Сердце как токовый диполь

Сердце как токовый диполь

Трансмембранные ионные токи в итоге определяют потенциалы действия сердца, которые регистрируют в виде ЭКГ. Ток может быть представлен движением положительно или отрицательно заряженных ионов. Считается, что электрофизиологические токи обусловлены движением положительных зарядов. Положительный ток, движущийся в одном направлении, эквивалентен отрицательному току такой же интенсивности, движущемуся в противоположную сторону.

Одиночное сердечное волокно длиной 20 мм возбуждают стимулом, приложенным к его левой границе. Трансмембранные потенциалы Vm регистрируются как разность между внутриклеточным и внеклеточным потенциалами Ф1 и Фe соответственно. По мере возбуждения каждого нового участка процесс деполяризации перемещается вдоль волокна, при этом полярность трансмембранного потенциала изменяется от отрицательной к положительной, как показано на типичном потенциале действия кардиомиоцита.

Таким образом, участки волокна, расположенные левее точки Х0 и уже охваченные возбуждением, имеют положительные трапемембранные потенциалы (т.е. клетка внутри заряжена положительно относительно ее внешней поверхности), тогда как участки, расположенные правее точки Х0, еще находящиеся в состоянии покоя, имеют отрицательные трансмембранные потенциалы. Вблизи возбужденного участка Х0 происходит реверсия потенциала н пределах малого расстояния.

Поток тока направлен внутрь волокна в областях, находящихся в состоянии возбуждения (т.е. левее точки Х0), и направлен наружу в соседних областях, находящихся еще в покое (т.е. правее Хо). Участки, на которых ток выходит из волокна, называют стоками тока, а те, на которых ток входит в волокно, — стоками тока. Ток наиболее интенсивен в каждом направлении вблизи участка возбуждения X0.

Поскольку пограничная область между токами, направленными внутрь и наружу, достаточно узкая, можно считать, что эти токи ограничены своими максимальными значениями с расстоянием между ними d. Расстояние d обычно составляет

Сердечный диполь

Два точечных источника одинаковой силы, но противоположной полярности, расположенные очень близко друг к другу, могут быть представлены в качестве токового диполя. Таким образом, возбуждение волокна можно изобразить как диполь тока, который движется в направлении распространения возбуждения.

Такой диполь характеризуется тремя параметрами: интенсивностью, или дипольным моментом, локализацией и ориентацией в пространстве. В представленном случае локализация диполя — место, где происходит активация (точка X0), а его ориентация соответствует направлению возбуждения (направление слева направо вдоль волокна). Дипольный момент пропорционален скорости изменения внутриклеточного потенциала, которая определяет форму ПД.

Диполь тока создаст характерное потенциальное поле с положительными потенциалами перед ним и отрицательными потенциалами за ним. Потенциал, зарегистрированный в любой области этого поля, прямо пропорционален дипольному моменту, обратно пропорционален квадрату расстояния от диполя до точки регистрации и прямо пропорционален косинусу угла между осью диполя и линией, соединяющей диполь с точкой регистрации.

Источник

Допущения теории Эйнтховена

Электрический вектор сердца изменяется по величине и направлению за время сердечного цикла, однако начало вектора остается неподвижным.

В каждый данный момент деятельности сердца его дипольный электрический генератор создает вокруг электрическое поле, которое распространяется по проводящим тканям тела и создает потенциалы в его различных точках. Если представить, что основание сердца заряжено отрицательно (имеет отрицательный потенциал), а верхушка положительно, то распределение эквипотенциальных линий вокруг сердца (и силовых линий поля) при максимальном значении дипольного момента Р_с будет таким, как на рис. 13.10.

Потенциалы указаны в некоторых относительных единицах. Вследствие асимметричного положения сердца в грудной клетке его электрическое поле распространяется преимущественно в сторону правой руки и левой ноги, и наиболее высокая разность потенциалов может быть зафиксирована в том случае, если электроды разместить на правой руке и левой ноге.

Рис. 13.10.Распределение силовых (сплошные) и эквипотенциальных (прерывистые) линий на поверхности тела

В таблице 13.2 приведены значения максимального дипольного момента сердца в сопоставлении с массой сердца и тела.

Таблица 13.2.Значения дипольного момента Р_с

Анализ электрокардиограмм

Теоретический анализ электрокардиограмм сложен. Развитие кардиографии шло в основном эмпирическим путем. Катц указывал, что расшифровка электрокардиограмм производится на основе опыта, опирающегося лишь на самое элементарное понимание теории возникновения биопотенциалов.

Данные ЭКГ обычно дополняют клиническую картину заболевания.

На рисунке 13.11 представлена нормальная электрокардиограмма человека (обозначения зубцов были даны Эйнтховеном и представляют взятые подряд буквы латинского алфавита).

Она представляет собой график изменения во времени разности потенциалов, снимаемой двумя электродами соответствующего отведения за цикл работы сердца. Горизонтальная ось является не только осью времени, но и осью нулевого потенциала. ЭКГ представляет собой кривую, состоящую из трех характерных зубцов, обозначающихся Р, QRS, T, разделенных интервалом нулевого потенциала. Высоты зубцов в различных отведениях обусловлены направлением электрической оси сердца, т.е. углом α (см. рис. 13.9). Электрокардиограмма, записанная при норме в стандартных отведениях, характеризуется тем, что ее зубцы в разных отведениях будут неодинаковы по амплитуде (рис. 13.12).

Рис. 13.11.Электрокардиограмма здорового человека и ее спектр:

Рис. 13.12.Нормальная ЭКГ в трех стандартных отведениях

Зубцы ЭКГ будут наиболее высокими во II отведении и наиболее низкими в III отведении (при нормальном положении электрической оси).

Сопоставляя кривые, зарегистрированные в трех отведениях, можно судить о характере изменения Р_с за цикл работы сердца, на основании чего и составляется представление о состоянии нервномышечного аппарата сердца.

Для анализа ЭКГ используют также ее гармонический спектр.

Источник

Сердце как токовый диполь

Сердце, возбуждаясь, создает в окружающих тканях и на поверхности тела поле, то есть ориентацию зарядов в этих тканях, которая соответствует таковой сердечного суммарного диполя. В течение цикла возбуждения меняется ориентация диполя и электрического ноля в целом. Большую часть времени процесса возбуждения суммарный диполь ориентирован влево и вниз (от отрицательного полюса к положительному). Потенциал в разных точках поверхности тела человека имеет разную величину, зависящую от расположения суммарного диполя сердца.

Потенциал в точке тела тем больше, чем линия, соединяющая эту точку с центром диполя, ближе к оси диполя и точка — к полюсу диполя. Большую часть времени возбуждения сердца электрическое поле сердца ориентировано так, что верхняя правая половина туловища, правая рука, голова и шея имеют отрицательный потенциал, нижняя левая половина туловища, обе ноги, левая рука — положительный потенциал. В течение цикла меняются ориентация электрического поля сердца и соответственно потенциалы на поверхности тела.

Если поставить электроды в двух точках поверхности тела и соединить их с прибором, измеряющим и записывающим разность потенциалов между ними (электрокардиографом), то в течение сердечного цикла запишется кривая линия, отражающая динамику разности потенциалов между этими точками электрического поля сердца,— электрокардиограмма. ЭКГ, снятую с любых двух точек электрического поля сердца, принято называть электрокардиографическим отведением.

Многие изменения в миокарде ведут к изменению электрического поля сердца и разности потенциалов в выбранных точках. Электрокардиограф записывает в таких случаях кривые в различных отведениях, отличающиеся от нормальных в этих отведениях, что и позволяет диагностировать патологию.

Нормальная электрокардиограмма

Каждый сердечный цикл на нормальной ЭКГ представлен пятью постоянными и одним непостоянным зубцом. Они обозначаются заглавными буквами латинского алфавита: Р, Q, R, S, T, U. Между некоторыми из этих зубцов имеются горизонтально расположенные сегменты: Р—Q, S—T (R—Т). Между циклами есть горизонтальный сегмент Т—Р, по которому определяют уровень изолинии. На ЭКГ зубцы Р, R и Т в большинстве отведений направлены вверх от изоэлектрической линии (положительные), зубцы Q и S — вниз (отрицательные).

Непостоянный зубец U в норме тоже положительный, то есть расположен выше изолинии. Каждый зубец ЭКГ начинается от изоэлектрической линии или на уровне ее, имеет восходящее колено, вершину, нисходящее колено, заканчивается при переходе в изоэлектрическую линию или другой горизонтальный сегмент ЭКГ.

Зубец Р отражает возбуждение (деполяризацию) обоих предсердий. Высота и ширина зубца Р являются основными показателями электрической активности предсердий. Ширина зубца Р у взрослых людей равна 0,07—0,11 с (в среднем 0,09—0,1 с), из них первые 0,02—0,03 с отражают электрическую активность правого предсердия, последующие 0,03—0,06 с — фазу одновременного возбуждения правого и левого предсердий и последние 0,02—0,03 с — электрическую активность левого предсердия (Londe, 1972). Частота ритма может изменить продолжительность зубца Р — при брадикардии он незначительно уширяется, при тахикардии укорачивается.

Иногда при выраженной брадикардии ширина нормального зубца Р равняется 0,11 с. Продолжительность зубца Р чаще всего максимальная во II стандартном, aVF, aVR и V5 отведениях. Высота зубца Р колеблется в пределах 0,5—2,5 мм. Наибольшая его высота отмечается во II стандартном отведении; уменьшение его высоты в этом отведении (менее 0,5 мм) происходит в результате снижения электрической активности предсердий. В I и III отведениях высота зубца Р меньше, чем во II. Иногда в норме в III отведении записывается отрицательный зубец Р, появление которого объясняется поворотом электрической оси предсердий влево, например, вследствие высокого стояния диафрагмы. В грудных отведениях высота зубца Р не превышает 2 мм.

Зубец Р в отведении V1 может быть двухфазным с первой положительной и с меньшей второй отрицательной фазой. В I грудном отведении зубец Р может быть и положительным низким или сглаженным.

Источник

Из чего состоит проводящая система сердца?

• Начинается проводящая система сердца синусовым узлом (узел Киса-Флака), который расположен субэпикардиально в верхней части правого предсердия между устьями полых вен. Это пучок специфических тканей, длиной 10-20 мм, шириной 3-5 мм. Узел состоит из двух типов клеток: P-клетки (генерируют импульсы возбуждения), T-клетки (проводят импульсы от синусового узла к предсердиям).

• Далее следует атриовентрикулярный узел (узел Ашоффа-Тавара), который расположен в нижней части правого предсердия справа от межпредсердной перегородки, рядом с устьем коронарного синуса. Его длина 5 мм, толщина 2 мм. По аналогии с синусовым узлом, атриовентрикулярный узел также состоит из P-клеток и T-клеток.

• Атриовентрикулярный узел переходит в пучок Гиса, который состоит из пенетрирующего (начального) и ветвящегося сегментов. Начальная часть пучка Гиса не имеет контактов с сократительным миокардом и мало чувствительна к поражению коронарных артерий, но легко вовлекается в патологические процессы, происходящие в фиброзной ткани, которая окружает пучок Гисса. Длина пучка Гисса составляет 20 мм.

• правая ножка пучка Гиса;

• задняя ветвь левой ножки пучка Гиса;

• передняя ветвь левой ножки;

• левая ножка пучка Гиса;

• Ветви внутрижелудочковой проводящей системы постепенно разветвляются до более мелких ветвей и постепенно переходят в волокна Пуркинье, которые связываются непосредственно с сократительным миокардом желудочков, пронизывая всю мышцу сердца.

Вопрос №38Электрический диполь. Определение. Электрический момент диполя. Токовый диполь. Определение. Механизм формирования дипольных свойств живого сердца.

, (1)

где — расстояние между зарядами. При этом вектор направлен вдоль оси диполя АА от отрицательного заряда (-q) к положительному (+q) (рис. 3).

Токовыйдиполь – система из двух полюсов источника тока (истока и стока), помещенных в проводящую электролитическую среду.

Сердце рассматривается как суммарный токовый диполь, являющийся результатом взаимодействия большого числа элементарных диполей, которые создают одиночные волокна миокарда.

Вопрос № 39. Физические основы электрокардиографии. Теория Эйтховена. Распределение эквипотенциальных линий на поверхности тела. Стандартные отведения.

ЭКГ – физический метод регистрации электрической деятельности сердца с помощью усилителя биопотенциалов – электрокардиографа.

Сердце, как электрический диполь, создает электрическое поле некоторой напряженности и, следовательно, его электрические силовые линии будут выходить на поверхность тела. На поверхности тела можно выделить линии равного потенциала:

Т. К. возбужденный участок сердца заряжается отрицательно по отношению к невозбужденному, то верхняя правая часть тела (выше изоэлектрической линии с нулевым потенциалом) будет заряжаться отрицательно, а нижняя левая часть положительно.

Т. О. если чувствительный вольтметр присоединить к тем двум участкам поверхности тела, которые различаются значением потенциала, то он зарегистрирует разность потенциалов.

Эйтховена теория — теория формирования электрокардиограммы, согласно которой сердце рассматривается как бесконечно малый диполь, расположенный в центре треугольника Эйтховена и непрерывно меняющий величину и направление вектора электродвижущей силы; проекции вектора на каждую из сторон треугольника определяют форму электрокардиограммы в трех стандартных отведениях (с учетом смещения третьего угла на дистальную часть левой голени.

2. Диполь помещен в однородную электропроводящую среду, которой являются ткани организма.

3. Вектор меняется при работе сердца по величине и направлению. Это обусловлено последовательностью распространения возбуждения в различных отделах сердца от верхушки сердца по стенкам правого и левого желудочков к его основанию.

4. Разность потенциалов между точками на поверхности тела (например: между правой и левой рукой) пропорциональна проекции вектора на линию, соединяющую точки съема.

5. Левая рука, правая рука и левая нога образуют, так называемый треугольник Эйтховена и являются стандартными точками съема ЭКГ в I, II и III отведениях.

Эти электроды попарно подключаются к электрокардиографу для регистрации каждого из трех стандартных отведений. Четвертый электрод устанавливается на правую ногу для подключения заземляющего провода (черная маркировка).

Стандартные отведения от конечностей регистрируют при следующем попарном подключении электродов

•

Вопрос №40.ЭКГ здорового сердца: кривая, формы и виды зубцов. Информационное значение зубцов, интервалов и сегментов ЭКГ.

Зубцы и интервалы на ЭКГ.
Любопытно, что за рубежом интервал P-Q обычно называют P-R.

Любая ЭКГ состоит из зубцов, сегментов и интервалов.

• P (сокращение предсердий),

• Q, R, S (все 3 зубца характеризуют сокращение желудочков),

• T (расслабление желудочков),

• U (непостоянный зубец, регистрируется редко).

СЕГМЕНТЫ
Сегментом на ЭКГ называют отрезок прямой линии (изолинии) между двумя соседними зубцами. Наибольшее значение имеют сегменты P-Q и S-T. Например, сегмент P-Q образуется по причине задержки проведения возбуждения в предсердно-желудочковом (AV-) узле.

ИНТЕРВАЛЫ
Интервал состоит из зубца (комплекса зубцов) и сегмента. Таким образом, интервал = зубец + сегмент. Самыми важными являются интервалы P-Q и Q-T.

Зубец Р – электрическая активность (деполяризация) предсердий. Регистрирует алгебраическую сумму возбуждений правого (восходящая часть) и левого (нисходящая часть) предсердий.

Зубец Q – отражает деполяризацию межжелудочковой перегородки. Направлен вниз.

Зубец R – почти полный охват возбуждением обоих желудочков, направлен вверх, самый высокий зубец.

Зубец S – конечный элемент желудочкового комплекса, когда оба желудочка охвачены возбуждением.

Зубец Т – заканчивается желудочковый комплекс, когда прекращается деполяризация, т. е. наступает реполяризация обоих желудочков.

41.Построение есть в лабораторном практикуме 2008 г.С 18

Основные исследования при установлении диагноза больному по ЭКГ сводятся к измерению характерных временных интервалов, определению изолинии и измерению амплитуды зубцов ЭКГ. Ниже приводятся только самые основные измеряемые параметры.

Измерение амплитуд зубцов ЭКГ в клинической практике традиционно производится по записи сигнала на бумажной ленте (в миллиметрах). При пересчете соответствующих значений в размерность электрического напряжения следует помнить, что стандартная установка чувствительности записывающих устройств при электрокардиографических исследованиях составляет 1 мВ=10 мм.

Предсердный комплекс состоит из зубца Р и изоэлектрического отрезка, отделяющего его от зубца Q (или R, если зубец Q на ЭКГ отсутствует). Зубец Р отображает возбуждение предсердий, а интервал PQ (R) соответствует времени от начала возбуждения (сокращения) предсердий до начала возбуждения (сокращения) желудочков и характеризует предсердно-желудочковую проводимость.

Зубец Р образуется в результате возбуждения обоих предсердий. Он начинает регистрироваться сразу после того, как импульс выходит из синусового узла. В норме возбуждение правого предсердия начинается несколько раньше возбуждения левого предсердия. Суммирование векторов правого и левого предсердий и приводит к регистрации зубца Р. На рис.3 цифрой 1 обозначена часть зубца Р, связанная с возбуждением правого предсердия, деполяризация которого начинается раньше. Цифра 2 указывает на часть зубца Р, связанную с возбуждением левого предсердия. Левое предсердие позже начинает и позже заканчивает свое возбуждение. В результате наложения друг на друга возбуждения правого и левого предсердий и образуется зубец Р. Подъем и спуск зубца Р обычно пологий, вершина закруглена.

Рисунок 3 – Схема происхождения зубца Р в норме

Сегмент PQ располагается от конца зубца Р до начала зубца Q (или R) обычно на изолинии. При большой его продолжительности на нем иногда виден отрицательный зубец ТЗ, обусловленный реполяризацией предсердий.

Желудочковый комплекс (QT) состоит из начального комплекса QRS, отрезка ST и зубца Т. Комплекс QRS регистрируется во время возбуждения желудочков. Обычно это наибольшее по амплитуде отклонение ЭКГ. Ширина комплекса QRS в норме составляет 0,06-0,08 с и указывает на продолжительность внутрижелудочкового проведения возбуждения. С возрастом ширина комплекса QRS обычно увеличивается. Ширина комплекса QRS может несколько уменьшаться при учащении ритма и наоборот.

В стандартных отведениях и усиленных отведениях от конечностей у взрослых амплитуда комплекса QRS в каждом из этих отведений не должна превышать 22 мм. В любом из грудных отведений амплитуда желудочкового комплекса не должна превышать 25 мм. В тех случаях, когда у взрослых амплитуда комплекса QRS превышает эти нормативы, говорят о превышении вольтажа ЭКГ. Термин «повышение вольтажа зубцов ЭКГ» или «увеличение амплитуды комплекса QRS» не отличаются точностью принятых критериев, так как для него еще нет четких нормативов у людей различного телосложения и с разной толщиной грудной клетки.

Зубец S в основном обусловлен конечным возбуждением основания левого желудочка. Это непостоянный зубец ЭКГ, т.е. он может отсутствовать, особенно в отведениях от конечностей. При переходе от правых к левым грудным отведениям отношение R/S постепенно увеличивается. Это связано с постепенным увеличением высоты зубцов R и уменьшением амплитуды зубцов S.

Сегмент ST в норме расположен на изолинии, но он может быть несколько приподнятым над изолинией или слегка сниженным. Подъем или снижение сегмента ST определяется по отношению к изолинии, т.е. к интервалу, когда отсутствует электрическая активность. Снижение сегмента ST не должно превышать 0,5 мм. В норме сегмент ST может быть расположен даже на 1,5-2 мм выше изолинии.

Зубец Т регистрируется во время реполяризации желудочков. Это наиболее лабильный зубец ЭКГ. Зубец Т обычно начинается на изолинии, где в него непосредственно переходит сегмент ST. Зубец Т в норме обычно положительный. В большинстве случаев он постепенно поднимается до его вершины и затем возвращается к изолинии, иногда характеризуясь более крутым нисходящим коленом. В норме зубец Т не зазубрен.

Для выявления грубых изменений в продолжительности интервала QT у данного больного предложены различные показатели, один из которых учитывает зависимость его от частоты ритма (формула Базета): ,

Известна также формула для так называемого систолического показателя SP:

.

Увеличение этого показателя против нормы на 5 % расценивается как признак неполноценности функции сердечной мышцы.

42.Блок – схема есть в лабораторном практикуме 2008 г. Лабораторная работа №3 с 18

За последние тридцать лет внешний вид и принцип действия одноканального электрокардиографа, который все еще остается основным аппаратом в больницах, изменились очень мало. Однако в последние годы все шире вводятся в практику новые и радикально отличные от старых моделей типы электрокардиографов.

Автоматический трехканальный электрокардиограф

Если ежедневно необходимо записывать и монтировать большое число ЭКГ, то можно существенно уменьшить затраты труда персонала, применяя автоматические трехканальные электрокардиографы.

Электрокардиографы, обрабатывающие сигналы на ЭВМ

Электрокардиографические системы для испытаний под нагрузкой

Коронарная недостаточность часто не отражается в ЭКГ, если запись производится в состоянии покоя. В испытаниях с упражнениями на двух ступенях на сердечнососудистую систему дается физиологическая нагрузка. Перед записью ЭКГ пациенту предлагают подниматься и спускаться по специальной паре ступеней высотой около 23 см. На этом же принципе основаны и испытания под нагрузкой, во время которых пациент идет с определенной скоростью по бегущей дорожке, наклон которой можно изменять.

43. Идеальный колебательный контур (LC-контур) — электрическая цепь, состоящая из катушки индуктивностью L и конденсатора емкостью C.

В отличие от реального колебательного контура, который обладает электрическим сопротивлением R, электрическое сопротивление идеального контура всегда равно нулю. Следовательно, идеальный колебательный контур является упрощенной моделью реального контура.

На рисунке 1 изображена схема идеального колебательного контура.

Процессы в колебательном контуре

Для выведения контура из положения равновесия зарядим конденсатор так, что на его обкладках будет заряд Qm. С учетом уравнения находим значение напряжения на конденсаторе. Тока в цепи в этом момент времени нет, т.е. i = 0.

После замыкания ключа под действием электрического поля конденсатора в цепи появится электрический ток, сила тока i которого будет увеличиваться с течением времени. Конденсатор в это время начнет разряжаться, т.к. электроны, создающие ток уходят с отрицательной обкладки конденсатора и приходят на положительную. Вместе с зарядом q будет уменьшаться и напряжение u При увеличении силы тока через катушку возникнет ЭДС самоиндукции, препятствующая изменению силы тока. Вследствие этого, сила тока в колебательном контуре будет возрастать от нуля до некоторого максимального значения не мгновенно, а в течение некоторого промежутка времени, определяемого индуктивностью катушки.

Без электрического поля конденсатора (и сопротивления) электроны, создающие ток, продолжают свое движение по инерции. При этом электроны, приходящие на нейтральную обкладку конденсатора, сообщают ей отрицательный заряд, электроны, уходящие с нейтральной обкладки, сообщают ей положительный заряд. На конденсаторе начинает появляться заряд q (и напряжение u), но противоположного знака, т.е. конденсатор перезаряжается. Теперь новое электрическое поле конденсатора препятствует движению электронов, поэтому сила тока i начинает убывать. Опять же это происходит не мгновенно, поскольку теперь ЭДС самоиндукции стремится скомпенсировать уменьшение тока и «поддерживает» его. А значение силы тока Im оказывается максимальным значением силы тока в контуре.

Далее сила тока становится равной нулю, а заряд конденсатора достигнет максимального значения Qm (Um).

И снова под действием электрического поля конденсатора в цепи появится электрический ток, но направленный в противоположную сторону, сила тока i которого будет увеличиваться с течением времени. А конденсатор в это время будет разряжаться до нуля. И так далее.

Так как заряд на конденсаторе q (и напряжение u) определяет его энергию электрического поля We а сила тока в катушке i — энергию магнитного поля Wm то вместе с изменениями заряда, напряжения и силы тока, будут изменяться и энергии.

Свободные электромагнитные колебания

Таким образом, в идеальном LC-контуре будут происходить периодические изменения значений силы тока i, заряда q и напряжения u, причем полная энергия контура при этом будет оставаться постоянной. В этом случае говорят, что в контуре возникли свободные электромагнитные колебания.

Свободные электромагнитные колебания в контуре — это периодические изменения заряда на обкладках конденсатора, силы тока и напряжения в контуре, происходящие без потребления энергии от внешних источников.

Таким образом, возникновение свободных электромагнитных колебаний в контуре обусловлено перезарядкой конденсатора и возникновением ЭДС самоиндукции в катушке, которая «обеспечивает» эту перезарядку. Заметим, что заряд конденсатора q и сила тока в катушке i достигают своих максимальных значений Qm и Im в различные моменты времени.

Свободные электромагнитные колебания в контуре происходят по гармоническому закону:

Наименьший промежуток времени, в течение которого LC-контур возвращается в исходное состояние (к начальному значению заряда данной обкладки), называется периодом свободных (собственных) электромагнитных колебаний в контуре.

Период свободных электромагнитных колебаний в LC-контуре определяется по формуле Томсона:

Сточки зрения механической аналогии, идеальному колебательному контуру соответствует пружинный маятник без трения, а реальному — с трением. Вследствие действия сил трения колебания пружинного маятника затухают с течением времени.

Формула Томсона. Английский физик Томсон первым вывел формулу, позволяющую высчитать период электромагнитных колебаний. Формула Томсона

44.Блок-схема генератора незатухающих колебаний есть в лабораторном практикуме 2011г.Лабораторная работа №1.

Генератор электрических колебаний составляет основу многих физиотерапевтических аппаратов. Существенной особенностью этих аппаратов является отдельный колебательный контур, к которому подключаются электроды, накладываемые на больного. Этот контур называют терапевтическим.

Терапевтический контур в целях безопасности больного индуктивно связан с контуром генератора, так как индуктивная связь исключает возможность случайного попадания больного под высокое постоянное напряжение, которое практически всегда имеется в генераторах колебаний.

В связи с тем, что в терапевтический контур включаются различные объекты, например различные части тела больного, и его электрические параметры могут соответственно изменяться, этот контур должен подстраиваться в резонанс при каждой процедуре. Для этого в нем имеется конденсатор переменной ёмкости.

Электромагнитная волна представляет собой процесс последовательного, взаимосвязанного изменения векторов напряжённости электрического и магнитного полей, направленных перпендикулярно лучу распространения волны, при котором изменение электрического поля вызывает изменения магнитного поля, которые, в свою очередь, вызывают изменения электрического поля.

Одним из важнейших следствий уравнений Максвелла является существование электромагнитных волн. Можно сказать, что для однородной и изотропной среды вдали от зарядов и токов, создающих электромагнитное поле, из уравнений Максвелла следует, что векторы напряженностей Е и Н переменного электромагнитного поля удовлетворяют волновому уравнению типа (154.9):

(162.1)

(162.2)

где — оператор Лапласа, v — фазовая скорость.

Всякая функция, удовлетворяющая уравнениям (162.1) и (162.2), описывает некоторую волну. Следовательно, электромагнитные поля действительно могут существовать в виде электромагнитных волн. Фазовая скорость электромагнитных волн определяется выражением

(162.3)

где с = , и — соответственно электрическая и магнитная постоянные, e и m — соответственно электрическая и магнитная проницаемости среды.

В вакууме (при e=1 и m=l) скорость распространения электромагнитных волн совпадает со скоростью с. Так как em > 1, то скорость распространения электромагнитных волн в веществе всегда меньше, чем в вакууме.

При вычислении скорости распространения электромагнитного поля по формуле (162.3) получается результат, достаточно хорошо совпадающий с экспериментальными данными, если учитывать зависимость e и m от частоты. Совпадение же размерного коэффициента в (162.3) со скоростью распространения света в вакууме указывает на глубокую связь между электромагнитными и оптическими явлениями, позволившую Максвеллу создать электромагнитную теорию света, согласно которой свет представляет собой электромагнитные волны.

Следствием теории Максвелла является поперечность электромагнитных волн: векторы Е и Н напряженностей электрического и магнитного полей волны взаимно перпендикулярны (на рис. 227 показана моментальная «фотография» плоской электромагнитной волны) и лежат в плоскости, перпендикулярной вектору v скорости распространения волны, причем векторы Е, Н и v образуют правовинтовую систему. Из уравнений Максвелла следует также, что в электромагнитной волне векторы Е и Н всегда колеблются в одинаковых фазах (см. рис. 227), причем мгновенные значения Е и Н в любой точке связаны соотношением

(162.4)

Следовательно, Е и Н одновременно достигают максимума, одновременно обращаются в нуль и т. д. От уравнений (162.1) и (162.2) можно перейти к уравнениям

(162.5)

(162.6)

где соответственно индексы у и z при Е и Н подчеркивают лишь то, что векторы Е и Н направлены вдоль взаимно перпендикулярных осей y и z.

Уравнениям (162.5) и (162.6) удовлетворяют, в частности, плоские монохроматические электромагнитные волны (электромагнитные волны одной строго определенной частоты), описываемые уравнениями

(162.7)

(162.8)

где E0 и Н0 — соответственно амплитуды напряженностей электрического и магнитного полей волны, w — круговая частота волны, k=w/v — волновое число, j — начальные фазы колебаний в точках с координатой х=0. В уравнениях (162.7) и (162.8) j одинаково, так как колебания электрического и магнитного векторов в электромагнитной волне происходят в одинаковых фазах.

Электромагнитные волны, электромагнитные колебания, распространяющиеся в пространстве с конечной скоростью. Существование Э. в. было предсказано М. Фарадеем в 1832. Дж. Максвелл в 1865 теоретически показал, что электромагнитные колебания не остаются локализованными в пространстве, а распространяются в вакууме со скоростью света во все стороны от источника. Из того обстоятельства, что скорость распространения Э. в. в вакууме равна скорости света, Максвелл сделал вывод, что свет представляет собой Э. в. В 1888 максвелловская теория Э. в. получила подтверждение в опытах Г. Герца, что сыграло решающую роль для её утверждения.

Вектор Пойнтинга (также вектор Умова — Пойнтинга) — вектор плотности потока энергии электромагнитного поля. Вектор Пойнтинга S можно определить через векторное произведение двух векторов:

где E и H — вектора напряжённости электрического и магнитного полей соответственно.

Этот вектор по модулю равен количеству энергии, переносимой через единичную площадь, нормальную к S, в единицу времени. Своим направлением вектор определяет направление переноса энергии. Поскольку тангенциальные к границе раздела двух сред компоненты E и H непрерывны, то вектор S непрерывен на границе двух сред.

1. Методы, основанные на использовании электрических токов различных параметров (постоянный, переменный импульсный): гальванизация, лекарственный электрофорез, электросон, интерференцтерапия, электростимуляция, флюктуоризация, ультратонотерапия.
2. Методы, основанные на использовании электрических полей: франклинизация, ультравысокочастотная терапия,

Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим.

Источник