8, Teorijas topoloģiskās pamatjēdzieni elektriskās ķēdes: elektriskās ķēdes grafiks, grafu koks, grafu savienojumi: definīcijas. Topoloģiskā formula. Neatkarīgu kontūru iegūšanas metodes.
Elektriskās ķēdes grafiks – nosacīts attēlsķēde, uz kuras zari ir parādīti kā līnijas, mezgli kā punkti.
Grafu zarus nevajadzētu jaukt ar šortiem.
Pacientam tiek uzdots veikt uzdevumu, kas prasa uzmanību un informācijas apstrādi. Tiek reģistrēta smadzeņu viļņu aktivitāte, kā arī informācija, kas saistīta ar kognitīvo funkciju. Maksimālais diastoliskais potenciāls ir visnegatīvākais līmenis, ko sirds cikla laikā sasniedz šķiedru šūnu membrāna, kurai nav nemainīga miera potenciāla, kas rodas darbības potenciāla 3. fāzes beigās. Elektrokardiostimulatora šūnās tas ir hiperpolarizācijas punkts.
Membrānas potenciāls - elektriskais potenciāls, kas pastāv divās membrānas pusēs vai caur šūnas sieniņu. Atpūtas potenciāls - potenciālu starpība pāri šūnas membrānai, kad tā atrodas miera stāvoklī, t.i. pilnībā repolarizēts. Sirds fizioloģijā tas notiek elektriskās diastola laikā elektrokardiostimulatora šūnās un nepārtraukti organisma šūnās, kas nav starpposma šūnas.
Ideālie strāvas avoti grafikā nav ņemti vērā.
Diagrammas atzari un mezgli parasti ir numurēti. Viens no mezgliem ir izvēlēts kā bāze (pamata). Tas ir numurēts ar arābu ciparu 0, atlikušie mezgli ir patvaļīgi, sākot no 1 (lai gan vēlams, lai joprojām būtu kāds mezgla šķērsošanas noteikums).
Bāzes mezglam ir vēlams ņemt visvairāk “noslogoto” mezglu, t.i., mezglu, kurā ir savienots lielākais zaru skaits. Ja mezglos ir vienāds atzaru skaits, labāk par pamatu ņemt mezglu ar vismazāko ideālo strāvas avotu. Šie ieteikumi var nedaudz vienkāršot ķēdes aprēķinu.
Ideālie strāvas avoti grafikā nav ņemti vērā
Sākotnējās, ļoti lielās uzbudināmās šūnas membrānas potenciāla izmaiņu maksimālais potenciāls pēc ierosmes. Sliekšņa potenciāls - transmembrānas potenciāls, kas jāsasniedz pirms membrānas kanāla atvēršanas; tas atšķiras starp dažādiem sirds membrānas kanāliem.
Spēj darīt vai būt, lai gan vēl nevar darīt vai būt; iespējams, bet nav aktuāli. Esošs un gatavs darbībai, bet neaktīvs. Darbs uz lādiņa vienību, kas nepieciešams, lai pārvietotu uzlādētu ķermeni elektriskā laukā no atskaites punkta uz citu punktu, mēra voltos.
Dažreiz ir lietderīgi izvēlēties mezglu, kuram ir pievienots ideāla EML avota negatīvais spailes kā bāzes mezgls. Šajā gadījumā, ja bāzes mezgla potenciāls ir vienāds ar nulli, tad sprieguma avota pozitīvā pola potenciāls būs vienāds ar avota EMF vērtību.
Mezglu numuri ir apvilkti, lai nerastos neskaidrības zaru un mezglu numerācijā.
Elektriskās aktivitātes darbības potenciāls, kas attīstījās muskuļu vai nervu šūnā aktivitātes laikā. Izsaukts potenciāls elektriskais signāls, kas reģistrēts no sensora receptora, nerva, muskuļa vai centrālās daļas reģiona nervu sistēma, ko, kā likums, stimulēja elektrība.
Membrānas potenciāls ir elektriskais potenciāls, kas pastāv abās membrānas pusēs vai pāri šūnas sienai. Potenciālu starpības pozitīvais potenciāls uz normālas šūnas membrānas ir miera stāvoklī. Sākotnējās, ļoti lielās uzbudināmās šūnu membrānas potenciāla izmaiņu maksimālais potenciāls uzbudinājuma laikā.
Zari tiek numurēti patvaļīgi, sākot no 1 (šajā gadījumā vēlama arī kāda numerācijas kārtība).
Grāfs Koks - grafika daļa, kurai nav vienas kontūras un kurā ir iekļauti visi ķēdes mezgli. Parasti tas ir attēlots ar sabiezinātām līnijām, lai atšķirtu grafika koka zarus no pārējiem.
Konkrētai ķēdei, izmantojot dažādas zaru kombinācijas, var sastādīt lielu skaitu grafiku koku.
Vienības nodošanā iesaistītās enerģijas izteiksme elektriskais lādiņš. Potenciāla gradients vai slīpums izraisa lādiņa pārvietošanos. Spēj darīt vai būt, lai gan vēl nav aizņemts vai neeksistē; iespējams, bet nav aktuāli. Sprieguma stāvoklis iekšā elektriskais avotsļaujot viņam strādāt piemērotos apstākļos; Salīdzinot ar elektrību, potenciāls ir analogs temperatūrai attiecībā pret siltumu.
Enerģijas daudzums, kas nepieciešams, lai pārnestu pozitīvā lādiņa vienību no viena elektriskā lauka punkta uz citu. To parasti mēra sprieguma potenciālā. Elektrībaģenerēts nervu šūnas aksonā, reaģējot uz stimulu. Stimulam jābūt virs noteiktā sliekšņa vērtība lai būtu efekts. Sūkņa sūknis, kas transportē lielāko daļu nātrija jonu ārpus šūnas un kālija jonus šūnā, pārstāj darboties, un nātrija joni steidzas, padarot aksona iekšpusi par pozitīvu spriegumu attiecībā pret ārpusi.
Skaitīt savienojumus ir zari, kas nav iekļauti atlasītajā grafiku kokā. Ja saites tiek pievienotas grafika kokam pa vienai, tad tiks iegūtas neatkarīgas kontūras, tāpēc neatkarīgo ķēžu skaits ir vienāds ar savienojumu skaitu.
Pamatojoties uz iepriekš minēto, mēs varam izstrādāt noteikumu neatkarīgu kontūru izvēlei (ja tas nav acīmredzams):
Spriegums mainās no aptuveni -70 mV līdz 40 mV un pēc tam strauji pazeminās atpakaļ līdz miera stāvoklī esošajam membrānas potenciālam, kad nātrija sūknis atgūst savu darbību. Viss process aizņem mazāk nekā vienu milisekundi, un tā amplitūda vienmēr ir vienāda konkrētam aksonam neatkarīgi no stimula lieluma. Rīcības potenciālam seko nemierīgs periods, ko sauc par ugunsizturīgo periodu, kas parasti ilgst vienu vai divas milisekundes. Tas, pirmkārt, cilvēkiem ir konusa formas potenciāls. Elektroretinogramma.
aprakstīts potenciāls. Depolarizācija vai hiperpolarizācija, ko rada neirons, reaģējot uz stimulu. Atbildes amplitūda ir atkarīga no stimula intensitātes. Ja neirons kļūst depolarizēts līdz slieksnim, tad tā aksonā parādās darbības potenciāls. membrānas potenciāls. membrānas miera potenciāls. Šo vibrāciju amplitūda parasti tiek pastiprināta, izmantojot filtrēšanas tehnoloģiju. Tiek pieņemts, ka šie potenciāli rodas no tīklenes iekšējā plexiform slāņa tuvumā un var atspoguļot traucējumus šajā tīklenes daļā.
uzzīmēt grafiku koku;
pievienot kokam grafu savienojumus pa vienam, tādējādi iegūstot neatkarīgas kontūras.
Zaru skaits diagrammas kokā ir n plkst – 1 , un savienojumi (un līdz ar to neatkarīgas ķēdes)
n n.k. = n iekšā – (n plkst – 1) = n iekšā – n plkst + 1 .
receptoru potenciāls. Atšķirība potenciālā, kas rodas receptorā, reaģējot uz stimulu. Tas ir pakāpenisks reakcijas veids ar amplitūdu, kas ir proporcionāla stimula intensitātei. Fotoreceptori un bipolārās šūnas rada receptoru potenciālu, taču, pārsteidzoši, tā ir hiperpolarizācija, t.i. membrānas iekšpuse kļūst negatīvāka attiecībā pret ārpusi. Ganglija šūnas reaģē ar darbības potenciālu. Šūnas iekšpuse parasti ir aptuveni -70 mV salīdzinājumā ar ārpusi, bet šī vērtība ir atkarīga no kālija, nātrija un hlorīda jonu daudzuma abās membrānas pusēs un pašas membrānas šo jonu caurlaidības.
Šo formulu sauc topoloģiskā formula .
Elektrisko ķēžu analīzes uzdevums
Dota ķēde ar visiem tās elementiem, kuras parametri ir zināmi, t.i., ideālo sprieguma avotu EMF, ideālo strāvas avotu strāvas, ir dotas rezistoru pretestības, var iestatīt arī avotu iekšējās pretestības.
Depolarizācija; hiperpolarizācija; darbības potenciāls; Tonis. Acs potenciāla ietekme. Pastāvīgs strāvas potenciāls, kas pastāv starp acs priekšējo un aizmugurējo polu, radzene ir pozitīva attiecībā pret acs aizmuguri. Cilvēkiem tas ir dažu mV robežās. Šo potenciālu izmanto, ierakstot elektrookulogrammu. Elektrookulogramma. Acs potenciālais potenciāls. acs atpūtas potenciāls. Potenciālais potenciāls. Elektrookulogramma. transmembrānas potenciāls. Vizuāli izraisīts kortikālais potenciāls.
Elektriskais potenciāls, ko mēra pakauša garozas līmenī, reaģējot uz vieglu stimulāciju. Lai veiktu ierakstīšanu, ir jāatkārto stimuls un dators, kas ir sinhronizēts ar šī stimula sākumu, lai vidēji noteiktu fona troksni, ko rada spontāni smadzeņu potenciāli. Šim potenciālam ir klīnisks pielietojums, un to izmanto, lai objektīvi izmērītu refrakciju, redzes asumu, ambliopiju, binokulārās anomālijas un palīdzētu diagnosticēt dažas demielinizējošas slimības utt. tiek izmantoti arī daudzi saīsinājumi, lai gan tie nav stingri pareizi.
Elektriskās ķēdes aprēķins (elektriskās ķēdes analīzes uzdevums) ir noteikt strāvas visās tās atzaros.
Elektrisko ķēžu analīzei tiek piemēroti dažādi likumi un noteikumi, kā arī izstrādātas dažādas metodes un metodes elektrisko ķēžu aprēķināšanai, lai vienkāršotu risināmo problēmu.
11, Pamatmezgla un neatkarīgo ķēžu izvēles noteikumi. Ķēdes aprēķins, ja tajā ir zars ar nulles pretestību, zars ar ideālu EML avotu. Rezultātā iegūtās lineāro algebrisko vienādojumu sistēmas (SLAE) risināšanas metodes.
Ja ķēdē, kas sastāv no Plkst mezgli un R malas, visas saišu īpašības ir zināmas (pretestības R, daudzumus EML avoti E un pašreizējais Dž), tad ir iespējams aprēķināt strāvas es i visās malās un potenciālos φ i visos mezglos. Tā kā elektriskais potenciāls ir definēts līdz patvaļīgam konstantam terminam, potenciālu vienā no mezgliem (sauksim to par bāzes mezglu) var pieņemt vienādu ar nulli, un potenciālus pārējos mezglos var noteikt attiecībā pret bāzes mezglu. . Tādējādi, aprēķinot ķēdi, mums ir Plkst+R-1 nezināms mainīgais: Plkst–1 mezglu potenciāli un R straumes ribās.
Ne visi šie mainīgie ir neatkarīgi. Piemēram, pamatojoties uz Ohma likumu ķēdes sadaļai, strāvas saitēs pilnībā nosaka potenciāli mezglos:
No otras puses, strāvas ribās unikāli nosaka potenciālo sadalījumu mezglos attiecībā pret bāzes mezglu:
Tādējādi minimālais neatkarīgo mainīgo skaits ķēdes vienādojumos ir vai nu saišu skaits, vai mezglu skaits mīnus 1, atkarībā no tā, kurš ir mazāks.
Aprēķinot shēmas, visbiežāk tiek izmantoti vienādojumi, kas ir rakstīti, pamatojoties uz Kirchhoff likumiem. Sistēma sastāv no Plkst–1 vienādojumi saskaņā ar 1. Kirhhofa likumu (visiem mezgliem, izņemot pamata vienu) un Uz vienādojumi saskaņā ar 2. Kirhhofa likumu katrai neatkarīgai ķēdei. Neatkarīgie mainīgie Kirhhofa vienādojumos ir saites strāvas. Tā kā saskaņā ar Eilera formulu plakanam grafikam mezglu, malu un neatkarīgo kontūru skaits ir saistīts ar attiecību
tad Kirhhofa vienādojumu skaits ir vienāds ar mainīgo skaitu, un sistēma ir atrisināma. Tomēr vienādojumu skaits Kirhhofa sistēmā ir lieks. Viena no vienādojumu skaita samazināšanas metodēm ir mezglu potenciālu metode. Mainīgie vienādojumu sistēmā ir Plkst–1 mezgla potenciāls. Vienādojumi tiek rakstīti visiem mezgliem, izņemot pamata vienu. Sistēmā nav kontūru vienādojumu.
Vienādojums potenciālam mezglos
Rīsi. 1. Ķēdes fragments: mezgls ar blakus esošajiem posmiem
Apsveriet ķēdes fragmentu, kas sastāv no mezgla un tam blakus esošajām saitēm (1. att.). Saskaņā ar Kirhhofa 1. likumu strāvu summa mezglā ir vienāda ar nulli.
1. Elektriskais lādiņš (definīcija, apzīmējums, mērvienība)
Elektriskais lādiņš -tas ir fizikāls lielums, kas raksturo daļiņu vai ķermeņu īpašību iesaistīties elektromagnētiskā spēka mijiedarbībā. Tas nosaka elektromagnētiskās mijiedarbības intensitāti.
Elektrisko lādiņu parasti apzīmē ar burtiem q vai J.
Elektriskā lādiņa mērvienība - Cl(kulons)
2. Elektriskā lādiņa nezūdamības likums (definīcija, formula)
Elektriskā lādiņa nezūdamības likums:iekšā Izolēta sistēma, visu ķermeņu lādiņu algebriskā summa paliek nemainīga:
q 1 + q 2 + q 3 + ... + q n = konst
3. Kulona likums (definīcija, formula)
Kulona likums:Fiksēto lādiņu mijiedarbības spēki ir tieši proporcionāli lādiņu moduļu reizinājumam un apgriezti proporcionāli attāluma kvadrātam starp tiem:
Kur k ir proporcionalitātes koeficients, kas vienāds ar
Tad mēs iegūstam:
4. Elektriskais lauks (definīcija)
Elektriskais lauks -tā ir īpaša matērijas forma, kas pastāv neatkarīgi no mums un mūsu zināšanām par to, ko ģenerē elektriskie lādiņi un ko nosaka darbība uz elektriskajiem lādiņiem.
Galvenais īpašums elektriskais lauks - darbība uz elektriskajiem lādiņiem ar zināmu spēku.
5. Elektriskā lauka stiprums (definīcija, apzīmējums, formula, mērvienība)
Elektriskā lauka stiprums sauca fiziskais daudzums, kas vienāds ar spēka attiecību, ar kādu lauks iedarbojas uz tajā ievietoto pozitīvu testa lādiņu dots punkts telpa, līdz šī lādiņa lielumam.
Elektriskā lauka stiprums– tas ir vektora lielums, kas skaitliski vienāds ar spēku, kas iedarbojas uz vienības pozitīvo lādiņu, kas atrodas noteiktā lauka punktā un ir vērsts spēka virzienā.
Spriegumu norāda burts E.
Spriegojuma vienība elektrostatiskais lauks SI - N/Cl (ņūtons uz kulonu)
1 N/C = 1 V/m
6. Lauka punkta potenciāls (definīcija, apzīmējums, formula, mērvienība)
Potenciālais φ elektriskais lauks -sauc par ffizikāls lielums, kas vienāds ar elektrostatiskā lauka elektriskā lādiņa potenciālās enerģijas attiecību pret šī lādiņa vērtību.
Potenciāls ir norādīts ar vēstuli φ.
Potenciāla mērvienība - AT(volts)
7. Potenciālu starpība (spriegums) (definīcija, apzīmējums, formula, mērvienība)
Potenciālā starpība φ 1 - φ 2 vai spriegumsstarp diviem lauka punktiem ir skaitliski vienāds ar lauka spēku darbu, lai pārvietotu vienības lādiņuq starp šiem punktiem.
φ 1 - φ 2 \u003d U \u003d A / q
Potenciālā starpība ir apzīmēta φ 1 - φ 2, un spriegums ir apzīmēts U.
Potenciālās starpības mērvienība (spriegums) - AT(volts)
8. Kondensators (definīcija). Uzlādēta kondensatora enerģija (formula).
Vadītāju sistēmu, kuru elektriskā jauda nav atkarīga no ārējiem apstākļiem un no apkārtējo ķermeņu izvietojuma, sauc. kondensators, un tiek saukti vadītāji, kas veido kondensatoru apšuvumi.
Vienkāršākais kondensators plakans kondensators – divu plakanu vadošu plākšņu sistēma, kas izvietotas paralēli viena otrai nelielā attālumā salīdzinājumā ar plākšņu izmēriem un atdalītas ar dielektrisku slāni.
Uzlādēta kondensatora enerģija ir vienāda ar ārējo spēku darbu, kas jāiztērē, lai uzlādētu kondensatoru.
9. Elektriskā kapacitāte(definīcija, apzīmējums, formula, mērvienība)