8, Pagrindinės topologinės teorijos sampratos elektros grandinės: elektros grandinės grafikas, grafų medis, grafų jungtys: apibrėžimai. Topologinė formulė. Nepriklausomų kontūrų gavimo būdai.
Elektros grandinės grafikas – sąlyginis vaizdas grandinė, ant kurios šakos rodomos kaip linijos, mazgai kaip taškai.
Grafiko šakų nereikėtų painioti su šortais.
Pacientui nurodoma atlikti užduotį, kuriai reikia dėmesio ir informacijos apdorojimo. Registruojamas smegenų bangų aktyvumas, taip pat informacija, susijusi su pažinimo funkcija. Didžiausias diastolinis potencialas yra neigiamiausias lygis, kurį širdies ciklo metu pasiekia skaidulinės ląstelės membrana, kuri neturi pastovaus ramybės potencialo, atsirandančio 3 veikimo potencialo fazės pabaigoje. Širdies stimuliatoriaus ląstelėse tai yra hiperpoliarizacijos taškas.
Membranos potencialas - elektrinis potencialas, kuris egzistuoja dviejose membranos pusėse arba per ląstelės sienelę. Ramybės potencialas – potencialų skirtumas per ląstelės membraną, kai ji yra ramybės būsenoje, t.y. visiškai repoliarizuotas. Širdies fiziologijoje tai vyksta elektrinės diastolės metu širdies stimuliatoriaus ląstelėse ir nuolat ne tarpinio organizmo ląstelėse.
Grafike neatsižvelgiama į idealius srovės šaltinius.
Grafiko šakos ir mazgai paprastai yra sunumeruoti. Vienas iš mazgų pasirenkamas kaip pagrindinis (pagrindinis). Jis sunumeruotas arabišku skaitmeniu 0, likę mazgai yra savavališkai, pradedant nuo 1 (nors pageidautina, kad vis tiek būtų kokia nors mazgo perėjimo taisyklė).
Pagrindiniam mazgui pageidautina paimti labiausiai „apkrautą“ mazgą, t.y. mazgą, kuriame yra prijungtas daugiausiai šakų. Kai mazguose yra toks pat šakų skaičius, geriau laikyti mazgą, kuriame yra mažiausiai idealių srovės šaltinių, kaip pagrindinį. Šios rekomendacijos gali šiek tiek supaprastinti grandinės skaičiavimą.
Grafike neatsižvelgiama į idealius srovės šaltinius
Didžiausias pradinio, labai didelio jaudinamos ląstelės membranos potencialo pokyčio potencialas po sužadinimo. Slenkstinis potencialas – transmembraninis potencialas, kuris turi būti pasiektas prieš membraninio kanalo atidarymą; jis skiriasi tarp skirtingų širdies membranos kanalų.
Geba daryti ar būti, nors dar negali daryti ar būti; įmanoma, bet neaktualu. Esamas ir paruoštas veiksmui, bet neaktyvus. Įkrovimo vieneto darbas, reikalingas įkrautam kūnui perkelti elektriniame lauke iš atskaitos taško į kitą tašką, matuojamas voltais.
Kartais pravartu pasirinkti mazgą, prie kurio kaip bazinį mazgą prijungtas idealaus EML šaltinio neigiamas gnybtas. Tokiu atveju, jei bazinio mazgo potencialas yra lygus nuliui, tada įtampos šaltinio teigiamo poliaus potencialas bus lygus šaltinio EMF vertei.
Mazgų numeriai apibraukti, kad nekiltų painiavos numeruojant šakas ir mazgus.
Veikimo metu raumenų ar nervų ląstelėje išsivysto elektrinio aktyvumo veikimo potencialas. Sužadintas potencialus elektrinis signalas, įrašytas iš jutimo receptorių, nervo, raumenų ar centrinės dalies nervų sistema, kurią, kaip taisyklė, skatino elektra.
Membranos potencialas yra elektrinis potencialas, esantis abiejose membranos pusėse arba skersai ląstelės sienelės. Teigiamas potencialų skirtumo potencialas normalios ląstelės membranoje yra ramybės būsenoje. Didžiausias pradinio, labai didelio jaudinamos ląstelės membranos potencialo pokyčio potencialas susijaudinimo metu.
Šakos numeruojamos savavališkai, pradedant nuo 1 (šiuo atveju taip pat pageidautina turėti tam tikrą numeravimo tvarką).
Grafo medis - grafiko dalis, neturinti vieno kontūro ir apimanti visus grandinės mazgus. Paprastai jis vaizduojamas sustorintomis linijomis, kad atskirtų grafiko medžio šakas nuo kitų.
Tam tikrai grandinei, naudojant įvairius šakų derinius, galima sudaryti daugybę grafų medžių.
Energijos, susijusios su vieneto perdavimu, išraiška elektros krūvis. Potencialo gradientas arba nuolydis sukelia krūvio judėjimą. Gali daryti ar būti, nors dar neužimtas ar neegzistuoja; įmanoma, bet neaktualu. Įtampos būsena elektros šaltinis leisti jam dirbti tinkamomis sąlygomis; Palyginti su elektra, potencialas yra analogiškas temperatūrai šilumos atžvilgiu.
Energijos kiekis, reikalingas teigiamo krūvio vienetui perkelti iš vieno elektrinio lauko taško į kitą. Paprastai jis matuojamas įtampos potencialu. Elektra susidaro nervinės ląstelės aksone reaguojant į dirgiklį. Stimulas turi būti didesnis už tam tikrą slenkstinė vertė turėti poveikį. Pompos siurblys, pernešantis didžiąją dalį natrio jonų už ląstelės ribų ir kalio jonus ląstelės viduje, nustoja veikti, o natrio jonai veržiasi, todėl aksono viduje yra teigiama įtampa išorės atžvilgiu.
Suskaičiuokite ryšius yra šakos, kurios neįtrauktos į pasirinktą grafiko medį. Jei į grafiko medį saitai pridedami po vieną, bus gauti nepriklausomi kontūrai nepriklausomų grandinių skaičius lygus jungčių skaičiui.
Remdamiesi tuo, kas išdėstyta, galime sudaryti nepriklausomų kontūrų pasirinkimo taisyklę (jei tai nėra akivaizdu):
Įtampa keičiasi nuo maždaug -70 mV iki 40 mV, o po to greitai nukrenta atgal į ramybės būsenos membranos potencialą, kai natrio siurblys atgauna savo veikimą. Visas procesas trunka mažiau nei vieną milisekundę, o jo amplitudė visada yra vienoda tam tikram aksonui, neatsižvelgiant į stimulo dydį. Po veikimo potencialo seka nemalonus laikotarpis, vadinamas ugniai atspariu periodu, kuris paprastai trunka vieną ar dvi milisekundes. Visų pirma, tai yra kūgio formos potencialas žmonėms. Elektroretinograma.
aprašytas potencialas. Depoliarizacija arba hiperpoliarizacija, kurią sukelia neuronas reaguojant į dirgiklį. Reakcijos amplitudė priklauso nuo dirgiklio intensyvumo. Jei neuronas depoliarizuojasi iki slenksčio, jo aksone atsiranda veikimo potencialas. membranos potencialas. membranos ramybės potencialas. Šių virpesių amplitudė dažniausiai sustiprinama naudojant filtravimo technologiją. Daroma prielaida, kad šie potencialai kilę iš vidinio tinklainės plexiforminio sluoksnio ir gali atspindėti šios tinklainės dalies sutrikimus.
nubraižyti grafiko medį;
po vieną pridėti prie medžio grafų jungtis, taip gaudami nepriklausomus kontūrus.
Šakų skaičius grafiko medyje yra n adresu – 1 ir jungtys (taigi ir nepriklausomos grandinės)
n n.k. = n in – (n adresu – 1) = n in – n adresu + 1 .
receptorių potencialas. Potencialo, atsirandančio receptoryje, reaguojant į dirgiklį, skirtumas. Tai laipsniškas atsako tipas, kurio amplitudė yra proporcinga stimulo intensyvumui. Fotoreceptoriai ir bipolinės ląstelės sukuria receptorių potencialą, tačiau stebėtinai tai yra hiperpoliarizacija, t.y. membranos vidus tampa neigiamas išorės atžvilgiu. Ganglioninės ląstelės reaguoja veikimo potencialu. Ląstelės viduje paprastai yra apie -70 mV, lyginant su išore, tačiau ši vertė priklauso nuo kalio, natrio ir chlorido jonų kiekio abiejose membranos pusėse ir pačios membranos pralaidumo šiems jonams.
Ši formulė vadinama topologinė formulė .
Elektros grandinių analizės užduotis
Pateikta grandinė su visais jos elementais, kurios parametrai žinomi, t.y. idealių įtampos šaltinių EMF, idealių srovės šaltinių srovės, rezistorių varžos, taip pat galima nustatyti šaltinių vidines varžas.
Depoliarizacija; hiperpoliarizacija; Veiksmo potencialas; Tonas. Akies potencialo poveikis. Nuolatinis srovės potencialas, esantis tarp priekinio ir užpakalinio akies polių, ragena yra teigiamas užpakalinės akies dalies atžvilgiu. Žmonėms jis yra maždaug kelių mV. Šis potencialas naudojamas įrašant elektrookulogramą. Elektrookulograma. Galimas akies potencialas. akies ramybės potencialas. Potencialus potencialas. Elektrookulograma. transmembraninis potencialas. Vizualinis sukeltas žievės potencialas.
Elektrinis potencialas, matuojamas pakaušio žievės lygyje, reaguojant į švelnų stimuliavimą. Norint įrašyti, reikia kartoti stimulą ir kompiuterį, kuris sinchronizuojamas su to dirgiklio pradžia, kad būtų vidutinis foninis triukšmas, kurį sukelia spontaniški smegenų potencialai. Šis potencialas turi klinikinį pritaikymą ir yra naudojamas objektyviai matuoti refrakciją, regėjimo aštrumą, ambliopiją, žiūronų anomalijas ir padėti diagnozuoti kai kurias demielinizuojančias ligas ir kt. taip pat vartojama daug santrumpų, nors jos nėra griežtai teisingos.
Elektros grandinės skaičiavimas (elektros grandinės analizės uždavinys) yra nustatyti sroves visose jos šakose.
Elektros grandinių analizei taikomi įvairūs dėsniai ir taisyklės, sprendžiamai problemai supaprastinti sukurti įvairūs elektros grandinių skaičiavimo metodai ir metodai.
11, Bazinio mazgo ir nepriklausomų grandinių pasirinkimo taisyklės. Grandinės apskaičiavimas, kai joje yra nulinės varžos šaka, atšaka su idealiu EML šaltiniu. Gautos tiesinių algebrinių lygčių sistemos (SLAE) sprendimo metodai.
Jei grandinėje, susidedančioje iš At mazgai ir R briaunos, žinomos visos jungčių charakteristikos (impedansai R, kiekiai EML šaltiniai E ir srovės J), tada galima apskaičiuoti sroves aš i visuose kraštuose ir potencialuose φ i visuose mazguose. Kadangi elektrinis potencialas apibrėžiamas iki savavališko pastovaus termino, potencialas viename iš mazgų (vadinkime jį baziniu mazgu) gali būti lygus nuliui, o potencialus kituose mazguose galima nustatyti bazinio mazgo atžvilgiu. . Taigi, skaičiuodami grandinę, turime At+R–1 nežinomas kintamasis: At–1 mazgo potencialai ir R srovės šonkauliuose.
Ne visi šie kintamieji yra nepriklausomi. Pavyzdžiui, remiantis Omo dėsniu grandinės atkarpai, sroves jungtyse visiškai lemia potencialai mazguose:
Kita vertus, srovės šonkauliuose vienareikšmiškai nustato potencialų pasiskirstymą mazguose, palyginti su baziniu mazgu:
Taigi mažiausias nepriklausomų kintamųjų skaičius grandinės lygtyse yra arba nuorodų skaičius, arba mazgų skaičius atėmus 1, atsižvelgiant į tai, kuris yra mažesnis.
Skaičiuojant grandines dažniausiai naudojamos lygtys, parašytos remiantis Kirchhoffo dėsniais. Sistema susideda iš At–1 lygtys pagal 1-ąjį Kirchhoffo dėsnį (visiems mazgams, išskyrus bazinį) ir Į lygtys pagal 2-ąjį Kirchhoffo dėsnį kiekvienai nepriklausomai grandinei. Nepriklausomi kintamieji Kirchhoff lygtyse yra jungties srovės. Kadangi pagal Eulerio formulę plokštuminiam grafikui mazgų, briaunų ir nepriklausomų kontūrų skaičius yra susietas ryšiu
tada Kirchhoffo lygčių skaičius yra lygus kintamųjų skaičiui, ir sistema yra sprendžiama. Tačiau lygčių skaičius Kirchhoff sistemoje yra nereikalingas. Vienas iš būdų, kaip sumažinti lygčių skaičių, yra mazgų potencialų metodas. Kintamieji lygčių sistemoje yra At–1 mazgo potencialas. Lygtys rašomos visiems mazgams, išskyrus bazinį. Sistemoje nėra kontūrų lygčių.
Potencialo mazgais lygtis
Ryžiai. 1. Grandinės fragmentas: mazgas su gretimomis grandimis
Apsvarstykite grandinės fragmentą, susidedantį iš mazgo ir greta jo esančių grandžių (1 pav.). Pagal 1-ąjį Kirchhoffo dėsnį srovių suma mazge yra lygi nuliui.
1. Elektros krūvis (apibrėžimas, žymėjimas, matavimo vienetas)
elektros krūvis -tai fizikinis dydis, apibūdinantis dalelių ar kūnų savybę sąveikauti su elektromagnetinėmis jėgomis. Jis nustato elektromagnetinės sąveikos intensyvumą.
Elektros krūvis dažniausiai žymimas raidėmis q arba K.
Elektros krūvio vienetas - kl(pakabukas)
2. Elektros krūvio tvermės dėsnis (apibrėžimas, formulė)
Elektros krūvio tvermės dėsnis:in izoliuota sistema, visų kūnų algebrinė krūvių suma išlieka pastovi:
q 1 + q 2 + q 3 + ... + q n = konst
3. Kulono dėsnis (apibrėžimas, formulė)
Kulono dėsnis:Fiksuotų krūvių sąveikos jėgos yra tiesiogiai proporcingos krūvio modulių sandaugai ir atvirkščiai proporcingos atstumo tarp jų kvadratui:
Kur k yra proporcingumo koeficientas, lygus
Tada gauname:
4. Elektrinis laukas (apibrėžimas)
Elektrinis laukas -tai ypatinga materijos forma, kuri egzistuoja nepriklausomai nuo mūsų ir mūsų žinių apie ją, yra generuojama elektros krūvių ir nulemta elektros krūvių veikimo.
Pagrindinė nuosavybė elektrinis laukas - elektros krūvių veikimas tam tikra jėga.
5. Elektrinio lauko stipris (apibrėžimas, žymėjimas, formulė, matavimo vienetas)
Elektrinio lauko stiprumas paskambino fizinis kiekis, lygus jėgos, kuria laukas veikia įdėtą teigiamą bandymo krūvį, santykiui duotas taškas erdvė, iki šio krūvio dydžio.
Elektrinio lauko stiprumas– tai vektorinis dydis, skaitiniu požiūriu lygus jėgai, veikiančiai vienetinį teigiamą krūvį, esantį tam tikrame lauko taške ir nukreiptą jėgos kryptimi.
Įtampa rodoma raide E.
Įtempimo vienetas elektrostatinis laukas SI - N/Cl (niutonas vienam kulonui)
1 N/C = 1 V/m
6. Lauko taško potencialas (apibrėžimas, žymėjimas, formulė, matavimo vienetas)
Potencialus φ elektrinis laukas -vadinamas ffizikinis dydis, lygus elektros krūvio potencinės energijos elektrostatiniame lauke santykiui su šio krūvio reikšme.
Potencialas nurodomas laiške φ.
Potencialo matavimo vienetas - AT(voltas)
7. Potencialų skirtumas (įtampa) (apibrėžimas, žymėjimas, formulė, matavimo vienetas)
Potencialų skirtumas φ 1 - φ 2 arba įtampatarp dviejų lauko taškų yra skaitine prasme lygus lauko jėgų darbui, judinant vienetinį krūvįq tarp šių taškų.
φ 1 - φ 2 \u003d U \u003d A / q
Potencialų skirtumas žymimas φ 1 - φ 2, o įtampa pažymėta U.
Potencialų skirtumo vienetas (įtampa) - AT(voltas)
8. Kondensatorius (apibrėžimas). Įkrauto kondensatoriaus energija (formulė).
Laidininkų sistema, kurios elektrinė talpa nepriklauso nuo išorinių sąlygų ir nuo aplinkinių kūnų vietos, vadinama kondensatorius, o kondensatorių sudarantys laidininkai vadinami apmušalai.
Paprasčiausias kondensatorius plokščias kondensatorius – dviejų plokščių laidžių plokščių sistema, išdėstyta lygiagrečiai viena kitai nedideliu atstumu lyginant su plokščių matmenimis ir atskirtų dielektriniu sluoksniu.
Įkrauto kondensatoriaus energija yra lygi išorinių jėgų, kurias reikia išnaudoti norint įkrauti kondensatorių, darbui.
9. Elektrinė talpa(apibrėžimas, pavadinimas, formulė, matavimo vienetas)