8 แนวคิดเชิงทอพอโลยีพื้นฐานของทฤษฎี วงจรไฟฟ้า: กราฟวงจรไฟฟ้า ต้นไม้กราฟ การเชื่อมต่อกราฟ: คำจำกัดความ สูตรทอพอโลยี วิธีการรับรูปทรงอิสระ
กราฟวงจรไฟฟ้า – ภาพตามเงื่อนไขโซ่ซึ่งกิ่งจะแสดงเป็นเส้นโหนดเป็นจุด
กิ่งกราฟไม่ควรสับสนกับกางเกงขาสั้น
ผู้ป่วยได้รับคำสั่งให้ทำงานที่ต้องการความสนใจและการประมวลผลข้อมูล กิจกรรมของคลื่นสมองจะถูกบันทึกรวมถึงข้อมูลที่เกี่ยวข้องกับการทำงานของความรู้ความเข้าใจ ค่าศักย์ไฟฟ้าไดแอสโตลิกสูงสุดคือระดับลบสูงสุดในระหว่างรอบการเต้นของหัวใจโดยเยื่อหุ้มเซลล์ไฟเบอร์ที่ไม่มีศักยภาพในการพักคงที่ซึ่งเกิดขึ้นที่ส่วนท้ายของเฟสที่ 3 ของศักย์แอคชันที่อาจเกิดขึ้น ในเซลล์เครื่องกระตุ้นหัวใจ นี่คือจุดที่เกิดไฮเปอร์โพลาไรเซชัน
ศักยภาพของเมมเบรน - ศักย์ไฟฟ้าซึ่งมีอยู่สองด้านของเมมเบรนหรือผ่านผนังเซลล์ ศักยภาพการพัก - ความต่างศักย์ข้ามเยื่อหุ้มเซลล์เมื่ออยู่นิ่ง กล่าวคือ รีโพลาไรซ์อย่างสมบูรณ์ ในสรีรวิทยาของหัวใจ สิ่งนี้เกิดขึ้นระหว่างไดแอสโทลไฟฟ้าในเซลล์เครื่องกระตุ้นหัวใจและต่อเนื่องในเซลล์ของสิ่งมีชีวิตที่ไม่ใช่ตัวกลาง
แหล่งที่มาปัจจุบันในอุดมคติจะไม่นำมาพิจารณาในกราฟ
สาขาและโหนดบนกราฟมักมีหมายเลข โหนดใดโหนดหนึ่งถูกเลือกเป็นฐาน (พื้นฐาน) มันถูกนับด้วยเลขอารบิก 0 โหนดที่เหลือจะกำหนดโดยพลการโดยเริ่มจาก 1 (แม้ว่าจะเป็นที่พึงปรารถนาว่าควรมีกฎการข้ามผ่านของโหนดอยู่บ้าง)
สำหรับโหนดพื้นฐาน เป็นที่พึงปรารถนาที่จะใช้โหนดที่ "โหลด" มากที่สุดนั่นคือโหนดที่มีการเชื่อมต่อจำนวนสาขามากที่สุด ด้วยจำนวนสาขาเท่ากันในโหนด จะดีกว่าถ้าใช้โหนดที่มีแหล่งกระแสในอุดมคติน้อยที่สุดเป็นโหนดฐาน คำแนะนำเหล่านี้สามารถลดความซับซ้อนในการคำนวณวงจรได้เล็กน้อย
แหล่งที่มาปัจจุบันในอุดมคติจะไม่นำมาพิจารณาในกราฟ
ศักยภาพสูงสุดของการเปลี่ยนแปลงศักย์เมมเบรนของเซลล์ที่กระตุ้นได้ตั้งแต่เริ่มแรกซึ่งมีขนาดใหญ่มากเมื่อถูกกระตุ้น ขีด จำกัด ศักย์ - ศักย์ของเมมเบรนที่ต้องไปถึงก่อนการเปิดช่องเมมเบรน มันแตกต่างกันระหว่างช่องทางต่าง ๆ ของเยื่อหุ้มหัวใจ
ทำได้หรือเป็นอยู่ ทั้งๆ ที่ยังทำไม่ได้หรือเป็นอยู่ เป็นไปได้ แต่ไม่เกี่ยวข้อง ที่มีอยู่และพร้อมสำหรับการดำเนินการแต่ไม่ได้ใช้งาน งานต่อหน่วยประจุที่จำเป็นในการเคลื่อนย้ายวัตถุที่มีประจุในสนามไฟฟ้าจากจุดอ้างอิงไปยังจุดอื่น โดยวัดเป็นโวลต์
บางครั้งจะเป็นประโยชน์ในการเลือกโหนดที่ขั้วลบของแหล่ง EMF ในอุดมคติเชื่อมต่อเป็นโหนดฐาน ในกรณีนี้ หากเอาศักยภาพของโหนดฐานมาเท่ากับศูนย์ ศักยภาพของขั้วบวกของแหล่งกำเนิดแรงดันไฟฟ้าจะเท่ากับค่า EMF ของแหล่งกำเนิด
หมายเลขโหนดถูกวงกลมเพื่อไม่ให้เกิดความสับสนในการกำหนดหมายเลขสาขาและโหนด
ศักยภาพในการดำเนินการของกิจกรรมทางไฟฟ้าที่พัฒนาขึ้นในกล้ามเนื้อหรือเซลล์ประสาทระหว่างทำกิจกรรม สัญญาณไฟฟ้าที่อาจเกิดขึ้นซึ่งบันทึกจากตัวรับความรู้สึก เส้นประสาท กล้ามเนื้อ หรือบริเวณส่วนกลาง ระบบประสาทซึ่งถูกกระตุ้นตามกฎด้วยไฟฟ้า
ศักย์ของเมมเบรนคือศักย์ไฟฟ้าที่มีอยู่ทั้งสองด้านของเมมเบรนหรือข้ามผนังเซลล์ ศักยภาพเชิงบวกของความต่างศักย์บนเยื่อหุ้มเซลล์ปกติอยู่นิ่ง ศักยภาพสูงสุดของการเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่ในครั้งแรกของศักยภาพของเยื่อหุ้มเซลล์ที่กระตุ้นได้ในระหว่างการตื่นตัว
สาขาจะถูกกำหนดหมายเลขโดยพลการโดยเริ่มจาก 1 (ในกรณีนี้ก็ควรที่จะมีลำดับหมายเลขด้วย)
นับต้นไม้ - ส่วนหนึ่งของกราฟที่ไม่มีรูปร่างเดียวและรวมถึงโหนดทั้งหมดของวงจร ตามกฎแล้วจะมีเส้นหนาขึ้นเพื่อแยกกิ่งก้านของต้นไม้กราฟออกจากส่วนที่เหลือ
สำหรับสายโซ่เฉพาะ โดยใช้กิ่งก้านที่หลากหลาย สามารถรวบรวมต้นไม้กราฟจำนวนมากได้
การแสดงออกของพลังงานที่เกี่ยวข้องกับการถ่ายโอนหน่วย ค่าไฟฟ้า. ความลาดชันหรือความชันของศักย์เป็นเหตุให้ประจุเคลื่อนที่ สามารถทำได้หรือเป็นอยู่ ทั้งๆ ที่ยังไม่ได้ครอบครองหรือมีอยู่ เป็นไปได้ แต่ไม่เกี่ยวข้อง สถานะแรงดันไฟฟ้าใน แหล่งไฟฟ้าปล่อยให้เขาทำงานในสภาพที่เหมาะสม ศักย์ไฟฟ้าเทียบได้กับอุณหภูมิที่สัมพันธ์กับความร้อน
ปริมาณพลังงานที่จำเป็นในการถ่ายโอนหน่วยประจุบวกจากจุดหนึ่งในสนามไฟฟ้าไปยังอีกจุดหนึ่ง โดยปกติแล้วจะวัดด้วยศักย์ไฟฟ้า ไฟฟ้าเกิดขึ้นในแอกซอนของเซลล์ประสาทเพื่อตอบสนองต่อสิ่งเร้า แรงกระตุ้นต้องอยู่เหนือระดับหนึ่ง ค่าเกณฑ์ให้มีผล ปั๊มสูบน้ำที่ขนส่งโซเดียมไอออนส่วนใหญ่ออกไปนอกเซลล์และโพแทสเซียมไอออนภายในเซลล์หยุดทำงาน และโซเดียมไอออนจะพุ่งพรวด ทำให้ภายในแอกซอนมีแรงดันบวกเมื่อเทียบกับภายนอก
นับการเชื่อมต่อ คือกิ่งก้านที่ไม่รวมอยู่ในแผนภูมิต้นไม้ที่เลือก หากลิงก์ถูกเพิ่มทีละตัวในแผนภูมิต้นไม้กราฟ จะได้รับรูปทรงอิสระ ดังนั้น จำนวนวงจรอิสระเท่ากับจำนวนการเชื่อมต่อ.
จากที่กล่าวมาเราสามารถสร้างกฎสำหรับการเลือกรูปทรงอิสระ (หากไม่ชัดเจน):
แรงดันไฟฟ้าเปลี่ยนจากประมาณ -70 mV เป็น 40 mV แล้วลดลงอย่างรวดเร็วกลับสู่ศักยภาพของเมมเบรนที่หยุดนิ่งเมื่อปั๊มโซเดียมกลับมาทำงานอีกครั้ง กระบวนการทั้งหมดใช้เวลาน้อยกว่าหนึ่งมิลลิวินาที และแอมพลิจูดของแอกซอนนั้นจะเท่ากันเสมอ โดยไม่คำนึงถึงขนาดของการกระตุ้น ศักยภาพในการดำเนินการตามด้วยช่วงเวลาที่ไม่สบายใจซึ่งเรียกว่าระยะเวลาการทนไฟ ซึ่งปกติจะใช้เวลาหนึ่งหรือสองมิลลิวินาที ประการแรกคือในมนุษย์มีศักยภาพรูปกรวย อิเล็กโทรเรติโนแกรม
อธิบายศักยภาพ การสลับขั้วหรือไฮเปอร์โพลาไรเซชันที่สร้างโดยเซลล์ประสาทเพื่อตอบสนองต่อสิ่งเร้า แอมพลิจูดของการตอบสนองขึ้นอยู่กับความรุนแรงของสิ่งเร้า หากเซลล์ประสาทเกิดการสลับขั้วกับธรณีประตู ศักยะงานจะปรากฏในแอกซอนของมัน ศักยภาพของเมมเบรน ศักยภาพการพักตัวของเมมเบรน แอมพลิจูดของการสั่นสะเทือนเหล่านี้มักจะถูกขยายโดยใช้เทคโนโลยีการกรอง สันนิษฐานว่าศักยภาพเหล่านี้มาจากบริเวณใกล้เคียงชั้นลูกแก้วชั้นในของเรตินาและอาจสะท้อนการรบกวนในส่วนนี้ของเรตินา
วาดต้นไม้กราฟ
เพิ่มการเชื่อมต่อกราฟไปที่ต้นไม้ทีละตัว เพื่อให้ได้รูปทรงที่เป็นอิสระ
จำนวนกิ่งในแผนภูมิต้นไม้คือ น ที่ – 1 และการเชื่อมต่อ (และด้วยเหตุนี้วงจรอิสระ)
น น.เค. = น ใน – (น ที่ – 1) = น ใน – น ที่ + 1 .
ศักยภาพของตัวรับ ความแตกต่างของศักยภาพที่เกิดขึ้นในตัวรับในการตอบสนองต่อสิ่งเร้า นี่คือประเภทการตอบสนองอย่างช้า ๆ โดยมีแอมพลิจูดเป็นสัดส่วนกับความเข้มของสิ่งเร้า เซลล์รับแสงและเซลล์ไบโพลาร์สร้างศักย์ของตัวรับ แต่ที่น่าประหลาดใจคือ นี่คือไฮเปอร์โพลาไรเซชัน นั่นคือ ด้านในของเมมเบรนจะกลายเป็นลบมากขึ้นเมื่อเทียบกับภายนอก เซลล์ปมประสาทตอบสนองด้วยศักยภาพในการดำเนินการ ภายในเซลล์มักจะอยู่ที่ประมาณ -70 mV เมื่อเทียบกับภายนอก แต่ค่านี้ขึ้นอยู่กับปริมาณโพแทสเซียม โซเดียม และคลอไรด์ไอออนที่ทั้งสองด้านของเมมเบรนและการซึมผ่านของไอออนของเมมเบรนเอง
สูตรนี้เรียกว่า สูตรทอพอโลยี .
งานวิเคราะห์วงจรไฟฟ้า
วงจรได้รับองค์ประกอบทั้งหมดซึ่งเป็นพารามิเตอร์ที่ทราบเช่น EMF ของแหล่งแรงดันไฟฟ้าในอุดมคติกระแสของแหล่งกระแสในอุดมคติความต้านทานของตัวต้านทานจะได้รับการตั้งค่าความต้านทานภายในของแหล่งที่มา
ขั้ว; ไฮเปอร์โพลาไรเซชัน; ศักยภาพในการดำเนินการ โทน. ผลกระทบจากศักยภาพของดวงตา ศักย์ไฟฟ้าคงที่ซึ่งอยู่ระหว่างขั้วหน้าและขั้วหลังของตา กระจกตามีค่าสัมพัทธ์ในเชิงบวกกับด้านหลังของดวงตา มันอยู่ในลำดับของ mV สองสามตัวในมนุษย์ ศักยภาพนี้ใช้เมื่อบันทึกคลื่นไฟฟ้า คลื่นไฟฟ้า ศักยภาพของดวงตา ศักยภาพในการพักผ่อนของดวงตา ศักยภาพที่มีศักยภาพ คลื่นไฟฟ้า ศักยภาพของเมมเบรน ศักยภาพของเยื่อหุ้มสมองที่มองเห็นได้
ศักย์ไฟฟ้าวัดที่ระดับเปลือกนอกท้ายทอยเพื่อตอบสนองต่อการกระตุ้นเล็กน้อย การบันทึกต้องอาศัยสิ่งกระตุ้นซ้ำๆ และคอมพิวเตอร์จะซิงโครไนซ์กับการเริ่มต้นของสิ่งเร้านั้นเพื่อหาค่าเฉลี่ยของเสียงรบกวนเบื้องหลังที่เกิดจากศักยภาพของสมองที่เกิดขึ้นเอง ศักยภาพนี้มีการประยุกต์ใช้ทางคลินิกและใช้เพื่อวัดการหักเหของแสง การมองเห็น มัว ความผิดปกติของกล้องสองตา และช่วยวินิจฉัยโรคที่ทำให้ตายบางชนิด เป็นต้น นอกจากนี้ยังใช้ตัวย่อจำนวนมากแม้ว่าจะไม่ถูกต้องอย่างเคร่งครัด
การคำนวณวงจรไฟฟ้า (งานวิเคราะห์วงจรไฟฟ้า) คือการกำหนดกระแสในทุกสาขา
สำหรับการวิเคราะห์วงจรไฟฟ้านั้น มีการใช้กฎหมายและกฎเกณฑ์ต่างๆ และได้พัฒนาวิธีการและวิธีการคำนวณวงจรไฟฟ้าต่างๆ เพื่อลดความซับซ้อนของปัญหาที่กำลังแก้ไข
11 กฎการเลือกโหนดฐานและวงจรอิสระ การคำนวณวงจรเมื่อมีสาขาที่มีความต้านทานเป็นศูนย์ ซึ่งเป็นสาขาที่มีแหล่งกำเนิด EMF ในอุดมคติ วิธีการแก้ระบบผลลัพธ์ของสมการพีชคณิตเชิงเส้น (SLAE)
ถ้าอยู่ในสายโซ่ที่ประกอบด้วย ที่โหนดและ Rขอบ รู้จักคุณลักษณะทั้งหมดของลิงก์ (อิมพีแดนซ์ R, ปริมาณ แหล่ง EMF อีและปัจจุบัน เจ) จากนั้นสามารถคำนวณกระแสได้ ฉัน ผมในทุกขอบและศักยภาพ φ ผมในทุกโหนด เนื่องจากศักย์ไฟฟ้าถูกกำหนดให้เป็นค่าคงที่โดยพลการ ศักย์ที่โหนดใดโหนดหนึ่ง (เรียกว่าโหนดฐาน) จึงสามารถนำมาเท่ากับศูนย์ และสามารถกำหนดศักย์ที่โหนดอื่นโดยสัมพันธ์กับโหนดฐาน . ดังนั้นเมื่อคำนวณวงจรจะได้ ที่+R–1 ตัวแปรที่ไม่รู้จัก: ที่–1 ศักยภาพที่สำคัญและ Rกระแสน้ำในซี่โครง
ตัวแปรเหล่านี้ไม่ได้ทั้งหมดเป็นอิสระ ตัวอย่างเช่น ตามกฎของโอห์มสำหรับส่วนของวงจร กระแสในลิงก์จะถูกกำหนดโดยศักยภาพที่โหนดอย่างสมบูรณ์:
ในทางกลับกัน กระแสในซี่โครงจะกำหนดการกระจายที่อาจเกิดขึ้นในโหนดที่สัมพันธ์กับโหนดฐานโดยเฉพาะ:
ดังนั้น จำนวนตัวแปรอิสระขั้นต่ำในสมการลูกโซ่คือจำนวนลิงก์หรือจำนวนโหนดลบ 1 แล้วแต่จำนวนใดจะน้อยกว่า
ในการคำนวณวงจร มักใช้สมการที่เขียนตามกฎของ Kirchhoff ระบบประกอบด้วย ที่–1 สมการตามกฎ Kirchhoff ที่ 1 (สำหรับโหนดทั้งหมดยกเว้นโหนดฐานหนึ่ง) และ ถึงสมการตามกฎ Kirchhoff ที่ 2 สำหรับแต่ละวงจรอิสระ ตัวแปรอิสระในสมการ Kirchhoff คือกระแสเชื่อมโยง เนื่องจากตามสูตรออยเลอร์สำหรับกราฟระนาบ จำนวนโหนด ขอบ และรูปทรงอิสระสัมพันธ์กันด้วยความสัมพันธ์
จากนั้นจำนวนสมการ Kirchhoff จะเท่ากับจำนวนตัวแปร และระบบก็แก้ได้ อย่างไรก็ตาม จำนวนของสมการในระบบ Kirchhoff นั้นซ้ำซ้อน วิธีหนึ่งในการลดจำนวนสมการคือวิธีศักย์ของโหนด ตัวแปรในระบบสมการคือ ที่–1 ศักยภาพที่สำคัญ สมการถูกเขียนขึ้นสำหรับโหนดทั้งหมด ยกเว้นโหนดฐานหนึ่ง ไม่มีสมการสำหรับรูปทรงในระบบ
สมการศักยภาพในนอต
ข้าว. 1. Chain Fragment: ปมกับลิงค์ที่อยู่ติดกัน
พิจารณาชิ้นส่วนลูกโซ่ที่ประกอบด้วยโหนดและลิงก์ที่อยู่ติดกัน (รูปที่ 1) ตามกฎข้อที่ 1 ของ Kirchhoff ผลรวมของกระแสในโหนดมีค่าเท่ากับศูนย์
1. ประจุไฟฟ้า (นิยาม, การกำหนด, หน่วยวัด)
ค่าไฟฟ้า -นี่คือปริมาณทางกายภาพที่กำหนดคุณสมบัติของอนุภาคหรือวัตถุเพื่อเข้าสู่ปฏิกิริยาของแรงแม่เหล็กไฟฟ้า กำหนดความเข้มของปฏิกิริยาทางแม่เหล็กไฟฟ้า
ค่าไฟฟ้ามักจะเขียนแทนด้วยตัวอักษร q หรือ คิว.
หน่วยประจุไฟฟ้า - cl(จี้)
2. กฎการอนุรักษ์ประจุไฟฟ้า (นิยาม สูตร)
กฎการอนุรักษ์ประจุไฟฟ้า:ใน ระบบแยก ผลรวมเชิงพีชคณิตของประจุของวัตถุทั้งหมดยังคงที่:
q 1 + q 2 + q 3 + ... + คิว n = const
3. กฎของคูลอมบ์ (นิยาม สูตร)
กฎของคูลอมบ์:แรงของปฏิกิริยาของประจุคงที่นั้นเป็นสัดส่วนโดยตรงกับผลคูณของโมดูลประจุและแปรผกผันกับกำลังสองของระยะห่างระหว่างพวกมัน:
โดยที่ k เป็นปัจจัยสัดส่วนเท่ากับ
จากนั้นเราได้รับ:
4. สนามไฟฟ้า (คำจำกัดความ)
สนามไฟฟ้า -มันเป็นสสารรูปแบบพิเศษที่มีอยู่โดยอิสระจากเราและความรู้ของเราเกี่ยวกับมัน เกิดจากประจุไฟฟ้าและถูกกำหนดโดยการกระทำของประจุไฟฟ้า
คุณสมบัติหลัก สนามไฟฟ้า - การกระทำกับประจุไฟฟ้าด้วยแรงบางอย่าง
5. ความแรงของสนามไฟฟ้า (นิยาม, การกำหนด, สูตร, หน่วยวัด)
ความแรงของสนามไฟฟ้า เรียกว่า ปริมาณทางกายภาพเท่ากับอัตราส่วนของแรงที่สนามกระทำต่อประจุทดสอบที่เป็นบวกใน คะแนนที่กำหนดพื้นที่ตามขนาดของประจุนี้
ความแรงของสนามไฟฟ้า– มันคือปริมาณเวกเตอร์ ซึ่งเท่ากับตัวเลขของแรงที่กระทำต่อประจุบวกของหน่วยที่วางอยู่ที่จุดที่กำหนดในสนาม และชี้ไปในทิศทางของแรง
ความตึงเครียดจะแสดงด้วยตัวอักษร อี.
หน่วยความตึงเครียด สนามไฟฟ้าสถิตใน SI - N/Cl (นิวตันต่อคูลอมบ์)
1 N/C = 1 V/m
6. ค่าศักย์ไฟฟ้าจุดสนาม (นิยาม, การกำหนด, สูตร, หน่วยวัด)
ศักยภาพ φ สนามไฟฟ้า -เรียกว่าfปริมาณทางกายภาพเท่ากับอัตราส่วนของพลังงานศักย์ของประจุไฟฟ้าในสนามไฟฟ้าสถิตต่อค่าของประจุนี้.
ศักยภาพถูกระบุด้วยตัวอักษร φ.
หน่วยวัดศักยภาพ - ที่(โวลต์)
7. ค่าความต่างศักย์ (แรงดัน) (นิยาม, การกำหนด, สูตร, หน่วยวัด)
ความต่างศักย์ φ 1 - φ 2หรือความตึงเครียดระหว่างจุดสองจุดของสนามเป็นตัวเลขเท่ากับงานของแรงสนามเพื่อเคลื่อนประจุหนึ่งหน่วยq ระหว่างจุดเหล่านี้
φ 1 - φ 2 \u003d U \u003d A / q
ค่าความต่างศักย์แสดงไว้ φ 1 - φ 2และแสดงแรงดันไฟฟ้า ยู.
หน่วยความต่างศักย์ (แรงดัน) - ที่(โวลต์)
8. ตัวเก็บประจุ (คำจำกัดความ) พลังงานของตัวเก็บประจุที่มีประจุ (สูตร)
ระบบตัวนำความจุไฟฟ้าที่ไม่ขึ้นกับสภาวะภายนอกและตำแหน่งของวัตถุรอบข้างเรียกว่า ตัวเก็บประจุและตัวนำที่ประกอบเป็นตัวเก็บประจุเรียกว่า เผชิญหน้า.
ตัวเก็บประจุที่ง่ายที่สุด ตัวเก็บประจุแบบแบน – ระบบของแผ่นนำไฟฟ้าแบบแบนสองแผ่นเรียงขนานกันในระยะเล็กน้อยเมื่อเทียบกับขนาดของแผ่นเปลือกโลกและคั่นด้วยชั้นอิเล็กทริก.
พลังงานของตัวเก็บประจุที่มีประจุเท่ากับการทำงานของแรงภายนอกที่ต้องใช้ในการเก็บประจุตัวเก็บประจุ
9. ความจุไฟฟ้า(นิยาม การกำหนด สูตร หน่วยวัด)