Eng Ru
Отправить письмо

Электрические явления в нервах и мышцах. Происхождение компонентов кривой однофазного тока действия

$direct1

Электрические явления в нервах и мышцах

При определенных условиях в нервах и мышцах возникают электрические токи. Различают: 1) токи, или потенциалы, покоя и повреждения и 2) токи, или потенциал, действия – акционные точки.

Токи покоя

При отсутствии раздражения и, следовательно, возбуждения, существует разность потенциалов между наружной поверхностью цитоплазмы живой клетки (мембраной) и её внутренним содержимым.

Поверхностный слой цитоплазмы живой клетки, находиться в состоянии покоя, имеет положительный электрический заряд, а цитоплазма внутри клетки заряжена электроотрицательно. Поэтому, введя в клетку микроэлектрод и приложив другой электрод к поверхности клетки, можно отвести ток к регистрирующему прибору и измерить потенциал покоя, мембранный или клеточный потенциал.

Токи покоя, или клеточные потенциалы, обнаруживаются в неповрежденных живых клетках. Современными методами отведения электрического тока и его регистрации установлено, что токи покоя отдельных клеток животных, например гигантских нервных волокон кальмара, — 50-60 мв (милливольт), миелиновых нервных волокон амфибий – 70 мв, теплокровных – 90 мв, большинства тел нейронов – 80-100 мв, поперечнополосатых мышц амфибий – 80 мв, эпителия амфибий – 20 мв, волокон сердечной мышцы животных с постоянной температурой тела – 95 мв.

Токи повреждения

При повреждении живой ткани открывается доступ к внутреннему содержимому клеток, которое заряжено электроотрицательно. Поэтому если приложить электрод к неповрежденному участку ткани, находящемуся в состоянии покоя и, следовательно, заряженному электроположительно, а другой электрод приложить к поврежденному или перерожденному участку, заряженному электроотрицательно, то при соединении обоих электродов проводником тока с регистрирующим прибором можно измерить разность потенциалов.

Токи повреждения можно обнаружить на нервно-мышечном препарате. Если разрезать мышцу или любым способом повредить ее в одном участке (прижечь, раздавить и т. д.) и затем, приложив неполяризующиеся электроды, соединить срез мышцы или участок повреждения с целой поверхностью мышцы, не подвергающейся раздражению, то от целой поверхности к участку разреза или повреждения направится электрический ток. Сильно поврежденный участок всегда электроотрицателен по отношению к электроположительному неповрежденному участку. Следовательно, биоэлектрический ток повреждения, или альтерационный ток, возникает на границе целой и поврежденной частей ткани. Он обнаруживается и на некотором расстоянии от места повреждения, уменьшаясь с увеличением расстояния от места повреждения. Поэтому по месту происхождения его называют также демаркационным током. Однако ток повреждения появляется только тогда, когда отрицательно заряженный поврежденный участок соединяется проводником тока с положительно заряженным целым участком.

Величина тока повреждения меньше, чем клеточного потенциала, так как межклеточная и внеклеточная жидкости производят шунтирование (укорочение) при его измерении.

Разность потенциалов между целым и поврежденным участками скелетных мышц лягушки сразу же после повреждения равна 25-50 мв, наибольшая разность доходит до 80. В скелетных мышцах кролика токи повреждения равны 40 мв. В гладких мышцах токи повреждения меньше и быстрее уменьшаются до нуля. Разность потенциалов между целым и поврежденным участками седалищного нерва лягушки достигает 20-30 мв, седалищного нерва лошади — 6-16 мв, а седалищного нерва человека и обезьяны — 6-7 мв. Следовательно, токи повреждения нервов меньше, чем токи повреждения мышц. Особенно малы токи повреждения нервов человека и высших животных. Постепенно разность потенциалов уменьшается.

Когда нерв второго нервно-мышечного препарата набрасывается на первый нервно-мышечный препарат таким образом, чтобы он одновременно коснулся неповрежденного поврежденного участков мышцы, электрическая цепь замыкается. При этом мышца второго препарата сокращается в результате раздражения нерва током, возникающим в момент его замыкания между положительно заряженным нормальным участком мышцы первого препарата и отрицательно заряженным поврежденным ее участком.

Токи действия

Акционные токи, или токи (потенциалы) действия, возникают в раздражаемых тканях. Их появление характеризует возбуждение.

Для обнаружения тока действия нужно приложить один электрод к неповрежденному участку живой ткани, который находится в состоящих покоя и поэтому заряжен электроположительно, а другой — к раздражаемому участку и присоединить оба электрода к регистрирующему прибору. Раздражаемый участок при приложении к нему раздражителя немедленно или через несколько сотых миллисекунды становится электроотрицательным. Это падение потенциала’ доходит до максимума, а затем данный участок снова становится электроположительным. Различают однофазные и двухфазные токи действия.

Однофазный ток действия

При прикладывании одного из неполяризующихся электродов к неповрежденному участку нерва или мышцы, а другого — к поврежденному участку возникает электрический ток. Этот ток регистрируется при включении в цепь гальванометра или другого более чувствительною прибора.

Стрелка гальванометра отклонится в одну сторону вследствие электроотрицательного заряда поврежденного участка и электроположительного заряда нормального участка. Но если нанести раздражение по соседству с нормальным участком, то волна возбуждения, которая возникнет в месте раздражения, на некоторое время превратит заряд под нормальным участком в электроотрицательный. В этот момент тока не будет, так как под обоими электродами заряд станет электроотрицательным и стрелка гальванометра станет на нулевую линию. Когда волна возбуждения продвинется дальше и будет находиться между электродами, нормальный участок снова станет электроположительным и стрелка гальванометра снова отклонится в ту же сторону.

Когда волна возбуждения дойдет до поврежденного участка, положение стрелки гальванометра не изменится, так как под вторым электродом в месте повреждения уже имеется электроотрицательный заряд. Таким образом, стрелка гальванометра движется только в одну сторону, а запись этого движения регистрирует однофазный, или монофазный ток действия.

Это явление Дюбуа-Реймон назвал отрицательным колебанием тока покоя, которое возникает каждый раз, когда волна возбуждения проходит под электродом, расположенным на неповрежденном участке ткани.

Однофазный ток действия можно зарегистрировать также при раздражении ткани во время отведения клеточного потенциала. При внутриклеточном введении одного электрода и приложении другого электрода к поверхности клетки установлено, что клеточный потенциал не только исчезает в течение тысячных долей секунды, но что в течение этого промежутка времени амплитуда тока действия на 30-50 мв больше клеточного потенциала. Это объясняется тем, что в пункте прохождения волны возбуждения наружная поверхность мембраны становится электроотрицательной, а внутренняя — электроположительной. Продолжительность тока действия в нервных волокнах и клетках скелетных мышц составляет 0,1-5 мс.

Однофазный ток действия представляет собой местный электроотрицательный потенциал, мгновенно возникающий при очень слабых, подпороговых одиночных раздражениях и ограниченный несколькими миллиметрами от пункта раздражения. Величина местного низковольтного электроотрицательного заряда убывает по мере удаления от пункта раздражения. Чем больше подпороговое раздражение, тем больше возникающее возбуждение и амплитуда или отклонение однофазного тока действия.

Следовательно, местное возбуждение или местный сдвиг обмена веществ отличается градуальностью — возрастанием возбуждения по мере увеличения силы раздражения. Местное возбуждение наступает сразу после раздражения, т. е. без латентного периода. В участке слабого местного нераспространяющегося возбуждения возбудимость сохраняется, рефрактерность отсутствует. Если бы при местном возбуждении наблюдалась рефрактерность, то оно не могло бы перейти в пороговое, распространяющееся возбуждение.

Местный однофазный ток действия предшествует распространяющейся волне возбуждения и подготавливает ее. При одиночном пороговом раздражении волна возбуждения возрастает, достигает критического уровня и превращается из местной в распространяющуюся. Поэтому распространяющееся возбуждение наступает после латентного периода, продолжительность которого равна длительности местного нераспространяющегося возбуждения. В отличие от местного возбуждения распространяющееся возбуждение не градуально и сопровождается фазами изменения возбудимости. Потенциал действия, возникший в раздражаемом участке мембраны, вызывает возбуждение соседних участков мембраны и таким образом возбуждение распространяется по нервным и мышечным волокнам.

О прохождении волны возбуждения по возбудимой ткани судят прежде всего по токам действия. Однофазное колебание тока действия распространяющейся волны возбуждения в отдельных нервных и мышечных клетках состоит из нескольких составляющих: 1) высоковольтного потенциала, пика, 2) отрицательного следового потенциала и 3) положительного следового потенциала.

По сравнению со следовыми потенциалами пик имеет наибольшую высоту и наименьшую продолжительность. Пик имеет приблизительно одинаковую высоту на всем протяжении возбудимых тканей животных с постоянной температурой тела. Это указывает на то, что по мере распространения возбуждения вольтаж потенциала не падает. Этот факт свидетельствует, что химические вещества, необходимые для возникновения возбуждения, равномерно распределены по возбудимой ткани и что распространение возбуждения происходит самостоятельно, автоматически. Раздражение при достаточной интенсивности вызывает возбуждение только в том участке, который раздражается, а дальше возбуждение движется по ткани, вовлекая в сдвиг обмена веществ вещества, имеющиеся в возбудимой ткани.

Пик играет ведущую роль в распространении возбуждения. Высота пика различна у нервных волокон разных групп, имеющих неодинаковый диаметр, и изменяется в зависимости от физиологического состояния волокна и скорости проведения возбуждения. Чем толще нервное миелиновое волокно, тем меньше длительность пика. По мышечному волокну человека возбуждение проходит за 4-5 м/с.

В волокнах скелетных мышц однофазные токи действия различаются по амплитуде и по продолжительности. В волокнах сердечной мышцы они отличаются большей продолжительностью пика, который после начального крутого снижения начинает снижаться постепенно, а затем снова круто падает.

Токи действия в гигантских нервных волокнах кальмара достигают 90-110 мв, в миелиновых нервных волокнах амфибий 110 мв, в волокнах поперечнополосатых мышц амфибий — 120 мв, а в волокнах сердечной мышцы животных с постоянной темпера турой тела — 135 мв. Чем больше частота тока действия, тем меньше его вольтаж. Гладкие мышечные волокна отличаются тем, что их токи действия не превосходят мембранных потенциалов (не больше 70-80 мв).

Условия, улучшающие обмен веществ (повышение темпера туры, отдых), уменьшают продолжительность волны возбуждения, а условия, ухудшающие обмен веществ (утомление), увеличивают ее. С понижением температуры амплитуда пика уменьшается, а продолжительность его возрастает.

При температуре тела продолжительность подъема высоковольтного потенциала нерва составляет примерно 1/3 а продолжительность снижения — 2/3 его общей продолжительности. Предполагается, что крутой подъем пика обусловлен быстрым движением ионов натрия внутрь клетки.

Отрицательный следовой потенциал соответствует остаточным сдвигам распределения ионов калия и натрия. В отличие от пика он неустойчив и изменяется от условий среды. Он достигает 0,05 потенциала пика. Положительный низковольтный следовой потенциал  также связан с перемещением ионов и равен примерно 0,002 потенциала пика.

Тепло и отдых уменьшают, а охлаждение и истощение увеличивают продолжительность следовой электроотрицательности. В нерве, лишенном кислорода, при действии наркоза и солей калия следовая низковольтная электроотрицательность отсутствует, а начальная высоковольтная электроотрицательность сохраняется, и при известных концентрациях наркоза даже не наступает заметных изменений её величины. Это указывает на то, что пик может возникать и при отсутствии кислорода, а следовая электроотрицательность связана с восстановительными процессами, которые совершаются в ткани вслед за возбуждением, и для её появления необходим кислород. Нарушение обмена веществ, утомление увеличивают продолжительность следовых потенциалов. Чем больше  лабильность, тем меньше выражены следовые потенциалы. В высоколабильных мякотных волокнах человека и высших животных они почти не проявляются.

Электрические явления в нервах и мышцах развиваются в следующей последовательности. Сначала во все время раздражения отмечается электротоническое колебание, вызванное выходом катионов на поверхность клетки. Затем возникает местная низковольтная электроотрццательность. которая длится до начала появления высоковольтного потенциала. Это время от начала раздражения до начала пика, или латентный период, равно долям миллисекунды. После этого появляется пик; время»от начала его до вершины равно одной или нескольким миллисекундам. Продолжительность низковольтного отрицательного следового потенциала составляет несколько десятков миллисекунд и может доходить до 0,1 с и больше. Особенно велика продолжительность низковольтного положительного следового потенциала, которая равна десятым долям секунды.

Двухфазный ток действия

В естественных условиях одиночные волны возбуждения встречаются чрезвычайно редко; В организме в нервах и мышцах передаются серии волн возбуждения, взаимно влияющих друг на друга. Возбуждение, которое достигает порога или несколько превышает его, носит ритмический характер. В других случаях возбуждение в естественных условиях является градуальным, длительным, стойким, переходящим в торможение. В последнем случае при чрезмерно большой силе или частоте раздражения, превышающей меру лабильности, полностью угнетается высоковольтная электрическая активность.

Волновое распространяющееся возбуждение возникает из неволнового, градуального. Такая же эволюция возбуждения происходила в филогенезе. Представление о возникновении волнового возбуждения дает следующий простой опыт.

После приложения обоих неполяризующихся электродов к нормальным целым участкам возбудимой ткани и включения этой ткани в цепь гальванометра его стрелка останется на нуле, так как все участки нормальной ткани, находящейся в состоянии покоя, имеют одинаковый заряд. Но когда ткань раздражают у одного из электродов, то возникает возбуждение, и заряд ткани под этим электродом становится отрицательным. При этом стрелка гальванометра отклоняется в одну сторону. Передвигаясь далее, волна возбуждения оказывается между электродами, и в это время заряды под электродами вновь становятся одинаковыми и стрелка гальванометра возвращается к нулю. Но когда волна возбуждения доходит до второго электрода, то гальванометр опять отмечает разность потенциалов, так как под вторым электродом заряд становится отрицательным, а в то же самое время под первым электродом заряд положительный, так как под ним нег возбуждения. Теперь стрелка гальванометра отклоняется в противоположную сторону, а затем, после прекращения возбуждения, возвращается к нулю. Следовательно, когда по ткани проходит волна возбуждения, то стрелка гальванометра отклоняется сначала в одну сторону, потом в другую. Запись этого движения стрелки гальванометра регистрирует двухфазный ток действия.

Форма регистрации токов, или потенциалов, действия зависит от места возникновения возбуждения, от используемых приборов и от расположения электродов. В настоящее время их записывают посредством катодных осциллографов, не имеющих инерции, в отличие от гальванометров. Современные катодные осциллографы регистрируют биопотенциалы в миллионные доли вольта, продолжающиеся одну стомиллионную или даже миллиардную долю секунды. Эти токи отличаются сложностью, и их нередко расшифровывают при помощи электронных устройств.

Биопотенциалы каждой возбудимой ткани, например сердца, имеют характерный вид и изменяются в зависимости от ее функционального состояния. Записываются биопотенциалы кожи, эпителия, соединительной ткани, рецепторов, сетчатки глаза, скелетных мышц, пищеварительных желез, гладкой мускулатуры пищеварительного канала и других органов, разных отделов центральной нервной системы и даже одного нейрона. Первые исследования биопотенциалов больших полушарий головного мозга провели В. Я. Данилевский, Р. Кетон (1875), продолговатого мозга — И. М. Сеченов (1882).

Н. В. Введенский (1883, 1884) соединил мышцу проводами с телефонной трубкой и установил важнейшие законы, по которым протекает в ней возбуждение. Он же впервые применил телефон для изучения явлений возбуждения в нерве.

www.polnaja-jenciklopedija.ru

Однофазный переменный ток

Однофазный переменный ток

Подробности Категория: Электротехника

Однофазный переменный ток

Практически в домашних условиях применяют однофазный переменный ток, который получают с помощью генераторов переменного тока. Устройство и принцип действия этих генераторов основывается на явлении электромагнитной индукции — возникновение электрического тока в замкнутом проводнике при изменении магнитного потока, проходящего через него. Это явление было открыто английским ученым М.Фарадеем (1791-1867) в 1831 г.Переменный ток, используемый в производстве и быту, изменяется по синусоидальному закону:

                                                                        i = Im · sin(2·π·f·t),где  i— мгновенное значение тока;       Im   — амплитудное (наибольшее) значение тока;         f — частота переменного тока;        t — время.

  

 

На рис. справа представлен график переменного тока и указаны амплитудные и мгновенное значения переменного тока в момент времени t. 

 

Частота измеряется в герцах (Гц) в честь немецкого ученого Г. Герца (1857-1894). В сети переменного тока она равна 50 Гц. Частота переменного тока характеризует быстроту периодических процессов, число колебаний, совершаемых в единицу времени. Она измеряется с помощью специальных приборов — частотомеров.Величина, обратная частоте, называется периодом колебания Т. Он равен для сети переменного тока 0,02 секунды.Частота переменного тока зависит от частоты вращения ротора генератора и числа пар полюсов индуктора. Она определяется по формуле:                    

                                 

где  p — число пар полюсов индуктора;       n — частота вращения ротора в минуту.Если генератор имеет одну пару полюсов, то ротор такого генератора совершает 3000 об/мин для получения переменного тока частотой 50 Гц.Переменный ток так же, как и постоянный ток, может производить тепловое действие. Накаливание волоска лампочки осуществляется как переменным, так и постоянным током. Поэтому, сравнивая тепловые эффекты постоянного и переменного токов (Q= = Q-_), получают соотношение между действующим (эффективным) и максимальным токами:                                                         

 

I =

Im

≈ 0,7· Im

 

 

√2

 

 

или напряжениями:  

 

Um

Um

≈ 0,7· Um

 

 

√2

 

                                                                где   I, U — действующие значения тока и напряжения; Im, Um— максимальные значения тока и напряжения.

Измерительные приборы, включенные в цепь переменного тока, показывают действующие значения тока или напряжения.

Переменный ток одного напряжения, в отличие от постоянного, легко преобразовать в переменный ток другого напряжения с помощью трансформатора.

Трансформатором называется электромагнитный аппарат, который служит для преобразования переменного тока одного напряжения в переменный ток другого напряжения при неизменной частоте тока. Трансформаторы широко используются при передаче и распределении электрической энергии переменного тока. Они бывают однофазные и трехфазные.

Однофазный трансформатор состоит из сердечника и двух обмоток изолированного провода. Сердечник трансформатора делается из листов электротехнической стали и служит магнитопроводом. Листы стали изолируются лаком для уменьшения потери энергии в сердечнике. Обмотка, подключенная в сеть, называется первичной, а обмотка, с которой снимается напряжение, — вторичной. Трансформаторы, в которых вторичная обмотка имеет большее число витков, чем первичная, являются повышающими, а трансформаторы, в которых вторичная обмотка имеет меньшее число витков, чем первичная, являются понижающими. Отношение числа витков W1 и W2 обеих обмоток трансформатора равно отношению напряжений U1 и U2 на зажимах обмоток и называется коэффициентом трансформации К, т. е. 

 

 

 

При малых потерях энергии в трансформаторе (1-3%) можно принять, что мощность во вторичной цепи трансформатора приблизительно равна мощности в первичной. Тогда  Р2 ≈ Р1  или I2 . U2 ≈ I1 . U1 , откуда  

 

 

I2

=

U1

=

W1

= K

 

I1

U2

W2

 

 

Следовательно, токи в обмотках трансформатора обратно пропорциональны напряжениям, а значит и числу витков обмоток. Это означает, что в повышающем трансформаторе сила тока во вторичной обмотке меньше, чем в первичной, и поэтому вторичная обмотка может быть выполнена из более тонкой проволоки; в понижающем же трансформаторе, наоборот, вторичная обмотка имеет большее сечение провода обмотки, чем первичная.

 Для изменения напряжений в небольших пределах применяют трансформаторы с одной обмоткой — автотрансформаторы, которые представляют как бы трансформатор с последовательным соединением обмоток.

technologys.info

Кривой ток - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Кривой ток

Cтраница 1

Кривые тока ( момента) и скорости здесь строго связаны. Максимумам и минимумам кривой тока соответствуют участки кривой скорости с производной, максимальной по модулю. Заметим, что, как любая замкнутая САУ порядка выше второго, настоящий узел может стать неустойчивым лишь в том случае, когда преобразователь будет инерционным.  [1]

Кривые тока / / (), называемые резонансными, для последовательного контура при одинаковых U, L и С и двух значениях добротности контура Qt и Q2 Qi показаны на рис. 6 - 29, а.  [3]

Кривые тока и напряжения для этого случая изображены также на рис. 4.12. Если coZ, 1 / ( вС), то х 0, л / 2 ср 0 и ток отстает по фазе от напряжения на зажимах цепи.  [4]

Кривые тока в нагрузке и напряжения на ней показаны на рис. 63, г; они такие же, как у двухполуперио-дной схемы с нулевой точкой.  [5]

Кривые тока построены для различных отношений x / R схемы питания выпрямителей.  [7]

Кривые тока в элементах электрических установок переменного тока и напряжения а их зажимах иногда бывают несколько искажены, отличаясь от синусоиды. Такие кривые можно рассматривать как сумму синусоиды основной частоты 50 гц и синусоид ( гармоник) более высоких частот, кратных основной. Отношение частоты высшей гармоники к частоте основной гармоники называется порядком высшей гармоники.  [8]

Кривые тока ТСД, полученные при различных контактных условиях, могут быть использованы для расчета времен релаксации, обусловленных значениями yi и у.  [10]

Кривые тока ТСД, полученные при различных контактных условиях, могут быть использованы для расчета времен релаксации, обусловленных значениями YI и у.  [12]

Экспериментальные спектральные кривые тока фотоумножителя ( пропорционального выходной мощности излучения лазера) показывают, что отношение мощностей избыточного фотонного шума и дробового шума пропорционально квадрату выходной мощности излучения лазера ниже порога генерации и обратно пропорционально квадрату выходной мощности излучения лазера выше порога генерации. Значительно ниже порога генерации можно наблюдать отклонение от квадратичной зависимости, если допустить вклад в выход спонтанного излучения более чем от одной линейно поляризованной моды. Спектр мощности отношения шумов чуть выше и ниже порога генерации хорошо аппроксимируется лоренцевой кривой. Недавно экспериментально [36, 100] была продемонстрирована применимость модели Ван-дер - Поля к лазерному генератору с накачкой, превышающей пороговую.  [13]

Кривые токов и напряжений в однофазной схеме с нулевым выводом ( двухполупериодной) приведены на ряс. Выпрямленный так id согласно допущению 1) идеально сглажен. Амплитуда анодного тока равна среднему значению выпрямленного тока.  [14]

Кривые токов и ЭДС в обмотках переменного тока в течение любого полупериода являются зеркальными изображениями кривых токов и ЭДС в течение предыдущего полупериода. Это определяет то, что в кривой ЭДС двух обмоток имеются только нечетные гармонические, из которых первая уравновешивает приложенное напряжение. ЭДС каждой из обмоток содержит и четные гармонические, но эти ЭДС двух обмоток уравновешивают друг друга.  [15]

Страницы:      1    2    3    4    5

www.ngpedia.ru

Итоговое занятие по теме: Кровь. Дыхание

Поиск Лекций

План

практических занятий по нормальной физиологии для студентов 2

курса лечебного факультета на осенний семестр 2011 – 2012 учебного года

 

Занятие № 1.

Введение в физиологию. Основные характеристики живого организма.

(5 - 10 сентября 2011 г.)

Занятие № 2.

Физиология клеточных мембран. Электрические явления в нервно-мышечной системе

(12 - 17 сентября 2010 г.)

Занятие № 3.

Физиология нервов и нервно-мышечного синапса

(19-24 сентября 2011 г.)

Занятие № 4.

Физиология мышц. Механизм мышечного сокращения

(26 сентября - 1 октября 2011 г.)

Занятие № 5.

Общая физиология центральной нервной системы. Основные свойства нервных центров

(3 - 8 октября 2011 г.)

Занятие № 6.

Торможение в центральной нервной системе. Физиология спинного мозга

(10 - 15 октября 2011 г.)

Занятие № 7.

Физиология продолговатого, среднего и промежуточного мозга

(17-22 октября 2011 г.)

Занятие № 8.

Физиология ретикулярной формации. Мозжечок и базальные ганглии. Экстрапирамидная и пирамидная системы.

(24 - 29 октября 2011 г.)

Занятие № 9.

Физиология автономной (вегетативной) нервной системы

(31 октября-5 ноября 2011 года)

Занятие № 10.

Итоговое занятие по теме: Центральная нервная система.

(7-12 ноября 2011 года)

 

Занятие № 11.

Физиология желез внутренней секреции

(14-19 ноября 2011 года)

Занятие № 12.

Форменные элементы крови

(21-26 ноября 2011 г.)

Занятие № 13.

Скорость оседания эритроцитов. Дыхательная функция крови

(28 ноября - 3 декабря 2011 г.)

Занятие № 14.

Гемостаз и свертывание крови. Видовые и индивидуальные свойства крови

(5-10 декабря 2011 г.)

Занятие № 15.

Механизм вентиляции и газообмен в легких

(12 -17 декабря 2011 г.)

Занятие № 16.

Транспорт газов кровью. Регуляция дыхания

(19-24 декабря 2011 г)

Занятие № 17.

Итоговое занятие по теме: Кровь. Дыхание

(26-31 декабря 2011 года)

Контрольные вопросы к занятию № 1 на тему:

Введение в физиологию. Основные характеристики живого организма.

(5 - 10 сентября 2011 г.)

 

1. Предмет и метод физиологии.

2. Связь физиологии с другими дисциплинами, ее значение для медицины.

3. Аналитический и системный подходы в изучении физиологических процессов и функций. Краткая характеристика этапов развития нормальной физиологии: эмпирического, анатомо-физиологического, функционального. Становление и развитие физиологии в XIX-XX вв. Вклад зарубежных и отечественных физиологов в развитие мировой физиологической науки.

4. Понятие о физиологических функциях и процессах клеток, тканей, органов, систем и организма в целом.

5. Основные физиологические функции живого организма (обмен веществ и энергии, рост, размножение, пищеварение, дыхание). Понятие о гомеостазе.

6. Показатели, характеризующие нормальное состояние организма (температура тела, частота и характер пульса, частота дыхания, артериальное давление, осмотическое давление крови, Рн и др.)

7. Понятие о регуляции функций. Основные принципы формирования и регуляции физиологических функций: по отклонению, возмущению, прогнозированию. Уровни и механизмы (нервный, гуморальный) регуляции функций. Представление о саморегуляции постоянства внутренней среды организма.

8. Общие свойства возбудимых тканей: раздражимость и возбудимость.

9. Виды раздражителей.

 

10. Порог раздражения (реобаза). Полезное время действия тока. Хронаксия. Кривая зависимости силы и времени действия тока.

11. Изменение возбудимости при возбуждении: рефрактерная фаза (абсолютная и относительная), фаза повышенной (супернормальной) и фаза пониженной (субнормальной) возбудимости.

 

Контрольные вопросы к занятию № 2 на тему:

Физиология клеточных мембран. Электрические явления в нервно-мышечной системе

(12 - 17 сентября 2010 г.)

 

1. Клеточные мембраны, их виды (цитоплазматическая, аппарата Гольджи, митохондрий, саркоплазматического ретикулума, лизосом, ядерная оболочка и др.), их роль. Химический состав цитоплазматической мембраны. Мембранные белки (интегральные, периферические, транспортные), их роль.

2. Свойства мембран. Функции мембран.

3. Рецепторы, их классификация: по локализации (мембранные, ядерные), механизму развития процессов (ионо- и метаботропные), по скорости приема сигнала (быстрые, медленные, по роду воспринимающих веществ.

4. Ионотропные рецепторы, метаботропные рецепторы и их разновидности. Системы вторичных посредников действия метаботропных рецепторов ( цАМФ, ц ГМФ, инозитол-3- фосфат, диацилглицерол, ионы Са++).

5. Ионные каналы, их строение. Классификация ионных каналов.

6. Токи покоя (мембранный потенциал, ток повреждения, метаболический ток).

7. Происхождение мембранного потенциала. Значение ионной асимметрии во вне и внутриклеточной жидкости. Ионные градиенты клетки, их механизмы. Уравнение Нернста.

8. Ионные насосы (АТФ-азы): K+-Na+-евая, Ca2+-евая (плазмолеммы и саркоплазматического ретикулума), H+–K+-обменник.

9. Современные представления о процессе возбуждения. Локальный ответ. Критический уровень деполяризации при действии раздражителей. Понятие о поляризации мембраны, ее деполяризации, реверсии, реполяризации и гиперполяризации.

10. Потенциал действия и его фазы. Условия регистрации двухфазного и однофазного тока действия.

11. Происхождение компонентов кривой однофазного тока действия, их продолжительность. Мембранно-ионная теория происхождения тока действия.

12. Соотношение фаз возбудимости с фазами потенциала действия.

 

Контрольные вопросы к занятию № 3 на тему:

Физиология нервов и нервно-мышечного синапса

(19-24 сентября 2011 г.)

1. Значение нервной системы в механизмах регуляции функций в организме. Функция нервов.

2. Строение периферических нервных волокон. Миелинизация нервных волокон в онтогенезе.

3. Физиологические свойства нервных волокон (возбудимость и проводимость).

4. Механизм проведения возбуждения в мякотных и безмякотных нервных волокнах.

5. Классификация нервных волокон по их диаметру, скорости проведения возбуждения и особенностям потенциала действия (группы А, В и С). Возрастные изменения скорости проведения возбуждения.

6. Законы проведения возбуждения в нервах (закон анатомической и физиологической целостности нервного волокна, закон двухстороннего проведения возбуждения и закон изолированного проведения возбуждения ).

7. Нервно-мышечный синапс, структура и свойства, медиатор. Понятие о холинорецепторе.

8. Механизм передачи возбуждения с нерва на мышцу, Потенциал концевой пластинки (ПКП) и его свойства. Значение холинэстеразы.

9. Возникновение потенциала действия в мышечном волокне.

10. Понятие о лабильности.

 

 

Контрольные вопросы к занятию № 4 на тему:

Физиология мышц. Механизм мышечного сокращения

(26 сентября - 1 октября 2011 г.)

1. Физиологическая роль мышечной системы. Классификация мышц.

2. Морфо-функциональные особенности исчерченных мышц.

3. Ультраструктура миофибрилл: тонкие и толстые протофибриллы, их взаимное расположение в саркомере.

4. Сократительные белки (миозин и актин) и регуляторные белки (тропомиозин и тропонин) в составе протофибрилл, их свойства.

5. Понятие об L - системе продольных трубочек саркоплазматического ретикулума, их значение как депо Са++. Т - система поперечных трубочек мембраны миофибрилл и ее взаимодействие с L - системой.

6. Теория мышечного сокращения и расслабления (Хаксли, Катц).

7. Биоэлектрические, химические и тепловые процессы в мышцах.

8. Электромеханическая связь возбуждения и сокращения мышцы.

9. Физические и физиологические свойства мышц.

 

10. Режимы и виды сокращений мышц (одиночные и тетанические).

11. Одиночное сокращение и его фазы. Изменение возбудимости при возбуждении мышцы.

12. Явление суммации сокращений.

13. Тетанические сокращения: зубчатый и гладкий тетанус.

14. Понятие о лабильности (Н.Е. Введенский). Оптимум и пессимум силы и частоты для сокращения мышцы.

15. Основные отличия в строении и функции скелетных и гладких мышц внутренних органов.

 

Контрольные вопросы к занятию № 5 на тему:

poisk-ru.ru

Тема 1. Перенапряжения в системах с изолированной нейтралью при однофазных замыканиях на землю.

    1. Физическая природа возникновения перенапряжений при однофазных замыканиях на землю.

Одним из наиболее частых видов повреждений в сетях с изолированной нейтралью является однофазное замыкание на землю, сопровождающееся переходными процессами, приводящими к перенапряжениям.

Рассмотрим упрощенную трехфазную систему, в которой вторичная обмотка трансформатора с индуктивностью L питает линию, имеющую симметричные емкости относительно земли СА=СВ=СС=С и междуфазные емкости САВ=САС=СВС=Смф, рис.1.1.

Рис.1.1. Схема замещения скти с изолированной нейтралью

В системе с изолированной нейтралью при заземлении одной из фаз напряжение на других фазах возрастает до линейного, а система обладает индуктивностями и емкостями. Поэтому в такой системе переход от одного состояния к другому сопровождается собственными колебаниями, в процессе которых напряжение может превысить установившееся значение.

Для упрощения анализа переходного процесса индуктивности линий не учитываем, а емкости линий считаем сосредоточенными.

Предположим, что замыкание на землю произошло в фазе А в момент t1, когда напряжение UA проходит свой отрицательный максимум. В этот момент напряжение на фазе В (как и на фазе С) равно UB=0,5Uф, а UAB=1,5UФ, UA=Uф.

Сразу же после замыкания на землю емкость фазы В, заряженная до 0,5Uф оказывается соединенной параллельно с емкостью САВ, заряженной до 1,5Uф. Напряжения на них возрастают скачком до значения равного

,

где.

Рис.1.2. Напряжения и токи переходного процесса при дуговом замыкании фазы А на землю.

Следовательно, напряжение на фазе В (как и на фазе С) в момент t1 изменится скачком от 0,5Uф до Uнач > 0,5Uф, но меньше своего установивщегося значения, т.е. 1,5Uф. .

Вследствие этого возникают колебания напряжения вокруг установившегося значения с амплитудой (пунктирная линия рис.1.2.):

с частотой .

Таким образом, непосредственно после замыкания фазы на землю напряжение на здоровых фазах испытывает скачек и далее начинается второй этап переходного процесса – перезаряд емкостей С и Смф через индуктивность источника. Напряжение на здоровых фазах, например В, в переходном процессе изменяется по закону

,

где  - коэффициент затухания колебаний, определяемый активными сопротивлениями и проводимостями сети, а также наличием параллельной цепи активной нагрузки.

Это напряжение достигнет максимального значения приблизительно через полпериода свободных колебаний, т.е. в момент t2=t1  0,5T= 1. Так как 1, то, обозначив 1=d, получим

В общем виде для момента времени t2 можно записать

.

Обычно d=0,10,3, поэтому , тогда для рассматриваемого примера

Обычно Смф=(0,250,3)С и k=0,20,25. Приняв k=0,2 и d=0,15, получим

Подобного рода процесс имеет место при любом характере замыкания фазы на землю. Но при металлическом замыкании на этом переходной процесс заканчивается, и перенапряжение на здоровых фазах имеет вид кратковременного пика с амплитудой (2,12,2)UФ.

Однако, в электрических системах наиболее часты замыкания на землю через дугу, например при атмосферных перекрытиях гирлянды. В этом случае переходной процесс, благодаря повторным гашениям и зажиганиям дуги может затянуться и привести к нежелательным последствиям.

С момента замыкания на землю в канале дуги проходит ток, состоящий из вынужденной составляющей Ic=3CUф и свободной составляющей Iсв=21(С + Смф)Uф. Так как 1 , то Icв >> Ic и суммарный ток проходит через нуль приблизительно в момент максимума напряжения на неповрежденной фазе. В момент токовой паузы (нуля) происходит интенсивная деионизация дугового столба, в результате чего постепенно восстанавливаются диэлектрические свойства промежутка и растет его пробивное напряжение (кривые А, Б и В рис.1.2). С другой стороны из-за роста сопротивления дугового столба на нем возрастает (восстанавливается) напряжение (UA рис.1.2), которое до токовой паузы было небольшим. Поэтому при каждом прохождении тока через нуль происходит попытка гашения дуги, результат которой зависит от соотношения скоростей восстановления напряжения на дуге и восстановления электрической прочности дугового промежутка.

studfiles.net

Переменный однофазный ток - fiziku5.ru

При работе любой электроустановки нагрев проводов током вызывает, как уже отмечалось, потери электрической энергии, размер которых определяется в соответствии с законом Джоуля— Ленца. В частности, потери электроэнергии ДА (Втч) и электри­ческой мощности ДР (Вт) при передаче энергии постоянным то­ком определяют по следующим формулам:

где I — сила тока, протекающего по проводам, A; R — сопротив­ление одного провода, Ом; t — время протекания тока, ч.

1.6.  Электромагнитная индукция. Закон электромагнитной

индукции

Если поместить замкнутый проводник в изменяющееся магнит­ное поле, то в нем будет наводится электрический ток, называе­мый индукционным (наведенным). Причиной возникновения тока является сила Лоренца, выполняющая роль сторонней силы, приводящей заряженные частицы (электроны) в направленное движение. Все это приводит к понятию электродвижущей силы индукции:

Электродвижущая сила, возникающая в проводнике, вокруг которого изменяется магнитное поле, пропорциональна скорости изменения магнитного потока.

Индуцированный ток в проводнике, помещенном в изменяющееся магнитное поле, всегда имеет такое направление, что магнитное поле индуцированного тока всегда препятствует изменению магнитного поля, вызвавшего этот ток (Правило Ленца).

1.7.  Переменный однофазный ток

Переменным называют электрический ток, периодически (т. е. через равные промежутки времени) меняющий свое направление и непрерывно изменяющийся по величине. Мгновенные значенияпеременного тока (а также переменной ЭДС и напряжения) через равные промежутки времени повторяются.

Переменный ток имеет самое широкое применение в совре­менной электротехнике. Практически вся электрификация во всем мире осуществляется на переменном токе (на трехфазном пере­менном токе, о котором изложено далее).

Электроэнергия переменного тока просто и экономно может быть преобразована с помощью трансформаторов из энергии низ­кого напряжения в энергию высокого напряжения и наоборот. Это свойство используют с целью уменьшения потерь электроэнергии при ее передаче по проводам на большие расстояния.

Величины, характеризующие переменный ток. Величины, кото­рые полностью характеризуют переменный ток, т. е. дают полное представление о нем, называются параметрами переменного тока.

Амплитудным значением или просто амплитудой называется наи­большее значение переменного тока, которого он достигает в про­цессе изменений. Амплитудные значения силы тока, напряжения и ЭДС обозначаются соответственно Iм, UM, Ем.

Мгновенным значением называется значение переменного тока в любой момент времени. Мгновенные значения силы тока обозна­чаются буквой I, напряжения — буквой и, ЭДС — буквой е.

Значение силы тока (напряжения, ЭДС), в раз меньше амп­литудного значения, называется действующим значением перемен­ного тока:

Действующие значения переменного тока, напряжения и ЭДС обозначаются соответственно I, U, Е. Величина действующего зна­чения переменного тока равна такой величине постоянного тока, который, проходя через одно и то же сопротивление в течение одного и того же времени, что и рассматриваемый нами перемен­ный ток, выделяет одинаковое с ним количество тепла.

Ток, у которого мгновенные значения повторяются через определенный промежуток вре­мени, называется периодичес­ким.

Периодом Т называется вре­мя, за которое происходит пол­ное изменение переменного тока (рис. 1.3).

Частотой/называется чис­ло периодов в 1 с. Частота, рав­ная одному периоду за 1 с, на­зывается герцем.

Векторная и развернутая диаграммы. Фаза и сдвиг фаз.

Графически переменный ток можно изобразить, используя прямоугольную систему коор­динат (развернутая диаграм­ма, рис. 1.4, б), или с помо­щью векторов (векторная ди­аграмма, рис. 1.4, а). Развер­нутая диаграмма наглядно по­казывает, как изменяется пе­ременный ток с течением вре­мени. Векторная диаграмма позволяет рассматривать фи­зические процессы, происхо­дящие в цепях переменного тока, и с достаточной точно­стью производить графичес­кое решение задач.

Вектор — это отрезок прямой, имеющий определенную длину и определенное направление. Длина вектора должна соответствовать ам­плитудному значению переменного тока. Пусть вектор Iм вращается с постоянной угловой частотой со против часовой стрелки. Проекция вектора I м на ось i определяется выражением I = Iм sin φt (см. рис. 1.4, а), которое соответствует мгновенному значению переменного тока.

Положение вектора определяется углом, который называется фазовым углом или просто фазой. Фаза равна нулю, если вектор расположен горизонтально и направлен вправо.

Угловая скорость вращения (со) вектора называется круговой или угловой частотой. Угловая частота — это величина угла в ра­дианах, который описывает вектор за 1 с:

Если две синусоидально изменяющиеся величины одновременно достигают нулевых и амплитудных значений, то они совпадают по фазе. Векторы таких величин в любой момент времени имеют одина­ковое направление. Если векторы имеют неодинаковое направление, то говорят, что они сдвинуты по фазе на угол φ (см. рис. 1.4, б).

1.8.  Сопротивления в цепях переменного тока

Цепь переменного тока с активным сопротивлением. Сопротивления в цепях переменного тока бывают активными и реактивными. Актив­ные сопротивления расходуют энергию, реактивные — не расходуют.

Реактивными сопротивлениями, включенными в цепь переменного тока, являются сопротивления ка­тушки индуктивности L и конден­сатора С. Сопротивление катушки называется индуктивным сопротив­лением (XL), сопротивление кон­денсатора — емкостным (Хс).

На рис. 1.5 показана цепь пере­менного тока с активным сопротив­лением и векторная диаграмма, из которой видно, что ток и напряже­ние совпадают по фазе. Они изменя­ются по одному и тому же закону, следовательно, можно записать:

(1.12)

(1.13)

Действующее значение силы тока в цепи с активным сопротив­лением равно:

(1.14)

где U — действующее значение напряжения на сопротивлении; R — значение активного сопротивления.

Это выражение является выражением закона Ома для цепи с активным сопротивлением. Мощность, расходуемая в цепи на ак­тивном сопротивлении, равна:

(1.15)

где φ— угол сдвига фаз между током и напряжением.

Так как ток и напряжение совпадают по фазе, то угол сдвига φ = 0°, a cos φ = 1. Мощность же в цепи равна произведению дей­ствующих значений тока и напряжения:

(1.16)

Переменный ток в цепи с индуктивным сопротивлени­ем. Если катушку индуктив­ности, активное сопротивле­ние которой равно нулю, подключить к источнику пе­ременного тока (рис. 1.6), то в катушке потечет синусои­дально изменяющийся пере­менный ток.

Согласно правилу Ленца индуцированная в катушке ЭДС про­тиводействует изменениям силы тока. Это значит, что при увели­чении силы тока в катушке ЭДС самоиндукции стремится создать ток, направленный навстречу вызывавшему ее току, а при умень­шении силы тока она, наоборот, стремится создать ток, совпада­ющий по направлению с ним.

Из векторной диаграммы видно, что ЭДС самоиндукции отста­ет по фазе от тока на 90°.

Напряжение на катушке или на источнике тока равно:

Произведение угловой скорости на индуктивность катушки (соL) называется индуктивным сопротивлением XL:

(1.17)

fiziku5.ru

Получение трехфазного тока

Количество просмотров публикации Получение трехфазного тока - 4219

Электрические цепи трехфазного переменного тока

Трехфазный электрический ток

Трехфазная цепь представляет собой совокупность электрических цепей, в которых действуют три синусоидальные э.д.с. одинаковой частоты, отличающиеся по фазе одна от другой ( φ = 120о) и создаваемые общим источником энергии. Каждую из частей многофазной системы, характеризующуюся одинаковым током, принято называть фазой. Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, слово фаза в электротехнике имеет два значения – угол φ и часть многофазной системы (отдельный фазный провод).

Основные преимущества трехфазной системы: возможность простого получения кругового вращающегося магнитного поля (это позволило создать электродвигатели переменного тока), экономичность и эффективность (мощность можно передать по трем фазным проводам без применения четвертого общего провода -нейтрали), а также возможность использования двух различных эксплуатационных напряжений в одной установке (фазного и линœейного, которые обычно составляют 220 В и 380 В, соответственно).

История появления трехфазных электрических цепей связана с именем М.С. Доливо-Добровольского Петербургского ученого, который в 1886 ᴦ., доказав, что многофазные токи способны создавать вращающееся магнитное поле, предложил (запатентовал) конструкцию трехфазного электродвигателя.

Трехфазный ток является простейшей системой многофазных токов, способных создавать вращающееся магнитное поле. Этот принцип положен в основу работы трехфазных электродвигателœей.

Предложив конструкцию электродвигателя переменного тока, М.С. Доливо-Добровольский разработал и всœе основные элементы трехфазной электрической цепи. Трехфазная цепь состоит из трехфазного генератора, трехфазной линии электропередач и трехфазных приемников.

В результате предложенной трехфазной системы электрического тока стало возможным эффективно преобразовывать электрический ток в механическую энергию.

Электрическую энергию трехфазного тока получают в синхронных трехфазных генераторах (рис. 27). Три обмотки 2 статора 1 смещены между собой в пространстве на угол 120°. Их начала обозначены буквами А, В, С, а концы – x, y, z. Ротор 3 выполнен в виде постоянного электромагнита͵ магнитное поле которого возбуждает постоянный ток I, протекающий по обмотке возбуждения 4. Ротор принудительно приводится во вращение от постороннего двигателя. При вращении магнитное поле ротора последовательно пересекает обмотки статора и индуктирует в них ЭДС, сдвинутые (но уже во времени) между собой на угол 120°.

Трехфазный синхронный генератор

Важно заметить, что для симметричной системы ЭДС (рис. 28) справедливо

Волновая и векторная диаграммы симметричной системы ЭДС

На диаграмме изображена прямая последовательность чередования фаз (пересечение ротором обмоток в порядке А, В, С). При смене направления вращения чередование фаз меняется на обратное - А, С, В. От этого зависит направление вращения трехфазных электродвигателœей.

Существует два способа соединœения обмоток (фаз) генератора и трехфазного приемника: ʼʼзвездаʼʼ и ʼʼтреугольникʼʼ.

 
 
В генераторах трехфазного тока электрическая энергия генерируется в трех одинаковых обмотках, соединœенных по схеме звезда. Чтобы сэкономить на проводах линии передачи электроэнергии от генератора к потребителю тянутся только три провода. Провод от общей точки соединœения обмоток не тянется, т.к. при одинаковых сопротивлениях нагрузки (при симметричной нагрузке) ток в нем равен нулю.

Схема замещения трехфазной системы, соединœенной "звездой"

Согласно первому закону Кирхгофа можно записать IO = IА+ IВ + IС.

При равенстве ЭДС в фазных обмотках генератора и при равенстве сопротивлений нагрузки (ᴛ.ᴇ. при равенстве значений токов IА,IВ,IС)в представленной на рисунке системе, с помощью векторных диаграмм можно показать, что результирующий ток IO в центральном проводнике будет равен нулю. Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, получается, что в симметричных системах (когда сопротивления нагрузок одинаковы), центральный провод может отсутствовать и линия для передачи системы трехфазного тока может состоять только из трех проводов.

В распределительных низковольтных сетях, в которых присутствует много однофазных потребителœей, обеспечение равномерной нагрузки каждой фазы становится не возможным, такие сети делаются четырехпроводными.

Для обеспечения электробезопасносности принято низковольтные потребительские сети (сети<1000В), выполнять 4-х проводными с глухо-заземленной нейтралью.

Напряжение между фазными проводами в линии принято называть линœейным напряжением, а напряжение, измеренное между фазным проводом (фазой) и центральным – фазным напряжением.

В системах электроснабжения, в частности в генераторах и трансформаторах подстанций используется преимущественно соединœения звездой.

Стоит сказать, что для низковольтных сетей (с напряжением менее 1000В) основным стандартным линœейным (между фазными проводами) напряжением принимается напряжение 380 В, при этом фазное напряжение (между фазным проводом и центральным) будет составлять 220 В.

Низковольтные сети являются потребительскими сетями разного назначения, не обязательно питающими трехфазные двигатели. В таких сетях для питания различных потребителœей бывают использованы разные фазы по отдельности. В результате нагрузка разных фаз окажется неодинаковой. Вместе с тем, с целью техники безопасности, ПУЭ (правилами устройства электроустановок) устанавливается, что низковольтные трехфазные электрические сети должны устраиваться четырехпроводными, с глухозаземленной нейтралью. Для этого схема понижающего трансформатора (понижающей подстанции) обычно выглядит следующим образом.

 
 

(Высокое напряжение

от ЛЭП)

Т.е. центральный, называемый при этом ʼʼнулевымʼʼ, провод на вторичной обмотке трехфазного трансформатора подключается к заземляющему устройству и подводится к потребителям наряду с фазными проводами.

referatwork.ru


© ЗАО Институт «Севзапэнергомонтажпроект»
Разработка сайта