[科普中国]-高频电流

高频电流是相对于工频50HZ交流电而言的电流。比如，通信的信号里的载波电流就是高频电流。在某些场合，为了改变电机转速需要使用变频器，将工频电流变为相对较高频率的电流.

概述高频电流是相对于工频50HZ交流电而言的电流。比如，通信的信号里的载波电流就是高频电流。在某些场合，为了改变电机转速需要使用变频器，将工频电流变为相对较高频率的电流，也叫做高频电流。高频电流有时会有明显的辐射作用，甚至对人体产生危害。当然，一些功率较小的高频电流对人体并没有危害。高频电流有一个重要的特性就是趋肤效应，比如一个实心的导体，往往电流是在其表面运行，而不是整个导体。相对 与工频电流而言，高频电流还有一个特性就是人触电之后的致死率将降低，而且频率越高致死率越低。20000赫以上的交流电流是高频电流。1

划分频段根据国际电工协会IEC581标准，和我国的GB/T14277-93国家标准，是这样划分频段的：

低频段30－150Hz为低频段。

中低频段150－500Hz为中低频段。

中高频段500－5KHz为中高频段。

高频段5K-16KHz高频段。

高频电流的作用基础导体人体组织中的血液、淋巴液及其他组织液均含有大量的水分，故为良好的导电体。此外在人体的组织液中含有大量的离子，如K、N、C、M、C等，因此能传导电流，，在高频电作用下，离子沿电力线的方向移动。词频电正半周时，正离子被推向负极，负离子则相反；负半周时，正离子吸向正极，负离子则相反。由于离子移动而产生的电流称为传导电流。

由于高频频率很高，极性变换很快，离子急剧地沿电力线的方向来回移动或振动；而各种离子的大小、质量、电荷和移动速度不同，在振动过程中互相摩擦以及与周围的媒质相摩擦，引起能量的损耗称为欧姆损耗。高频电作用于导体时的过程可归纳为：高频振荡→离子振动→传导电流→欧姆损耗→热。

高频电流通过导体时，电流密度越大或组织的电阻率越大，产热也越多。

电介质电介质内几乎没有自由电子，只能在原子核周围轨道上旋转，称为束缚电荷。肌腱、韧带、骨骼、干燥的皮肤等多种组织有较高的电阻，也具有电介质的性质。在低、中频电场中，电介质基本上是绝缘体。但在高频电场里情况不同。在高频电场内，电介质正电荷和负电荷发生位置移动，正电荷偏向负极，负电荷偏向正极。电介质在电场作用下电荷的这种变化叫做取向。由于取向的结果，无极分子极化为有极分子，即偶极子。在高频电流作用下，偶极子随着交流电正负半周的不断变化亦不停地旋转。束缚电荷的移动就构成了电流，但这种电流不是电子或离子作远距离移动，而是由于偶极子内束缚电荷的位置相对移动而产生的，故称为位移电流。

在高频电流作用下，人体内各种质量、大小、束缚电荷多少不尽相同的偶极子在高频电场中迅速旋转，互相摩擦以及与周围的媒质相摩擦，也产生了能量的损耗，也转变为热。因此高频电流通过电介质的过程可归纳为：高频振荡→电介质偶极子旋转→位移电流→介质损耗→热。

频率越高，电介常数越大和电场强度越强时，产热越大。

电容人体组织是一个混杂有电阻和电容的整体。如在肌肉组织中，细胞膜就有电容性质，细胞处液和内容物都是良好导体。直流电和低频电流不能或很难通过电容，可高频电流很容易通过电容，频率越高容抗越小，产热越多，并且能够较均匀地通过组织。

线圈在高频电范围内实心的导体也可以当作是由大小不同地依次重叠起来的导线环组成。人体也可以视为这种特殊形式的线圈，尤其是肢体的横断面更相似。在高频电磁场的作用下，就可以由于电磁感应而在这些线圈中产生沿圈流动的感应电流。呈旋涡状，故称为“涡流”。涡流基本上属于一种传导电流，主要沿电阻较小的通路通过，其产热原理与通过导体时一样，频率越高，产热越大。1

高频电流用于治疗的特点1、不兴奋神经肌肉

电流对机体的刺激兴奋作用随着频率升高而减弱，当频率大于100 KHz时，正弦交流电每个周期的时间小于0.01 ms，这样短的刺激时间达不到兴奋神经和肌肉的阈值(0．03～1 ms)。但100～150 KHz的高频电流对机体仍有极微弱的刺激性，而当频率大于500 KHz时，电流已完全无神经兴奋作用。在正常情况下，无论正弦交流电经过多少个周期，均不能兴奋神经肌肉。因此，频率越高，人体能耐受的电流强度就越大

2、产热明显

电流通过物体产热主要取决于焦耳定律。当高频电流频率上升时，容抗会急剧下降，容抗可降至数百或数十个欧姆，通过的电流急剧增加，因而产热明显。特别是使用高频电凝设备时，由于工作电极(如针尖，刀尖等)与组织接触面积很小，电流密度很高，故触点处产生的高温可达到使组织瞬间炭化或气化的水平

3、电极离开皮肤治疗

从物理学我们知道，人体电阻由阻抗、容抗、感抗组成。容抗是人体电阻的最大构成部分。容抗的大小与通过人体电流的频率有密切关系，频率越高，电容的容抗越小，高频电流能很容易地通过容抗只有几个欧姆的由电极、空气和皮肤三者构成的电容。所以，高频美容仪的接触电极可以放在体表衣服上，对患者进行治疗

4、无电解作用

在高频电场中，由于电场方向变换迅速，处于电场中的电解质离子不能定向移动，只能在原位振动。电介质(细胞膜)中的偶极子也按高频电场的方向变动，取向不断发生转动。也就是说，高频电场中只有位移电流，而无传导电流，所以高频电无电解作用。2

本词条内容贡献者为:

何星 - 副教授 - 上海交通大学