает основной материал от дальнейшего окисления. Поскольку хром распределен по всей поверхности, то материал можно сверлить, резать и т. д.
Гальваническая развязка
Гальваноразвязка обеспечивает изоляцию между электрическими цепями. Есть две причины для обеспечения изоляции:
- Для безопасности от неисправности. Если две цепи гальванически развязаны, то неисправность одной из них не повлияет на другую;
- Для предотвращения протекания блуждающих токов.
Для информации. Гальваноразвязка – это принцип выделения функциональных участков электрических систем. В качестве примера может выступать трансформатор с гальванически развязанным входом и выходом.
Что такое гальваника, и для чего её используют
Гальваника – часто используемый способ изменения поверхностных свойств металлов. Процесс гальваники включает в себя использование электрического тока для мобилизации катионов металла от электрода, погруженного в раствор. Наиболее распространенные причины для гальванизации являются:
- уменьшение абразивного износа, повышение износостойкости;
- защита от коррозии (при нахождении материала в химически сложных условиях);
- эстетика (золото, серебро, блестящий хром и многие другие цвета).
Гальванизация в медицине – это один из вариантов физиолечения, применяемый в комплексной терапии большинства заболеваний. Принцип процедуры заключается в том, что пациент подвергается постоянному воздействию тока. Благодаря этому происходит несколько метаболических действий, которые влияют на улучшение общего состояния больного. В данной статье мы подробно рассмотрим эту процедуру и существующие противопоказания к ней.
Что такое гальванизация в физиотерапии? Как уже говорилось, гальванизация — это воздействие постоянного электрического тока с низким напряжением (до 80 В) и маленькой силой (до 50 мА) . Наиболее сильный ток применяется для конечностей, а при прикладывании электродов на область головы и лица, так как гальваника используется в косметологии, сила тока понижается до минимума.
Данный метод терапии активно практикуется в физиолечении и приобретает все большую популярность ввиду своей эффективности, так как при воздействии тока в клетках меняется баланс ионов и происходят некоторые физические процессы.
Эффекты, которых можно достичь, используя гальванизацию:
- нормализация кровообращения;
- резкий скачок биологически активных веществ;
- усиление функций нервной системы;
- улучшение мозгового кровообращения;
- возможен седативный эффект;
- повышение иммунитета;
- улучшение регенерации тканей и пр.
Принцип действия
Принцип действия данной методики заключается в использовании свойств тока с определенной частотой, небольшим напряжением и маленькой силой. Происходит этот процесс через накладываемые на кожный покров электроды, по которым передается ток. Тем временем в тканях под действием тока происходит электролитическая диссоциация.
Проще говоря, в организме начинаются сложные физико-химические процессы, которые влекут за собой изменение проницаемости клеточных мембран, ферментной активности и уровня метаболических процессов.
Аппарат для гальванизации имеет два электрода-катода, которые снижают умение тканей возбуждаться, и анод, который повышает эту способность. Определить частоту и продолжительность процедуры может только специалист, исходя из вида заболевания и клинической картины.
Показания и противопоказания
Исходя из механизма действия и эффективности гальванического тока, можно сформулировать перечень заболеваний, при которых подобная процедура будет полезна. Сюда входят:
- заболевания и травмы периферической нервной системы;
- вегетативная дистония и неврастения;
- некоторые болезни ЖКТ;
- стенокардия;
- различные инфекционно-воспалительные процессы;
- некоторые ЛОР-заболевания;
- хронические недуги опорно-двигательного аппарата;
- мигрень.
Как и любые процедуры, гальванизация имеет противопоказания, которые следует учитывать при выборе этого метода терапии. Необходима консультация специалиста.
Применение данной процедуры запрещено при:
- индивидуальной непереносимости используемого тока;
- наличии онкологии либо подозрении на нее, а также при различных опухолевых процессах;
- острых воспалительных процессах;
- тяжелой форме течения сердечных недугов;
- заболеваниях крови;
- недугах кожного покрова: экзема, дерматит;
- беременности и в период лактации;
- лихорадке.
Ход лечебной процедуры
При проведении терапии больной принимает сидячее или лежачее положение. Перед началом процедуры кожу пациента тщательно очищают. Если на кожных покровах имеются мелкие повреждения, их обрабатывают вазелином, а сверху покрывают ватой либо резиной.
Следом идет черед наложения электродов: их укладывают продольно (если необходимо воздействие на поверхностные ткани) или поперечно (если необходимо влияние на глубокие ткани и органы). Также практикуется и поперечно-диагональное расположение. Электроды прикрепляют с помощью лейкопластыря или бинта.
На сегодняшний день используется несколько видов гальванизации:
- общая. В данном случае применяется гидрогальваническая ванна, которая состоит из четырех отдельных емкостей с водой, куда помещаются конечности человека. Сила тока не превышает 30 мА;
- местная. Процедура происходит путем наложения 2-4 свинцовых электродов на туловище пациента;
- обработка рефлекторно-сегментарных зон. Подобный метод терапии предназначен для воздействия на участки позвонка. Используются электроды для воротниковой области и электрод «трусы». Изначально сила тока небольшая и наращивается постепенно;
- продольная гальванизация головы. В данном случае применяют два электрода: один из них крепят на лоб, а второй — в область затылка и шеи;
- метод Бургиньона. На закрытые глаза пациента кладут кусочки марли, которые сверху накрывают круглыми пластинами из металла, соединенными с аппаратом гальванизации. Второй электрод располагается под затылочным бугром. Волосы пациента должны быть тщательно увлажнены;
- гальванизация области лица. Здесь применяют специальный электрод – «полумаску». Его накладывают на область подбородка, щеки и лба, уголок рта и глаз при этом остаются непокрытыми;
- при недугах верхних и нижних конечностей. В данном случае электроды прикладывают на нижние шейные и верхние грудные позвонки, а также на зону предплечья. При проведении процедуры на нижние конечности область наложения определяется, исходя из места локализации недуга;
- камерные ванны. Исходя из количества пораженных конечностей, используется подходящее число камерных ванн.
Аппараты, используемые для гальванизации
Для проведения указанной процедуры применяются специальные аппараты, которые являются выпрямителями переменного тока осветительной сети.
Виды приборов для проведения гальванизации:
- «Поток-1», «Поток-01М», «Поток-Бр»;
- «ГР»;
- «АГН-1» и «АГН-2»;
- «Радиус»;
- «НЭТ»;
- «ЭТЕР»;
- «ЭЛФОР» и «ЭЛФОР-Проф»;
- «ЭСМА».
Заключение
Гальванизация является помощником в борьбе с большим количеством заболеваний. Благодаря определенным манипуляциям под контролем специалиста пациент получает разряд тока, который поможет быстрее избавиться от заболевания.
Важно помнить, что назначить такую процедуру может только врач, учитывая индивидуальные особенности организма.
Физиотерапия давно стала популярным способом устранения разных заболеваний, некоторые методы применяются не только в медицине, но и в косметологии. Одним из популярных методов воздействия на организм является гальванизация в физиотерапии.
Что это такое?
Гальванизация – метод физиотерапии, который основывается на воздействии на организм электрического тока статического напряжения. В процессе осуществления процедуры не меняется напряжение, обычно не превышает 60 В. Воздействие на организм будет зависеть от того, какой электрод находится на коже, поскольку они могут как повышать, так и понижать возбудимость кожных рецепторов. Доказано научно и экспериментально, что от такого воздействия на организм есть положительный эффект, но подобный метод распространен чаще всего в клиниках или медицинских центрах. Найти аппарат для этой процедуры в небольшом городе довольно сложно.
Механизм действия
При воздействии на организм током происходит изменение баланса ионов, которые находятся в клетках. Аппарат для проведения гальванического тока включает в себя две основные составляющие, а именно: катод и анод. Это электроды с показателями «плюс» и «минус». Один из них позволяет снизить возможность поврежденной ткани к возбуждению, другой же воздействует с точностью до наоборот. При диагностике заболевания очень важно учитывать этот фактор.
Есть также особенности некоторых тканей организма в плане проведения тока. Например, есть такие, которые к такому воздействию невосприимчивы. К ним можно отнести кожные покровы, костную ткань, связки, мышцы, когда они находятся в расслабленном состоянии, а также сухожилия.
Известно, что вода является проводником, в этих тканях жидкости почти нет, соответственно, наблюдается почти полное отсутствие реакции на ток. Воздействовать подобным образом лучше на те части тела, в которых находится много жидкости. Проводником будут физиологические жидкости организма. Из-за этого наиболее популярными для воздействия остаются кровь, желчь, ликвор и другие. Также положительное воздействие заметно в тех органах, где отмечается хорошее кровоснабжение. К ним относятся легкие, почки, печень.
Результативность
Этот метод подтвердил свою эффективность не только в теории, но и на практике, поэтому гальванизация в медицине занимает особую нишу. Из-за своего лечебного эффекта на некоторые органы все чаще применяется гальванизация в косметологии.
Если рассматривать положительные стороны этого метода, отмечено, что влияние на организм позволяет снизить чувствительность в определенной части тела. Под воздействием отрицательного электрода человек будет не так выраженно ощущать боль и температурные изменения. Чаще всего такой подход применяется в лечении заболеваний, которые приобрели хронический характер и сопровождаются болезненными ощущениями. Среди них радикулопатия, остеохондроз и другие заболевания с похожей симптоматикой.
Этот аппарат может активировать симпато-адреналовую систему. Происходит стимуляция лимфообращения, а также процессов резорбции веществ в сосудистом русле. Это доказывает тот факт, что метод гальванизации может использоваться не только для снижения болезненных ощущений, но как противовоспалительное средство.
Подобное воздействие током позволяет стимулировать функциональность эндокринных желез. Кроме этого, таким способом можно восстанавливать повреждения, которые произошли на уровне ДНК.
Показания
Судя по своему воздействию, применение метода гальванизации будет иметь эффект только в процессе лечения некоторых заболеваний. Подобный метод используют при гемодинамических нарушениях в организме, то есть таких, которые связаны с ненормальным кровообращением. Трофические нарушения также входят в список показаний.
С помощью такого физиотерапевтического метода можно лечить разные заболевания суставов. Это касается как тех патологий, которые произошли в результате травмы, так и тех, которые стали последствием инфекционного заражения. Гальванический ток дает возможность восстановиться после того, как был поражен головной мозг.
Также большим плюсом является то, что такой подход помогает пациенту на начальных стадиях гипертонии и при атеросклеротических изменениях. Если вашему организму необходимо восстановиться, то подобный метод позволит сделать это гораздо быстрее.
Противопоказания
Как и любая другая процедура, воздействие гальваническим током имеет ряд противопоказаний и о них не стоит забывать. Если у пациента имеются новообразования, от этой процедуры придется отказаться. Дело в том, что воздействие на организм может спровоцировать их рост, что в любом случае скажется на общем состоянии. Если у пациента отмечаются кожные повреждения или системные заболевания кожи, лучше выбрать другой метод лечения.
В ряде противопоказаний находятся гнойно-воспалительные процессы в организме, а также тяжелые заболевания сердечно-сосудистой системы и непереносимость гальванического тока. Есть временные состояния организма, при которых также лучше воздержаться от воздействия током. К ним относятся лихорадка, сильное истощение организма, период беременности.
Методы
В лечении используют два основных метода этой процедуры. Первый заключается в продольном расположении электродов на теле, а второй - в их поперечном размещении.
Продольное заключается в том, что на тело человека электроды устанавливаются на разных уровнях, один может быть выше, другой – чуть ниже. Поперечное размещение характеризуется расположением электродов на одной прямой линии, но эти линии противоположны друг другу. Бывают ситуации, когда требуется совершенно другой подход – поперечно-диагональное размещение электродов.
Все эти расположения можно назвать условными, поскольку результативность от них одинаковая. Метод воздействия током был также модифицирован и сейчас известен как электрофорез.
Лечимся дома
Последнее время стало популярной тенденцией проводить разные физиотерапевтические процедуры в домашних условиях. И этому есть свое объяснение: некоторые пациенты боятся подцепить какую-нибудь заразу, несмотря на то, что все приборы тщательно обрабатываются, у других же просто нет времени каждый раз ездить на процедуры в больницу. На самом деле причин может быть много, поэтому и возникает вопрос: а можно ли проводить гальванизацию в домашних условиях?
Естественно, этот процесс можно осуществить в домашних условиях, но прибор будет немного другим, для подобного пользования их делают портативными. Такие аппараты проводят ток меньшей плотности, этот факт имеет и плюсы, и минусы. Из-за этого процедура будет длиться дольше, но зато вероятность получения электротравмы отсутствует.
Перед проведением процедуры в домашних условиях пройдите обучение по правильной постановке электродов или каждый раз вам придется вызывать медсестру. Перед применением такого метода лечения в домашних условиях проконсультируйтесь с лечащим врачом.
В описанных методиках гальванизации можно использовать прямую и обратную полярность электродов, за исключением классической методики по Щербаку.
При электрофорезе полюсность зависит от вводимого лекарственного вещества.
Поэтому при проведении процедуры смачиваем фильтровальную бумагу раствором под одним из электродов.
Есть препараты, которые вводятся биполярно, в данном случае лекарство помещаем под двумя электродами (например, эуфиллин и др.). Все методики гальванизации могут применяться п для лекарственного электрофореза.
Общая гальванизация и электрофорез
Общая гальванизация и электрофорез (по Вермелю) (рис. 4). Положение больного лежа на животе. Электрод площадью 300 см2 помещают в межлопаточной области и присоединяют к одному из полюсов аппарата, два раздвоенных электрода, каждый площадью 150 см2, располагают на задней поверхности голеней и соединяют с другим полюсом.
Рис. 4. Методика общей гальванизации и электрофореза с расположением электродов по Вермелю
Сила тока составляет от 3 до 30 мА, продолжительность воздействия - 15-30 мин; на курс лечения применяют 12-20 процедур. Возможно видоизменение указанной методики. При многих сердечно-сосудистых заболеваниях для введения двух лекарственных препаратов, несущих разноименные электрические заряды, используют следующее расположение электродов. Анод площадью 200-250 см2 располагают в межлопаточной зоне Th1-Th2, катод тех же размеров - в пояснично-крестцовой области. Методика используется для одновременного введения новокаина и гепарина, магния и брома и др.
Гальванический «воротник» по Щербаку и электрофорез воротниковой зоны (рис. 5). Положение больного лежа на животе. Электрод площадью 800-1200 см2 в форме воротника располагают в области плечевого пояса и соединяют с положительным полюсом, Другой электрод площадью 400-600 см2 помещают в пояснично-крестцовой области, подключая к отрицательному полюсу. Сила тока составляет 6-16 мА, продолжіггельность процедуры - 6-16 мин.
Рис. 5. Гальванический «воротник» по Щербаку
Через каждую процедуру силу тока увеличивают на 2 мА, а время воздействия на 2 мин. На курс лечения назначают 15-20 процедур, проводимых ежедневно.
Положительно заряженные ионы лекарственного вещества, как правило, вводят с воротникового электрода, однако можно применять и отрицательно заряженные ионы. В ряде случаев проводят биполярный электрофорез воротниковым методом. При этом лекарства, несущие отрицательный заряд, чаще вводят с пояснично-крестцового электрода. Сила тока составляет 10-25 мА, время воздействия 10-15 мин, курс лечения - 10-15 процедур.
Гальванические «трусы» по Щербаку
Лекарственный электрофорез трусиковой зоны (рис. 6). Положение больного лежа. Один электрод площадью 300-400 см2 располагают в поясннчно-крестцовой области и соединяют с положительным полюсом, два других -площадью по 200 см2 каждый - на передней поверхности верхней половины бедер, подключая раздвоенный провод к отрицательному полюсу.
Рис. 6. Гальванизация трусиковой зоны по Щербаку
Сила тока составляет 6-16 мА, продолжительность процедуры - 20-30 мин, причем через каждую процедуру силу тока увеличивают на 2 мА. Время воздействия повышают на 2 мин, процедуры проводят ежедневно или через день, на курс лечения назначают 15-20 процедур. При электрофорезе лекарственные вещества можно вводить с 3-х электродов. Сила тока составляет 10-15-30 мА, время воздействия 15-30 мин. Процедуры проводят ежедневно или через день. Курсовое лечение включает 10-20 процедур.
Гальванизация шейно-лицевой области (рис. 7). Положение больного лежа или сидя. Два одинаковых электрода площадью 150-180 см2 (каждый двухлопастной формы) помешают на боковых поверхностях шеи и лица справа и слева таким образом, чтобы ушные раковины находились между лопастями. Более короткую ветвь располагают сзади уха, более длинную - спереди. Сила тока составляет 4-7 мА при первых двух процедурах и 10-15 мА - при последующих.
Рис. 7. Гальванизация шейно-лицевой зоны
Время воздействия 7 мин при первых двух и 15 мин при последующих процедурах. На курс лечения назначают до 20 процедур, проводимых ежедневно или через день. Лекарственный электрофорез с помощью этой методики применяется редко.
Боголюбов В.М., Васильева М.Ф., Воробьев М.Г.