Как возникает электродвижущая сила экг. Векторное изображение электрических величин (тока, напряжения, ЭДС)

Подробности

В сердце происходят электрические и механические процессы.
Электрические процессы : автоматия, возбуждение, проведение. Изучаются с помощью ЭКГ.
Механические процессы : сокращение, расслабление. Изучаются с помощью многочисленных методов измерения давления и объема крови в полостях сердца.

ЭЛЕКТРОКАРДИОГРАФИЯ.

ЭКГ – запись биопотенциалов (которые возникают в сердце во время распространения возбуждения) с помощью электродов, расположенных на поверхности тела . ЭКГ помогает определить место возикновения импульса (водитель ритма) и характер распространения возбуждения по миокарду предсердий и желудочков.

ГЕНЕЗ ЗУБЦОВ :(См. схему ЭКГ):

• зубец Р отражает процесс деполяризации предсердий;
• сегмент PQ (изоэлектрическая линия) отражает время проведения через АВ-узел (атриовентрикулярная задержка);
• комплекс зубцов QRS отражает процесс деполяризации желудочков;
• сегмент ST (изоэлектрическая линия) – полное возбуждение всех кардиомиоцитов желудочков (совпадает с фазой «плато» потенциала действия);
• зубец Т отражает процесс реполяризации желудочков.

ДИПОЛЬНАЯ КОНЦЕПЦИЯ.

Поверхность возбужденного участка миокарда заряжена отрицательно, поверхность невозбужденного участка миокарда заряжена положительно. На границе раздела возбужденных и невозбужденных участков миокарда формируется множество диполей.

Диполь – это совокупность двух точечных электрических заряда (равных по величине и противоположных по знаку), расположенных на исчезающе малом расстоянии друг от друга. Вектор диполя имеет направление от (-) к (+).

Векторы диполей можно суммировать:

(1) если векторы направлены в одну и ту же сторону, к первому вектору добавляют второй;

(2) если векторы направлены в противоположные стороны, из большего вектора вычитают меньший;

(3) если векторы направлены под углом друг к другу, их складывают по правилу «параллелограмма».

В результате сложения векторов всех диполей получают суммарный моментный вектор (вектор ЭДС сердца). Проекция суммарного моментного вектора на ось отведения соответствует определенному зубцу на кривой ЭКГ.

Отведение ЭКГ – это расположение двух электродов на поверхности тела (в определенных точках). Линия, соединяющая два электрода, называется осью отведения . Ось отведения имеет определенную полярность: один из электродов «отрицательный» (-), т.е. сигнал от него подается на отрицательный «вход» электрокардиографа, другой электрод -«положительный» (+), т.е. сигнал от него подается на положительный «вход» электрокардиографа.

При обследовании больных регстрируют как минимум 12 отведений : 3 стандартных отведения от конечностей (I, II и III); 3 усиленных отведения от конечностей (AVR, AVL, AVF) и 6 грудных отведений (V1 – V6).

Стандартные отведения от конечностей.

Биполярные (двухполюсные) – оба электрода активные. Оси этих отведений представляют собой стороны треугольника Эйнтховена:
1 станд.отв.: правая рука (-) и левая рука (+)
II станд.отв.: правая рука (-) и левая нога (+)
III станд.отв.: левая рука (-) и левая нога (+)

Усиленные отведения от конечностей.

Униполярные (однополюсные) – один электрод активный другой – пассивный (индифферентный, электрод сравнения, нулевой).

AVR : активный электрод на правой руке (+); электроды двух других конечностей соединены и через дополнгительное сопротивление подают сигнал (потенциал близок нулю) на отрицательный «вход» электрокардиографа.

AVL : активный электрод на левой руке (+); электроды двух других конечностей соединены и через дополнгительное сопротивление подают сигнал (потенциал близок нулю) на отрицательный «вход» электрокардиографа.

AVF : активный электрод на левой ноге (+); электроды двух других конечностей соединены и через дополнгительное сопротивление подают сигнал (потенциал близок нулю) на отрицательный «вход» электрокардиографа.

Оси всех отведений от конечностей расположены во фронтальной плоскости. Для анализа ЭКГ их можно объединить в общую шестиосевую систему координат.

Грудные отведения : униполярные (однополюсные) – один электрод активный, расположен в определенной точке на поверхности грудной клетки (+); другой –электрод сравнения (нулевой) получен путем соединения всех трех электродов конечностей. Сигнал от него через дополнгительное сопротивление подается на отрицательный «вход» электрокардиографа.
Оси грудных отведений расположены в горизонтальной плоскости.

Векторы ЭДС сердца .

• Вектор Р – предсердный вектор – нарвлен сверху вниз, справа налево. Вектор Q – 1-ый вектор деполяризации желудочков – направлен снизу вверх, слева направо (0.02 сек от начала деполяризации желудочков; возбуждение нижней части межжелудочковой перегородки).
• Вектор R – 2-ой вектор деполяризации желудочков – направлен сверху вниз, справа налево (0.04 сек от начала деполяризации желудочков; возбуждение распространяется от верхушки сердца к основанию желудочков, причем от эндокарда к эпикарду).
• Вектор S – 3-ий вектор деполяризации желудочков – направлен снизу вверх, слева направо, (0.06 сек от начала деполяризации желудочков; возбуждение основания левого желудочка).

Вектор Т – направлен сверху вниз, справа налево (реполяризация, происходит во всех отделах желудочков, причем от эпикарда к эндокарду).

Проекция суммарного моментного вектора (P,Q,R,S,T) на ось отведения соответствует определенному зубцу на кривой ЭКГ. Если проекция вектора направлена к (+) полюсу оси отведения, зубец ЭКГ направлен вверх от изоэлектрической линии (положительный зубец). Если проекция вектора направлена к (-) полюсу оси отведения, зубец ЭКГ направлен вниз от изоэлектрической линии (отрицательный зубец). Амплитуда зубца пропорциональна длине проекции вектора на оси отведения. Если вектор проходит параллельно оси отведения – его проекция на ось данного отведения (а значит и амплитуда зубца в данном отведении) максимальна. Если вектор проходит перпендикулярно к оси отведения – его проекция на ось данного отведения равна нулю (значит зубец в данном отведении отсутствует).

Электрическая ось сердца.

Это проекция среднего результирующего вектора деполяризации желудочков на фронтальную плоскость. Средний результирующий вектор деполяризации желудочков получен путем суммации трех моментных векторов – Q, R и S. Направление электрической и анатомической осей сердца у взрослого здорового человека совпадают. У астеников это направление более вертикальное (правограмма), у гиперстеников – более горизонтальное (левограмма).

Впервые в 1856 Кёлликер и Мюллер с помощью физиологического реоскопа (лапки лягуш;ки с отпрепарованным нервом) показали, что сердце является источником электрических потенциалов, возникающих в нем синхронно с сокращениями сердца. Опыт Кёлликера и Мюллера можно провести на лягушке с вскрытой грудной клеткой, набрасывая на бьющееся сердце нервный стволик от ланки другой лягушки. Лучше, однако, этот опыт получается, если набрасывать нерв нервно-мышечного препарата на изолированное сердце теплокровных животных. В этом случае можно (как в этом убедились Кёлликер и Мюллер) заметить, что при каждом сердечном цикле возникают два тока действия (двойное сокращение препарата). С изобретением капиллярного электрометра за колебаниями токов действия сердца стало возможным сначала наблюдать по движению мениска ртути, а затем и записать эти колебания.

Уоллер, который сделал такую запись в 1887 г., убедился в том, что в электрокардиограмме имеется по крайней мере три зубца. Однако впервые электрокардиограмма (ЭКГ) в неискаженном виде была зарегистрирована Эйнтговеном с помощью изобретенного им струнного гальванометра в 1903-1904 гг. Вот эти годы, по существу, и должны рассматриваться как годы рождения электрокардиографии.

Основополагающие сведения об электрических явлениях в сердце, о способах регистрации ЭКГ и происхождении ее отдельных компонентов дали исследования Эйнтговена и А. Ф. Самойлова, который длительное время работал с помощью капиллярного электрометра, а затем струнного гальванометра. Большие заслуги в электрокардиографии принадлежат также Уоллеру, Льюису, Зеленину, а в последние годы Крейнфилду, Гоффману и многим другим физиологам и клиницистам.

Уже Уоллер, Эйнтговен и другие первые исследователи в области электрокардиографии убедились в том, что электрические потенциалы сердца можно зарегистрировать, располагая электроды в самых различных точках тела даже на большом расстоянии от сердца.

Этот факт довольно легко объясняется, если принять, что сердце как генератор электрических потенциалов является своего рода диполем, имеющим в каждый момент разность потенциалов на своих противоположных концах. А. Ф. Самойлов приводит следующий пример. Если взять палочку, состоящую из медного и цинкового отрезков, и поместить ее в проводящую среду, то между концами этой палочки будет регистрироваться разность потенциалов. Два провода, присоединенных к источнику тока и опущенных в солевой раствор своими заряженными концами, также создадут диполь. Диполь обладает рядом свойств. Прежде всего он имеет вектор электродвижущей силы, т. е. направление этой силы и величину, которую можно изобразить стрелкой (в обычном электрическом диполе следует нарисовать эту стрелку в направлении от положительного полюса к отрицательному, но в диполе живой ткани правильнее рисовать ее в направлении от отрицательного полюса к положительному, т. е. в направлении распространения возбуждения). Если такой диполь расположить в проводящей среде (рис. 56), то вокруг него образуется электрическое поле с силовыми линиями, соединяющими полюса диполи. На середине между полюсами диполя, в точке, равноудаленной от полюсов, величина потенциала равна нулю. На всем протяжении линии, проходящей через нулевую точку перпендикулярно вектору, величина потенциала также равна нулю. Такая линия называется нулевой изопотенциальной линией. Она разделяет все электрическое поле диполя на две половины.

Все точки одной половины будут иметь положительный потенциал, а другой половины - отрицательный. Все точки одной половины, имеющие одинаковый потенциал, располагаются по одной линии. Эти линии также, следовательно, являются изопотенциальными, но не нулевыми. Линии, точки которых имеют одинаковый потенциал, расположены в определенном порядке. Наибольший потенциал будет в точках той линии, которая располагается ближе к концу диполя, и наименьшей в точках линии, проходящей вблизи нулевой изопотенциальной линии. В каждый данный момент -деятельности сердце также можно рассматривать как диполь, электрическое поле вокруг которого распространяется по проводящим тканям тела и создает потенциалы в его различных точках. Если как бы «остановить мгновение», т. е. представить себе, что основание сердца заряжено отрицательно (имеет отрицательный потенциал), а верхушка положительно, то распределение изопотенциальных линий вокруг сердца (и силовых линий поля) можно изобразить так, как это сделал Уоллер (рис. 57), который указал и примерные значения (в относительных единицах) потенциалов в разных точках этого электрического поля.

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 зарегистрирована в том случае, если отводящие электроды разместить на правой руке и левой ноге. В этом случае разность потенциалов будет равна + 3-(-4) =7 ед. Но она будет зарегистрирована и в том случае, если разместить электроды на правой и левой руках (+ 2) - (-4)= 6 ед. или на левой руке и левой ноге (+ 3) - (+ 2) = 1 ед. Ее можно практически зарегистрировать и с любых двух точек тела, не лежащих на изопотенциальных линиях. Это доказывается относительно простым опытом, проведенным в 1942 г. Вендтом, а затем В. А. Шидловским и Н. Л. Ястребцовой. Эти физиологи поместили изолированное сердце лягушки на фильтровальную бумагу, смоченную физиологическим (рингеровским) раствором, и окружили его так называемым электродом Мольца (1936), представляющим собой металлическое кольцо радиусом в 3 см. Второй электрод размещался в различных точках вокруг кольца на одинаковом от него расстоянии (рис. 58). От каждой такой пары электродов была зарегистрирована ЭКГ. Оказалось, что амплитуда ЭКГ была наиболее высокой при отведении из точек, расположенных по линии, которая соединяла основание и верхушку сердца (1, 9), и наименьшей в поперечном диаметре, т. е. при отведении из точек, расположенных по предполагаемой нулевой изоэлектрической линии (5, 13). Отличие диполя сердца от обычного электрического диполя состоит в том, что положительный и отрицательный заряды этого диполя не всегда равны по величине (эта величина непрерывно меняется) и все время меняют свое положение.

Эйнтговен, сделав некоторые допущения, предложил регистрировать ЭКГ в трех (сейчас называемых стандартными) отведениях. Он предложил рассматривать тело человека как среду с одинаковой проводимостью (одинаковым сопротивлением) во всех участках, а ле-вую руку, правую руку и левую ногу как три равноудаленные друг от друга и равноудаленные от центра треугольника точки. В центре этого треугольника располагается сердце как источник тока, причем вектор электродвижущей силы рассматривается как отрезок прямой, лежащей во фронтальной плоскости. Он может смещаться только в этой плоскости вокруг сагиттальной оси. Углы треугольника (кисти рук и левую стопу) Эйнтговен предложил использовать в качестве основных точек отведения ЭКГ. Из геометрии известно, что сумма величин двух проекций вписанного в равносторонний треугольник отрезка всегда равна величине третьей проекции. Если принять зубцы ЭКГ, снятой в трех стандартных отведениях, за проекции вписанного в треугольник вектора электродвижущей силы, то тогда, следовательно, можно написать, что 1 + + 111 = II. Зная величину зубцов ЭКГ, можно определить угол, образованный вектором электродвижущей силы сердца и одной из сторон равностороннего треугольника. Эйнтговен предложил определять этот угол по отношению к линии I отведения и назвал его углом а (рис. 59). Гипотеза Эйнтговена многократно проверялась экспериментально самыми различными способами и во всех случаях подтверждалась. Исследования последних лет, однако, показывают, что все рассуждения Эйнтговена очень удобны и ценны для понимания многих вопросов электрокардиографии и для практического применения в клинике, однако они не отражают многообразия тех изменений ЭКГ, которые связаны с деятельностью сердца. Допущения, сделанные Эйнтговеном, чрезвычайно упрощают дело. Конечно, распространение электрического поля нельзя представлять себе в одной плоскости, потому что тело является объемным проводником. Нельзя согласиться и с тем, что тело имеет одинаковое сопротивление во всех своих частях. Наконец, по-видимому, нельзя считать, что три конечности, избранные Эйнтговеном для отведения потенциалов сердца, удалены от сердца на одинаковые расстояния.

Поэтому наряду с векторной теорией была создана и так называемая дипольная теория. Дипольная теория также делает некоторые допущения, в частности, тоже считает, что тело обладает одинаковой проводимостью во всех направлениях. Главным ее преимуществом является то, что она позволяет изучить распределение электродвижущей силы сердца не только во фронтальной, но и iB других плоскостях, так как рассматривает тело как объемный проводник. Фронтальная плоскость этого проводника совпадает с плоскостью равностороннего треугольника Эйнтговена, поэтому закономерности Эйнтговена, рассматриваются сейчас как частный случай закономерностей диполя.

Таковы самые общие представления о происхождении ЭКГ и о первых способах отведения, предложенных Эйнтговеном (рис. 60).

Электроды, применяемые для снятия ЭКГ, представляют собой чаще всего луженые прямоугольные латунные пластинки размерами 30X60 мм, имеющие клеммы для подключения проводов электрокардиографа. При снятии ЭКГ в стандартных отведениях человека укладывают на спину, тщательно протирают внутреннюю поверхность предплечий и передние поверхности голеней спиртом или эфиром для обезжиривания кожи и с помощью резиновых бинтов укрепляют на этих поверхностях электроды, предварительно подложив под них кусочки ваты или бинта, смоченные солевым раствором.

Раньше для регистрации ЭКГ применяли громоздкие неполяризующиеся электроды в виде глиняных сосудов, заполненных физиологическим раствором и опущенных в цинковые сосуды, в свою очередь заполненные насыщенным раствором сернокислого цинка. Однако опыт показал, что при регистрации ЭКГ нет необходимости применять неполяризующиеся об электроды, поскольку ЭКГ представляет собой довольно быстрые колебания тока, исключающие явления поляризации.

В настоящее время для регистрации ЭКГ применяются стандартные серийно выпускаемые электрокардиографы, которые бывают одно- и многоканальные с фото- или чернильной записью.

Каждый электрокардиограф (любой марки) представляет собой, по существу, полную электрографическую установку, так как в нем имеются усилитель, отметчик времени, калибратор напряжения, коммутатор отведений, лентопротяжный механизм и регистрирующее устройство. Для регистрации ЭКГ нет нужды в большом усилении, поэтому пригодным является усилитель, состоящий из трех каскадов. Отметчик времени позволяет получить 20 отметок в секунду, т. е. каждая отметка наносится через 0,05 с. В некоторых электрокардиографах отметчика времени нет, так как мотор лентопротяжного механизма обеспечивает стандартную скорость развертки. Калибратор напряжения дает калибровочный сигнал, равный 1 mB. Коммутатор электродов позволяет записать ЭКГ в различных отведениях, заранее расположив электроды в соответствующих точках. Входные провода маркированы в соответствии с электродами.

В настоящее время наряду со стандартными (I, II и III) применяются многие типы других отведений. Из них необходимо отметить следующие:

1. Обычные отведения от грудной клетки (грудные отведения) . При обычных грудных отведениях (их шесть) один электрод размещают последовательно в шести точках грудной клетки (рис. 61), начиная с правого края грудины (1) четвертого межреберного промежутка до пятого межреберья на левой среднемышечной линии (2, 3, 4, 5, 6). Этот электрод делается в виде присоски (рис. 62).

Второй электрод располагается на одной из трех конечностей. Такое отведение обозначается как ГЛ (CL) или ГП (CR) и ГН (CF), где Г (С- chest) -грудная клетка, a Л, П, Н (L, R, F) -обозначения левой руки, правой (руки и левой ноги (рис. 63).

Грудной электрод считается при этом активным, а электрод, расположенный на одной из конечностей,- индифферентным, хотя, конечно, в действительности его индифферентным назвать нельзя. Введение грудных отведений было связано со стремлением точнее зарегистрировать колебания потенциала непосредственно вблизи сердца. В большей степени, однако, это удается сделать при так называемых однополюсных грудных отведениях.

2. Однополюсными грудными отведениями называют такие отведения, при которых один из электродов (активный) размещается в области сердца на грудной клетке (те же позиции, что при обычных грудных отведениях), а второй представляет собой строенный электрод, т. е. электрод, отводящий потенциал от трех конечностей одновременно. Этот электрод предложен в 1932 г. Вильсоном и назван им центральным электродом.

Если, по Вильсону, соединить все три электрода в один общий узел через дополнительные сопротивления по 5000 Ом, то общий потенциал такого строенного электрода будет равен нулю или близким к нему (см. рис. 57). Тем самым данным способом можно регистрировать как бы «истинный» потенциал сердца в той или иной точке (разность потенциалов между определенной точкой сердца и этим нулевым или центральным электродом Вильсона, рис. 64). Центральный строенный электрод обозначается буквой V (символ напряжения, следовательно, однополюсное отведение от грудной клетки будет обозначаться буквой V с индексом точки расположения грудного электрода (например, V 1 , V 2 , V 3 и т. д.).

3. Однополюсные отведения от конечностей . Эти отведения призваны регистрировать разность потенциалов между той или Мной конечностью и Центральным (нулевым) электродом. Обозначения этих отведений будут: VR, VL, VF (рис. 65).

4. Усиленные однополюсные отведения от конечностей . В этом случае электроды от двух конечностей объединяются вместе и присоединяются к одной клемме, а второй электрод, расположенный на третьей конечности, подсоединяется к другой клемме установки (электрокардиографа). Такие отведения обозначаются буквой «а» (от слова augmented - «усиленный»).

Соответственно отведения будут обозначаться aVR, aVL, aVF (рис. 66). Смысл этих отведений состоит в следующем. Если рассматривать величину потенциала какого-либо усиленного отведения от конечности (например, правой руки), то эта величина должна представлять собой разность потенциалов между потенциалом этой конечности и потенциалом сдвоенного электрода, т. е. aVR=nnP-(ПЛР+ПЛН)/2, где ППР - потенциал правой руки, ПЛР- потенциал левой руки, а ПЛН - потенциал левой ноги.

Общий потенциал двух последних конечностей будет составлять половину, потому что они объединены.

Но известно также, что ППР + ПЛР + ПЛН = 0, следовательно, ПЛР + ПЛН=-ППР, или, что все равно, (ПЛН + ПЛР)/2 = -ППР/2. Бели в формулу поставить вместо левой дроби ее значение, т. е. -ППР/2, то мы получим, что aVR - ППР-(-ППР/2) =3 ППР/2, иными словами, потенциал в усиленном отведении от конечности будет в 1,5 раза большим, чем в обычном стандартном отведении. Именно поэтому данный способ отведения и называется усиленным однополюсным отведением.

Он применяется в тех случаях, когда при обычных стандартных отведениях от конечностей регистрируются очень низкоамплитудные потенциалы.

Наконец, существует ряд специальных отведений. К ним можно отнести три грудных отведения от спины (С 7 , C 8 , C 9), эпигастральное отведение, когда активный электрод размещается в эпигастральной (наджелудочной) области, три пищеводных отведения (обычных и однополюсных). В последнем случае применяется специальный пищеводный электрод, представляющий тонкий катетер с электродом на конце. Этот катетер вводится через носовую полость в пищевод и размещается в трех различных уровнях с задней стороны сердца.

Существуют также и другие специальные методы (например, внутриполостные, отведения Нэба и др.). Во всех отведениях (в том числе и стандартных) точка с большим потенциалом подключается к сетке первого каскада усилителя, а с меньшим потенциалом - к катоду. Для стандартных отведений это значит, что при I отведении левая рука присоединяется к сетке, а правая к катоду, при II - правая рука к сетке, а левая нога к катоду, при III - левая нога к сетке, а левая рука к катоду. При однополюсных отведениях строенный или сдвоенный электрод присоединяется к катоду, а активный к сетке и т. д. Именно поэтому провода входа маркированы (либо покрашены в разный цвет, либо имеют отметки в виде полосок).

При перепутывании электродов электрокардиограмма окажется перевернутой; принято же записывать электрокардиограмму таким образом, чтобы основные рубцы (Р, R, Т) были направлены вверх. В этом случае они называются положительными и обозначают, что в данный момент основание сердца имеет отрицательный потенциал, а верхушка - положительный.

Надо, наконец, отметить, что в строенном электроде дополнительных сопротивлений иногда не ставят. Такой электрод называется электродом Гольдбергера.

Применение векторных диаграмм при расчете и исследовании позволяет наглядно представлять рассматриваемые процессы и упрощать производимые электротехнические расчеты.

При расчете цепей переменного тока часто приходится суммировать (или вычитать) несколько однородных синусоидально изменяющихся величин одной и той же частоты, но имеющих разные амплитуды и начальные фазы. Такую задачу можно решать аналитическим путем тригонометрических преобразований или геометрически. Геометрический метод более прост и нагляден, чем аналитический.

Векторные диаграммы являются совокупностью векторов, изображающих действующие синусоидальные ЭДС и токи или их амплитудные значения.

Гармонически изменяющееся напряжение определяется выражением u = U m sin (ωt + ψ и ).

Расположим под углом ψ и относительно положительной оси абсцисс х вектор U m , длина которого в произвольно выбранном масштабе равна амплитуде изображаемой гармонической величины (рис. 1). Положительные углы будем откладывать в направлении против вращения часовой стрелки, а отрицательные - по часовой стрелке. Предположим, что вектор U m , начиная с момента времени t = 0, вращается вокруг начала координат против часовой стрелки с постоянной частотой вращения ω , равной угловой частоте изображаемого напряжения. В момент времени t вектор Um повернется на угол ωt и будет расположен под углом ωt + ψ и по отношению к оси абсцисс. Проекция этого вектора на ось ординат в выбранном масштабе равна мгновенному значению изображаемого напряжения: u = U m sin (ωt + ψ и ).

Рис. 1. Изображение синусоидального напряжения вращающегося вектора

Следовательно, величину, изменяющуюся гармонически во времени, можно изображать вращающимся вектором . При начальной фазе, равной нулю, когда u = 0 , вектор U m для t = 0 должен быть расположен на оси абсцисс.

График зависимости любой переменной (в том числе и гармонической) величины от времени называется временной диаграммой . Для гармонических величин по оси абсцисс удобнее откладывать не само время t, а пропорциональную ему величину ω t . Временные диаграммы полностью определяют гармоническую функцию, так как дают представление о .

Обычно при расчете цепи нас интересуют только действующие ЭДС, напряжения и токи или амплитуды этих величин, а также их сдвиг по фазе относительно друг друга. Поэтому обычно рассматриваются неподвижные векторы для некоторого момента времени, который выбирается так, чтобы диаграмма была наглядной. Такая диаграмма называется векторной диаграммой . При этом углы сдвига по фазе откладываются в направлении вращения векторов (против часовой стрелки), если они положительные, и в обратном направлении, если они отрицательные.

Если, например, начальный фазовый угол напряжения ψ и больше начального фазового угла ψi то сдвиг по фазе φ = ψ и - ψ i и этот угол откладывается в положительном направлении от вектора тока.

При расчете цепи переменного тока часто приходится складывать ЭДС, токи или напряжения одной и той же частоты.

Предположим, что требуется сложить две ЭДС: e 1 = E 1 m sin (ωt + ψ 1e )и e 2 = E 2m sin (ωt + ψ 2e ).

Такое сложение можно осуществить аналитически и графически. Последний способ более нагляден и прост. Две складываемые ЭДС е 1 и е 2 в определенном масштабе представлены векторами E 1 m E 2m (рис. 2). При вращении этих векторов с одной и той же частотой вращения, равной угловой частоте, взаимное расположение вращающихся векторов остается неизменным.

Рис. 2. Графическое сложение двух синусоидальных ЭДС одинаковой частоты

Сумма проекций вращающихся векторов E 1 m и E 2m на ось ординат равна проекции на ту же ось вектора E m, являющегося их геометрической суммой. Следовательно, при сложения двух синусоидальных ЭДС одной и той же частоты получается синусоидальная ЭДС той же частоты, амплитуда которой изображается вектором E m , равным геометрической сумме векторов E 1 m и E 2m: E m = E 1 m + E 2m .

Векторы переменных ЭДС и токов являются графическими изображениями ЭДС и токов в отличие от векторов физических величин, имеющих определенное физическое значение: вектора силы, напряженности поля и других.

Указанный способ можно применить для сложения и вычитания любого числа ЭДС и токов одной частоты. Вычитание двух синусоидальных величин можно представить в виде сложения: e 1 - e 2 = e 1 + (- e 2), т. е. уменьшаемая величина складывается с вычитаемой, взятой с обратным знаком. Обычно векторные диаграммы строятся не для амплитудных значений переменных ЭДС и токов, а для действующих величин, пропорциональных амплитудным значениям, так как все расчеты цепей обычно выполняются для действующих ЭДС и токов.

Любой источник энергии можно представить в виде источника ЭДС или источника тока. Источник ЭДС - это источник, характеризующийся электродвижущей силой и внутренним сопротивлением.Идеальным называется источник ЭДС, внутреннее сопротивление которого равно нулю. Обозначается буквои Е

Обозначается такой хитренькой Е - закругленной, как бы заглавной прописной. Эта хитренькая Е так и читается ЭДС.ну а ЭДС расшифровывается как электродвижущая сила

Обозначаетсябуквой Е. Читается Электро Движущая Сила

Что такое электродвижущая сила ЭДС

Электродвижущая сила (ЭДС) - в устройстве, осуществляющем принудительное разделение положительных и отрицательных зарядов (генераторе), величина, численно равная разности потенциалов между зажимами генератора при отсутствии тока в его цепи, измеряется в Вольтах.

Источники электромагнитной энергии (генераторы) - устройства, преобразующие энергию любого неэлектрического вида в электрическую. Такими источниками, например, являю тся:

генераторы на электростанциях (тепловых, ветровых, атомных, гидростанциях), преобразующие механическую энергию в электрическую;

гальванические элементы (батареи) и аккумуляторы всех типов, преобразующие химическую энергию в электрическую и т. п.

ЭДС численно равна работе, которую совершают сторонние силы при перемещении единичного положительного заряда внутри источника или сам источник, проводя единичный положительный заряд по замкнутой цепи.

Электродвижущая сила ЭДС Е - скалярная величина, характеризующая способность стороннего поля и индуктированного электрического поля вызывать электрический ток. ЭДС Е численно равна работе (энергии) W в джоулях (Дж), затрачиваемой этим полем на перемещение единицы заряда (1 Кл) из одной точки поля в другую.

Единицей измерения ЭДС является вольт (В). Таким образом, ЭДС равна 1 В, если при перемещении заряда в 1 Кл по замкнутой цепи совершается работа в 1 Дж: [Е] = I Дж/1 Кл = 1 В.

Перемещение зарядов по участку электрической цепи сопровождается затратой энергии.

Величину, численно равную работе, которую совершает источник, проводя единичный положительный заряд по данному участку цепи, называют напряжением U. Так как цепь состоит из внешнего и внутреннего участков, разграничивают понятия напряжений на внешнем Uвш и внутреннем Uвт участках.

Из сказанного очевидно, что ЭДС источника равна сумме напряжений на внешнем U и внутреннем U участках цепи:

Эта формула выражает закон сохранения энергии для электрической цепи.

Измерить напряжения на различных участках цепи можно только при замкнутой цепи. ЭДС измеряют между зажимами источника при разомкнутой цепи.

Напряжение, ЭДС и падение напряжения для активного двухполюсника

Направление ЭДС - это направление принудительного движения положительных зарядов внутри генератора от минуса к плюсу под действием иной, чем электрическая, природы.

Внутреннее сопротивление генератора это сопротивление конструктивных элементов внутри него.

Идеальный источник ЭДС - генератор, внутреннее сопротивление которого равно нулю, а напряжение на его зажимах не зависит от нагрузки. Мощность идеального источника ЭДС бесконечна.

Условное изображение (электрическая схема) идеального генератора ЭДС величиной Е показано на рис. 1, а.

Реальный источник ЭДС, в отличие от идеального, содержит внутреннее сопротивление Ri и его напряжение зависит от нагрузки (рис. 1., б), а мощность источника конечна. Электрическая схема реального генератора ЭДС представляет собой последовательное соединение идеального генератора ЭДС Е и его внутреннего сопротивления Ri.

Схемы источников ЭДС: а - идеального; б - реального

На практике для того чтобы приблизить режим работы реального генератора ЭДС к режиму работы идеального, внутреннее сопротивление реального генератора Ri стараются делать как можно меньше, а сопротивление нагрузки R н необходимо подключать величиной не менее чем в 10 раз большей величины внутреннего сопротивления генератора, т.е. необходимо выполнять условие: R н >> Ri

Для того чтобы выходное напряжение реального генератора ЭДС не зависело от нагрузки, его стабилизируют применением специальных электронных схем стабилизации напряжения.

Поскольку внутреннее сопротивление реального генератора ЭДС не может быть выполнено бесконечно малым, его минимизируют и выполняют стандартным для возможности согласованного подключения к нему потребителей энергии. В радиотехнике величины стандартного выходного сопротивления генераторов ЭДС составляют 50 Ом (промышленный стандарт) и 75 Ом (бытовой стандарт).

Например, все телевизионные приемники имеют входное сопротивление 75 Ом и подключены к антеннам коаксиальным кабелем именно такого волнового сопротивления.

Для приближения к идеальным генераторам ЭДС источники питающего напряжения, используемые во всей промышленной и бытовой радиоэлектронной аппаратуре, выполняют с применением специальных электронных схем стабилизации выходного напряжения, которые позволяют выдерживать практически неизменное выходное напряжение источника питания в заданном диапазоне токов, потребляемых от источника ЭДС (иногда его называют источником напряжения).

На электрических схемах источники ЭДС изображаются так: Е - источник постоянной ЭДС, е(t) - источник гармонической (переменной) ЭДС в форме функции времени.

Электродвижущая сила Е батареи последовательно соединенных одинаковых элементов равна электродвижущей силе одного элемента Е, умноженной на число элементов n батареи: Е = nЕ.

ЭДС, анализ крови: что это? Подробная расшифровка анализа

Анализ крови на ЭДС - что это? Экспресс-диагностика сифилиса, которая обозначается аббревиатурой ЭДС, представляет собой один из нетрепонемных серологических исследовательских методов анализа крови. Данный тест предложил иммунолог из Германии А. Вассерман, и он был назван в его честь – реакция Вассермана, или RW. Основные его достоинства – дешевизна, простота, быстрый результат.

На ЭДС кровь сдается в период скринингов, то есть массовых обследований, для определения заболеваний у здоровых, на первый взгляд, людей, у которых отсутствуют какие-либо тревожные симптомы. В настоящее время такой тест считается устаревшим и заменяется другими, но до сих пор, когда речь идет о нетрепонемном обнаружении сифилиса, применяется такое выражение - «сдать кровь на RW».

Описание анализа крови ЭДС и его назначение

Анализ крови на ЭДС сдается не только теми пациентами, которые подозревают, что у них есть заболевание, либо намереваются подтвердить уже поставленный диагноз, но и в обязательном порядке донорами крови и беременными женщинами. Терапия сифилиса может осуществляться посредством применения антибиотиков, но невылеченное заболевание перерастает в хроническую форму, поражающую все органы человеческого организма, а также характеризуется постоянными ремиссиями и рецидивами.

Проводят тест в следующих случаях:

• Если имеется подозрение на заболевание сифилисом.
• Для подтверждения диагноза - скрытого сифилиса.
• В случае необходимости проверки доноров.
• Тесты при беременности.
• Скрининг.

Сколько времени делается анализ крови на ЭДС? Этот тест очень оперативный. Уже через полчаса можно анализировать результат.

Переносчик

В качестве переносчика сифилиса выступает заболевший пациент и жидкости его тела. Возможно заражение половым путем, через кровь либо посредством применения предметов личной гигиены. Обычно причиной заболевания становятся беспорядочные сексуальные контакты. Чем раньше будет диагностирована патология, тем быстрее и проще становится лечение. Чтобы пройти тест, можно просто сдать натощак кровь. Если не требуются никакие другие анализы, кроме ЭДС, то нужно лишь не употреблять пищевые продукты в течение восьми часов. За день до проведения анализа соблюдать специальную диету не требуется. Обычно кровь берется из вены, однако возможно и из пальца, поскольку не нужно большое ее количество. Что это - ЭДС (анализ крови)? Рассмотрим подробнее.

Если обнаружены антитела

При обнаружении антител можно судить о проникновении инфекции в организм человека в определенной степени. Принимающий участие в тесте кардиолипин является таким веществом, которое извлекается из бычьего сердца. Особый кардиолипиновый раствор соединяется с небольшим количеством крови в стеклянных лунках. Полученный раствор оценивается через полчаса на количество получившегося осадка.

Необходимо помнить о возможных погрешностях. Положительный результат не всегда говорит о том, что пациент болен. Хотя тест является достаточно эффективным, он в любом случае нуждается в подтверждении другими анализами, поэтому кровь нужно сдать несколько раз. Особенно это относится к беременным женщинам. Кроме определения диагноза, данный тест дает возможность выявления стадии заболевания от первой до четвертой. Лечение назначается на основе полученных сведений.

Не все знают, что это - анализ крови на ЭДС.

Расшифровка анализа на сифилис и показатели нормы

При процедуре ЭДС затруднительно говорить об определенной норме или ее нарушениях. Результат в этом случае либо отрицательный, либо положительный. Но помимо этого существуют еще и титры, которые показывают, в каком количестве присутствуют антитела в крови. Каждый конкретный результат расшифровывать должен специалист. Имеется большое количество различных тонкостей, в связи с чем не нужно делать преждевременные выводы и пытаться самостоятельно расшифровать анализ или найти ответ на вопрос, что это такое - анализ крови на ЭДС - с помощью интернета.

Классовая принадлежность клеток lgM или lgG

Указывается классовая принадлежность клеток lgM или lgG: при попадании в организм трепонемы иммунная система начинает бурно реагировать на проникновение инородных клеток. Сначала формируются такие антитела, как lgM. Обнаружить их можно уже через неделю после того, как человек заразился. lgG же появляются в организме приблизительно через месяц и способны сохраняться в нем на протяжении длительного периода, даже если болезнь была успешно вылечена. Присутствие данного класса может служить указанием того, что в организме была выработана устойчивая реакция иммунитета к бледной трепонеме.

При отрицательном результате и указанных при этом титрах со словом lgG рядом с ними можно судить о вторичном характере сифилиса. То есть в крови имеются антитела к бледной трепонеме, однако это антитела памяти, способные долго циркулировать в организме уже после выздоровления пациента. Подобный анализ в некоторых случаях может быть положительным, хотя на самом деле он ложноположительный. Для точного определения требуется учет всех предыдущих результатов исследований и наблюдение за уменьшением титра. Все последующие анализы при этом могут продолжать давать положительный результат.

Расшифровку анализа крови на ЭДС должен проводить высококвалифицированный специалист.

Как определить степень поражения?

Он может давать как положительный, так и отрицательный результат. Поражение тем серьезнее, чем большее количество плюсов имеется в показателях.

• слабоположительная реакция - + и ++ (если плюс один, то результат является сомнительным);
• положительная - +++;
• резко положительная - ++++.

По результатам анализа указываются титры антител. При проведении исследования для контроля терапии титры позволяют определить, выздоравливает ли пациент. Как правило, больной после лечения находится под наблюдением специалистов на протяжении года. За этот период он несколько раз проходит тестирование. Об эффективности терапии также свидетельствует снижение титров за год в четыре и более раз. При отсутствии иммуноглобулинов IgM в крови можно говорить об отсутствии возобновления инфекции. Присутствие же IgG возможно в течение длительного времени после лечения, а порой даже всю жизнь.

Положительный результат анализа крови ЭДС

Что это? Нужно помнить о том, что у этого метода есть определенные недостатки. Исследование назначается для того, чтобы подтвердить подозрения, однако на достоверный результат рассчитывать можно далеко не во всех случаях.

Реакция Вассермана способна иметь положительные показатели не только при сифилисе, но и при малярии, волчанке, туберкулезе. К сожалению, более эффективный и точный метод все еще отсутствует. Зачастую такой анализ проводится одновременно с остальными для более полной картины. У беременных женщин результат может оказаться положительным даже при отсутствии каких-либо патологий. Он способен стать ложным также во время менструации. Сколько делается анализ крови на ЭДС, лучше узнать заранее.

Перепроверить тест

При получении положительного результата необходимо перепроверить его несколько раз. Пациент имеет право сдавать другие тесты и требовать подтверждения, поскольку ЭДС не является надежным на 100 %. Если же появляются язвы, шанкры, при этом они не болят и не кровоточат, можно судить о том, что произошло заражение. Нужно сразу же обратиться к специалисту. Пациент должен узнать все подробности терапии, действие и состав назначенных препаратов.

При беременности возможно профилактическое лечение, и от него не нужно отказываться. Если женщина до беременности лечилась от сифилиса (либо на ранних ее сроках), врач может назначить профилактический медикаментозный курс. Также пациент имеет право требовать абсолютной анонимности. О диагнозах и терапии врач распространяться не может.

Не нужно откладывать лечение, поскольку на начальных этапах оно происходит быстрее. Необходимо отказаться от жирных и тяжелых продуктов, алкоголя и всего, что может осложнить процесс выздоровления.

Мы рассмотрели ЭДС - анализ крови. Что это, теперь понятно.

Что такое ЭДС и в она чем измеряется?

Когда родилось понятие «электрон», люди сразу связали его с определенной работой. Электрон – это по-гречески «янтарь». То, что грекам для того, чтобы найти этот бесполезный, в общем-то, магический камушек, надо было довольно далеко проехать на север - такие усилия тут, в общем-то, не в счет. А вот стоило проделать некоторую работу - руками по натиранию камушка о шерстяную сухую тряпочку - и он приобретал новые свойства. Это знали все. Натереть просто так, ради сугубо бескорыстного интереса, чтобы понаблюдать, как теперь к «электрону» начинает притягиваться мелкий мусор: пылинки, шерстинки, ниточки, перышки. В дальнейшем, когда появился целый класс явлений, объединенных потом в понятие «электричество», работа, которую надо обязательно затратить, не давала людям покоя. Раз нужно затратить, чтобы получился фокус с пылинками - значит, хорошо бы эту работу как-то сохранить, накопить, а потом и получить обратно.

Таким образом из все более усложнявшихся фокусов с разными материалами и философских рассуждений и научились эту магическую силу собирать в баночку. А потом сделать и так, чтобы она из баночки постепенно высвобождалась, вызывая действия, которые стало уже можно ощутить, а очень скоро и померить. И померили настолько остроумно, имея всего-то пару шелковых шариков или палочек и пружинные крутильные весы, что и теперь мы вполне серьезно пользуемся все теми же формулами для расчетов электрических цепей, которые уже пронизали теперь всю планету, бесконечно сложных, сравнительно с теми первыми приспособлениями.

А название этого могучего джинна, сидящего в баночке, так до сих пор и содержит восторг давних открывателей: «Электродвижущая сила». Но только сила эта - совсем не электрическая. А наоборот, посторонняя страшная сила, заставляющая электрические заряды двигаться «против воли», то есть преодолевая взаимное отталкивание, и собираться где-то с одной стороны. От этого получается разность потенциалов. Ее и можно использовать, пустив заряды другим путем. Где их «не сторожит» эта страшная ЭДС. И заставить, тем самым, выполнить некоторую работу.

Принцип работы

ЭДС - это сила самой разной природы, хотя измеряется она в вольтах:

Электризация, как первоначально предполагали, происходит именно от «трения», то есть, натирая янтарь тряпкой, мы «срываем» с его поверхности электроны. Однако исследования показали, что здесь не так все просто. Оказывается, на поверхности диэлектриков всегда имеются неравномерности заряда, и к этим неравномерностям притягиваются ионы из воздуха. Образуется такая воздушно-ионная шуба, которую мы и повреждаем, натирая поверхность.

• Термоэмиссионной. При нагревании металлов с их поверхности срываются электроны. В вакууме они достигают другого электрода и наводят там отрицательный потенциал. Очень перспективное сейчас направление. На рисунке приведена схема защиты гиперзвукового летательного аппарата от перегрева частей корпуса встречным потоком воздуха, причем термоэлектроны, испускаемые катодом (который при этом охлаждается - одновременное действие эффектов Пельтье и/или Томсона), достигают анода, наводя на нем заряд. Заряд, вернее, напряжение, которое равно полученной ЭДС, можно использовать в цепи потребления внутри аппарата.

1 - катод, 2 - анод, 3, 4 - отводы катода и анода, 5 - потребитель

• Пьезоэлектрической. Многие кристаллические диэлектрики, когда испытывают механическое давление на себя в каком-либо направлении, реагируют на него наведением разницы потенциалов между своими поверхностями. Эта разность зависит от приложенного давления, поэтому уже используется в датчиках давления. Пьезоэлектрические зажигалки для газовых плит не требуют никакого другого источника энергии - только нажатия пальцем на кнопочку. Известны попытки создания пьезоэлектрической системы зажигания в автомобилях на основе пьезокерамики, получающей давление от системы кулачков, связанных с главным валом двигателя. «Хорошие» пьезоэлектрики - у которых пропорциональность ЭДС от давления высоко точна - бывают очень тверды (например, кварц), при механическом давлении почти не деформируются.

То, что единицей измерения ЭДС является единица электрического напряжения, понятно. Так как самые разнородные механизмы, создающие электродвижущую силу источника тока, все преобразуют свои виды энергии в движение и накопление электронов, а это в конечном счете и приводит к появлению такого напряжения.

Ток, возникающий от ЭДС

Электродвижущая сила источника тока на то и движущая сила, что электроны от нее начинают двигаться, если замкнуть электрическую цепь. Их к этому принуждает ЭДС, пользуясь своей неэлектрической «половиной» природы, которая не зависит, все-таки, от половины, связанной с электронами. Так как считается, что ток в цепи течет от плюса к минусу (такое определение направления было сделано раньше, чем все узнали, что электрон - отрицательная частица), то внутри прибора с ЭДС ток делает движение завершающее - от минуса к плюсу. И всегда рисуют у знака ЭДС, куда направлена стрелочка – +. Только в обоих случаях - и внутри ЭДС источника тока, и снаружи, то есть в потребляющей цепи, - мы имеем дело с электрическим током со всеми его обязательными свойствами. В проводниках ток наталкивается на их сопротивление. И здесь, в первой половине цикла, имеем сопротивление нагрузки, во второй, внутренней, - сопротивление источника или внутреннее сопротивление.

Внутренний процесс работает не мгновенно (хотя очень быстро), а с определенной интенсивностью. Он совершает работу по доставке зарядов от минуса к плюсу, и это тоже встречает сопротивление…

Сопротивление это двоякого рода.

1. Внутреннее сопротивление работает против сил, разъединяющих заряды, оно имеет природу, «близкую» этим разъединяющим силам. По крайней мере, работает с ними в едином механизме. Например, кислота, отбирающая кислород у двуокиси свинца и замещающая его на ионы SO 4 -, определенно испытывает некоторое химическое сопротивление. И это как раз и проявляется как работа внутреннего сопротивления аккумулятора.
2. Когда наружная (выходная) половина цепи не замкнута, появление все новых и новых электронов на одном из полюсов (и убывание их с другого полюса) вызывает усиление напряженности электростатического поля на полюсах аккумулятора и усиление отталкивания между электронами. Что позволяет системе «не идти вразнос» и остановиться на некотором состоянии насыщенности. Больше электронов из аккумулятора наружу не принимается. И это внешне выглядит как наличие постоянного электрического напряжения между клеммами аккумулятора, которое называется U хх, напряжением холостого хода. И оно численно равно ЭДС - электродвижущей силе. Поэтому и единицей измерения ЭДС является вольт (в системе СИ).

Но если только подключить к аккумулятору нагрузку из проводников, имеющих отличное от нуля сопротивление, то немедленно потечет ток, сила которого определяется по закону Ома.

Померить внутреннее сопротивление источника ЭДС, казалось бы, можно. Стоит включить в цепь амперметр и шунтировать (закоротить) внешнее сопротивление. Однако внутреннее сопротивление настолько низко, что аккумулятор начнет разряжаться катастрофически, вырабатывая огромное количество теплоты, как на внешних закороченных проводниках, так и во внутреннем пространстве источника.

Однако можно поступить иначе:

1. Измерить E (помним, напряжение холостого хода, единица измерения - вольт).
2. Подключить в качестве нагрузки некоторый резистор и померить падение напряжения на нем. Вычислить ток I 1 .
3. Вычислить значение внутреннего сопротивления источника ЭДС можно, воспользовавшись выражением для r

Обычно способность аккумулятора выдавать электроэнергию оценивается его энергетической «емкостью» в амперчасах. Но интересно было бы посмотреть, какой максимальный ток он может вырабатывать. Несмотря на то, что, быть может, электродвижущая сила источника тока заставит его взорваться. Так как идея устроить на нем короткое замыкание показалась не очень заманчивой, можно вычислить эту величину чисто теоретически. ЭДС равно U хх. Просто нужно дорисовать график зависимости падения напряжения на резисторе от тока (следовательно, и от сопротивления нагрузки) до точки, в которой сопротивление нагрузки будет равно нулю. Это точка I кз, пересечения красной линии с линией координаты I, в которой напряжение U стало нулевым, а все напряжение E источника будет падать на внутреннее сопротивление.

Часто кажущие простыми основные понятия не всегда бывает можно понять без привлечения примеров и аналогий. Что такое электродвижущая сила, и как она работает, можно представить, только рассмотрев множество ее проявлений. А стоит рассмотреть определение ЭДС, как оно дается солидными источниками посредством умных академических слов - и все начинай с начала: электродвижущая сила источника тока. Или просто выбей на стене золотыми буквами:

Расшифровка эдс

Словарь: С. Фадеев. Словарь сокращений современного русского языка. - С.-Пб.: Политехника, 1997. - 527 с.

экспериментальная диспетчерская служба

экономика дорожного строительства

образование и наука, фин.

электронные денежные средства

Электроинжиниринг, диагностика и сервис

эквиваленты денежных средств

Словарь сокращений и аббревиатур. Академик. 2015 .

Смотреть что такое «ЭДС» в других словарях:

эдс - см. Электродвижущая сила. * * * ЭДС ЭДС, см. Электродвижущая сила (см. ЭЛЕКТРОДВИЖУЩАЯ СИЛА) … Энциклопедический словарь

ЭДС - см. Электродвижущая сила … Большой Энциклопедический словарь

ЭДС - ЭДС трёхбуквенная аббревиатура. Может означать: Электродвижущая сила электростатический двигатель эквиваленты денежных средств, см. денежные средства экономика дорожного строительства экспериментальная диспетчерская служба экспресс… … Википедия

эдс - сущ., кол во синонимов: 1 термоэдс (1) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 … Словарь синонимов

ЭДС - [эдэ эс], нескл., жен. (сокр.: электродвижущая сила) … Русский орфографический словарь

ЭДС - см … Большая политехническая энциклопедия

ЭДС - EMF ЭДС. Аббревиатура электродвижущей силы. (Источник: «Металлы и сплавы. Справочник.» Под редакцией Ю.П. Солнцева; НПО Профессионал, НПО Мир и семья; Санкт Петербург, 2003 г.) … Словарь металлургических терминов

ЭДС - см. Электродвижущая сила … Естествознание. Энциклопедический словарь

ЭДС - электродвижущая сила electromotive force (EMF) … Универсальный дополнительный практический толковый словарь И. Мостицкого

ЭДС - электродвижущая сила … Словарь сокращений русского языка

ЭДС (электродвижущая сила) для начинающих физиков: что это такое?

Что такое ЭДС (электродвижущая сила) в физике? Электрический ток понятен далеко не каждому. Как космическая даль, только под самым носом. Вообще, он и ученым понятен не до конца. Достаточно вспомнить Николу Тесла с его знаменитыми экспериментами, на века опередившими свое время и даже в наши дни остающимися в ореоле тайны. Сегодня мы не разгадываем больших тайн, но пытаемся разобраться в том, что такое ЭДС в физике.

Определение ЭДС в физике

ЭДС – электродвижущая сила. Обозначается буквой E или маленькой греческой буквой эпсилон.

Электродвижущая сила - скалярная физическая величина, характеризующая работу сторонних сил (сил неэлектрического происхождения), действующих в электрических цепях переменного и постоянного тока.

ЭДС, как и напряжение, измеряется в вольтах. Однако ЭДС и напряжение – явления разные.

Напряжение (между точками А и Б) – физическая величина, равная работе эффективного электрического поля, совершаемой при переносе единичного пробного заряда из одной точки в другую.

Объясняем суть ЭДС «на пальцах»

Чтобы разобраться в том, что есть что, можно привести пример-аналогию. Представим, что у нас есть водонапорная башня, полностью заполненная водой. Сравним эту башню с батарейкой.

Вода оказывает максимальное давление на дно башни, когда башня заполнена полностью. Соответственно, чем меньше воды в башне, тем слабее давление и напор вытекающей из крана воды. Если открыть кран, вода будет постепенно вытекать сначала под сильным напором, а потом все медленнее, пока напор не ослабнет совсем. Здесь напряжение – это то давление, которое вода оказывает на дно. За уровень нулевого напряжения примем само дно башни.

То же самое и с батарейкой. Сначала мы включаем наш источник тока (батарейку) в цепь, замыкая ее. Пусть это будут часы или фонарик. Пока уровень напряжения достаточный и батарейка не разрядилась, фонарик светит ярко, затем постепенно гаснет, пока не потухнет совсем.

Но как сделать так, чтобы напор не иссякал? Иными словами, как поддерживать в башне постоянный уровень воды, а на полюсах источника тока – постоянную разность потенциалов. По примеру башни ЭДС представляется как бы насосом, который обеспечивает приток в башню новой воды.

Природа ЭДС

Причина возникновения ЭДС в разных источниках тока разная. По природе возникновения различают следующие типы:

• Химическая ЭДС. Возникает в батарейках и аккумуляторах вследствие химических реакций.
• Термо ЭДС. Возникает, когда находящиеся при разных температурах контакты разнородных проводников соединены.
• ЭДС индукции. Возникает в генераторе при помещении вращающегося проводника в магнитное поле. ЭДС будет наводиться в проводнике, когда проводник пересекает силовые линии постоянного магнитного поля или когда магнитное поле изменяется по величине.
• Фотоэлектрическая ЭДС. Возникновению этой ЭДС способствует явление внешнего или внутреннего фотоэффекта.
• Пьезоэлектрическая ЭДС. ЭДС возникает при растяжении или сдавливании веществ.

Дорогие друзья, сегодня мы рассмотрели тему «ЭДС для чайников». Как видим, ЭДС – сила неэлектрического происхождения, которая поддерживает протекание электрического тока в цепи. Если Вы хотите узнать, как решаются задачи с ЭДС, советуем обратиться к нашим авторам – скрупулезно отобранным и проверенным специалистам, которые быстро и доходчиво разъяснят ход решения любой тематической задачи. И по традиции в конце предлагаем Вам посмотреть обучающее видео. Приятного просмотра и успехов в учебе!

ЭДС электродвижущая сила

Для поддержаниязаданного значения электрического тока в проводнике требуется какой-то внешний источник энергии, который все время обеспечивал бы нужную разность потенциалов на концах этого проводника. Такими источниками энергии являются так называемые источники электрического тока, обладающие какой-то заданной электродвижущей силой , которая способна создать и длительное время поддерживать разность потенциалов.

Электродвижущая сила или сокращенно ЭДС обозначается латинской буквой Е. Единицей измерения ЭДС является вольт . Таким образом, чтобы получить непрерывное движение электрического тока в проводнике, нужна электродвижущая сила, т. е. требуется источник электрического тока.

Историческая справка . Первым подобным источником тока в электротехнике являлся «вольтов столб», который был сделан из нескольких медных и цинковых кружков, проложенных коровьей кожей, смоченной в слабом растворе кислоты. Таким образом, самым простым способом получения электродвижущей силы считается химическое взаимодействие ряда веществ и материалов, в результате чего химическая энергия преобразуется в электрическую энергию. Источники питания, в которых подобным методом генерируется электродвижущая сила ЭДС, получили название химических источников тока.

Сегодня химические источники питания - батарейки и все возможные виды аккумуляторов - получили огромное распространение в электронике и электротехнике, а также электроэнергетике.

Также распространены и различные виды генераторов, которые в роли единственного источника, способны запитать электрической энергией промышленные предприятия, дать освещение в города, на фунционирование систем железных дорог, трамваев и метро.

ЭДС действует совершенно одинаково как на химические источники, так и на генераторы. Ее действие заключается в создании разности потенциалов на каждом из зажимов источника питания и поддержании ее в течение всего необходимого времени. Зажимы источника питания называют полюсами. На одном из полюсов всегда создается нехватка электронов, т.е. такой полюс имеет положительный заряд и маркируется «+», а на другом наоборот создается повышенная концентрация свободных электронов, т.е. этот полюс имеет отрицательный заряд и маркируется знаком « - ».

Источники ЭДС применяются для подключения различных приборов и устройств, являющихся потребителями электрической энергии. С помощью проводов потребители подключаются к полюсам источников тока, так что получается замкнутая электрическая цепь. Разность потенциалов, возникшая в замкнутой электроцепи получило название напряжение и обозначают латинской буквой «U». Единица измерения напряжения один вольт . Например, запись U=12 В говорит о том, что напряжение источника ЭДС составляет 12 В.

Для того, чтобы измерить напряжение или ЭДС применяют специальный измерительный прибор - вольтметр .

При необходимости осуществить правильные измерения ЭДС или напряжения источника питания, вольтметр подсоединяют напрямую к полюсам. При разомкнутой электрической цепи вольтметр будет показывать ЭДС. При замкнутой цепи вольтметр выведит на дисплей значение напряжение на каждом зажиме источника питания. PS: Источник тока всегда развивает большую ЭДС, чем напряжение на зажимах.

Электродвижущая сила

В физике такое понятие, как электродвижущая сила (сокращенно – ЭДС) используется в качестве основной энергетической характеристики источников тока.

Электродвижущая сила (ЭДС)

Электродвижущая сила (ЭДС) – способность источника энергии создавать и поддерживать на зажимах разность потенциалов.

Напряжение на зажимах источника всегда меньше ЭДС на величину падения напряжения.

U RH – напряжение на зажимах источника. Измеряется при замкнутой внешней цепи.

Е – ЭДС – измеряется на заводе изготовителе.

Электродвижущая сила (ЭДС) представляет собой физическую величину, которая равна частному от деления той работы, которая при перемещении электрического заряда совершается сторонними силами в условиях замкнутой цепи, к самому этому заряду.

Следует заметить, что электродвижущая сила в источнике тока возникает и при отсутствии самого тока, то есть тогда, когда цепь является разомкнутой. Такую ситуацию принято именовать «холостым ходом», а сама величина ЭДС при ней равняется разнице тех потенциалов, которые имеются на зажимах источника тока.

Химическая электродвижущая сила наличествует в аккумуляторах, гальванических батареях при протекании коррозионных процессов. В зависимости от того, на каком именно принципе построена работа того или иного источника питания, они именуются либо аккумуляторами, либо гальваническими элементами.

Одной из основных отличительных характеристик гальванических элементов является то, что эти источники тока являются, так сказать, одноразовыми. При их функционировании те активные вещества, благодаря которым выделяется электрическая энергия, в результате протекания химических реакций распадаются практически полностью. Именно поэтому если гальванический элемент разряжен полностью, то в качестве источника тока использовать его далее невозможно.

В отличие от гальванических элементов аккумуляторы предполагают многократное использование. Это возможно потому, что те химические реакции, которые в них протекают, имеют обратимый характер.

Электромагнитная ЭДС возникает при функционировании таких устройств, как динамо-машины, электродвигатели, дроссели, трансформаторы и т.п.

Суть ее состоит в следующем: при помещении проводников в магнитное поле и их перемещении в нем таким образом, чтобы происходило пересечение магнитных силовых линий, происходит наведение ЭДС. Если цепь замкнута, то в ней возникает электрический ток.

В физике описанное выше явление называется электромагнитной индукцией. Электродвижущую силу, которая при этом индуктируется, именуют ЭДС индукции.

Следует заметить, что наведение ЭДС индукции происходит не только в тех случаях, когда в магнитном поле проводник перемещается, но и тогда, когда он остается неподвижным, но при этом осуществляется изменение величины самого магнитного поля.

Эта разновидность электродвижущей силы возникает тогда, когда наличествует или внешний, или внутренний фотоэффект.

В физике под фотоэффектом (фотоэлектрическим эффектом) подразумевается та группа явлений, которая возникает тогда, когда на вещество воздействует свет, и при этом в нем происходит эмиссия электронов. Это называют внешним фотоэффектом. Если же при этом появляется электродвижущая сила или изменяется электропроводимость вещества, то говорят о внутреннем фотоэффекте.

Сейчас и внешний, и внутренний фотоэффекты очень широко используются для проектирования и производства огромного количества таких приемников светового излучения, которые преобразуют световые сигналы в электрические. Все эти устройства называются фотоэлементами и используются как в технике, так и при проведении разнообразных научных исследований. В частности, именно фотоэлементы используются для того, чтобы производить наиболее объективные оптические измерения.

Что касается этого типа электродвижущей силы, то она, к примеру, возникает при механическом трении, возникающем в электрофорных агрегатах (специальных лабораторных демонстрационных и вспомогательных приборах), она же имеет место быть и в грозовых облаках.

Генераторы Вимшурста (это еще одно название электрофорных машин) для своего функционирования используют такое явление, как электростатическая индукция. При их работе электрические заряды накапливаются на полюсах, в лейденских банках, причем разность потенциалов может достигать очень солидных величин (до нескольких сотен тысяч вольт).

Природа статического электричества заключается в том, что оно возникает тогда, когда из-за потери или приобретения электронов нарушается внутримолекулярное или внутриатомное равновесие.

Эта разновидность электродвижущей силы возникает тогда, когда происходит или сдавливание, или растяжение веществ, называемых пьезоэлектриками. Они широко используются в таких конструкциях, как пьезодатчики, кварцевых генераторах, гидрофонах и некоторых другиех.

Именно пьезоэлектрический эффект положен в основу работы пьезоэлектрических датчиков. Сами они относятся к датчикам так называемого генераторного типа. В них входной величиной является прилагаемая сила, а выходной – количество электричества.

Что касается таких устройств, как гидрофоны, то в основу их функционирования заложен принцип так называемого прямого пьезоэлектрического эффекта, который имеют пьезокерамические материалы. Суть его состоит в том, что если на поверхность этих материалов оказывается звуковое давление, то на их электродах возникает разность потенциалов. При этом она пропорциональна величине звукового давления.

Одной из основных сфер применения пьезоэлектрических материалов является производство кварцевых генераторов, имеющих в своей конструкции кварцевые резонаторы. Предназначены такие устройства для того, чтобы получать колебания строго фиксированной частоты, которые стабильны как по времени, так и при изменении температуры, а также имеют совсем невысокий уровень фазовых шумов.

Эта разновидность электродвижущей силы возникает тогда, когда с поверхности разогретых электродов происходит термоэмиссия заряженных частиц. Термоионная эмиссия на практике применяется достаточно широко, например, на ней основана работа практически всех радиоламп.

Эта разновидность ЭДС возникает тогда, когда на различных концах разнородных проводников или же просто на различных участках цепи температура распределяется очень неоднородно.

Термоэлектрическая электродвижущая сила используется в таких устройствах, как пирометры, термопары и холодильные машины. Датчики, работа которых основана на этом явлении, называются термоэлектрическими, и являются, по сути дела, термопарами, состоящими из спаянных между собой электродов, изготовленных из разных металлов. Когда эти элементы или нагреваются, или охлаждаются, между ними возникает ЭДС, которая по своей величине пропорциональна изменению температуры.

Формула ЭДС

Здесь – ЭДС, – работа сторонних сил, – величина заряда.

Единица измерения напряжения – В (вольт).

ЭДС – скалярная величина. В замкнутом контуре ЭДС равна работе сил по перемещению аналогичного заряда по всему контуру. При этом ток в контуре и внутри источника тока будут течь в противоположных направлениях. Внешняя работа, которая создаёт ЭДС, должна быть не электрического происхождения (сила Лоренца, электромагнитная индукция, центробежная сила, сила, возникающая в ходе химических реакций). Эта работа нужна для преодоления сил отталкивания носителей тока внутри источника.

Если в цепи идёт ток, то ЭДС равна сумме падений напряжений во всей цепи.

Электродвижущая сила

Электродвижущая сила (ЭДС) - скалярная физическая величина, характеризующая работу сторонних сил, то есть любых сил неэлектрического происхождения, действующих в квазистационарных цепях постоянного или переменного тока. В замкнутом проводящем контуре ЭДС равна работе этих сил по перемещению единичного положительного заряда вдоль всего контура .

ЭДС так же, как и напряжение, в Международной системе единиц (СИ) измеряется в вольтах. Можно говорить об электродвижущей силе на любом участке цепи. Это удельная работа сторонних сил не во всем контуре, а только на данном участке. ЭДС гальванического элемента есть работа сторонних сил при перемещении единичного положительного заряда внутри элемента от одного полюса к другому. Работа сторонних сил не может быть выражена через разность потенциалов, так как сторонние силы непотенциальны и их работа зависит от формы траектории. Так, например, работа сторонних сил при перемещении заряда между клеммами источника тока вне самого́ источника равна нулю.

Электродвижущая сила источника связана с электрическим током, протекающим в цепи, соотношениями закона Ома. Закон Ома для неоднородного участка цепи имеет вид :

Если на участке цепи не действуют сторонние силы (однородный участок цепи ) и, значит, источника тока на нём нет, то, как это следует из закона Ома для неоднородного участка цепи, выполняется:

Значит, если в качестве точки 1 выбрать анод источника, а в качестве точки 2 - его катод, то для разности между потенциалами анода φ a и катода φ k > можно записать:

Из этого соотношения и закона Ома для замкнутой цепи, записанного в виде E = I R e + I r >=IR_ +Ir> нетрудно получить

Из полученного соотношения следуют два вывода:

Таким образом, ЭДС источника тока равна разности потенциалов между его клеммами в состоянии, когда источник отключён от цепи .

Причиной возникновения электродвижущей силы в замкнутом контуре может стать изменение потока магнитного поля, пронизывающего поверхность, ограниченную данным контуром. Это явление называется электромагнитной индукцией. Величина ЭДС индукции в контуре определяется выражением

Как показано на рисунке, электрический ток, нормальное направление которого - от «плюса» к «минусу», внутри источника ЭДС (например, внутри гальванического элемента) течёт в противоположном направлении. Направление от «плюса» к «минусу» совпадает с направлением электрической силы, действующей на положительные заряды. Поэтому для того, чтобы заставить ток течь в противоположном направлении, необходима дополнительная сила неэлектрической природы (центробежная сила, сила Лоренца, силы химической природы) которая бы преодолевала электрическую силу.

ЭКГ отражает суммарные электрические токи, возникающие в многочисленных волокнах миокарда по время возбуждения. Так как в процессе побуждения суммарная электродвижущая сила сердца изменяет величину и направление, она является векторной величиной. Вектор сердца схематически изображается стрелкой, указывающей направление электродвижущей силы, длина стрелки соответствует величине этой силы.

Электрокардиографический вектор ориентирован в строну положительного полюса суммарного диполя - сердечной мышцы. Если возбуждение распространяется по направлению к положительному электроду, то на ЭКГ регистрируется положительный (направленный вверх) зубец, если возбуждение направлено от положительного электрода, то регистрируется отрицательный зубец.

Суммарный вектор электродвижущей силы сердца образуется путем суммирования его составных частей по правилу сложения векторов. Если направление суммарного вектора соответствует (параллельно) оси какого-либо отведения ЭКГ, то в данном отведении амплитуда отклонения (зубцов) кривой будет наибольшей. Если результирующий вектор расположен перпендикулярно оси отведения, то вольтаж зубцов будет минимальным.

Вектор сердца движется в грудной клетке в трехмерном пространстве: во фронтальной, горизонтальной и сагиттальной плоскостях. Изменения вектора в указанных плоскостях находят наибольшее отражение при записи ЭКГ в ортогональных отведениях.

По отведениям от конечностей можно проанализировать проекцию вектора сердца на фронтальную плоскость, а по грудным отведениям - на горизонтальную плоскость. Наибольшее практическое значение имеет направление вектора во фронтальной плоскости. Для этого необходимо проанализировать положение вектора сердца по отношению к осям отведений от конечностей в шестиосевой системе координат, когда оси отведений от конечностей проходят через центр треугольника Эйнтговена.

Отведения от конечностей не могут отразить положение вектора сердца в горизонтальной плоскости. Отклонения вектора в этой плоскости регистрируются в грудных отведениях.

Как указывалось выше, импульс возбуждения, зарождаясь в синусовом узле, распространяется на правое, а затем па левое предсердия. Предсердный вектор во фронтальной плоскости в норме ориентирован вниз и влево. Его направление совпадает с осью второго отведения, поэтому зубец Р в этом отведении имеет обычно наибольшую амплитуду.

Наиболее низким зубец Р будет в том отведении, ось которого перпендикулярна оси II отведения, т.е. в aVL. Зубец Р в отведении aVR отрицательный, так как оси отведений II и aVR имеют противоположную полярность. Предсердный вектор направлен почти перпендикулярно горизонтальной плоскости, поэтому амплитуда зубцов Р в грудных отведениях ниже, чем в отведениях от конечностей.

«Практическая электрокардиография», В.Л.Дощицин

Электрокардиограмма (ЭКГ) представляет собой запись суммарного электрического потенциала, возникающего при возбуждении множества миокардиальных клеток. ЭКГ записывают с помощью электрокардиографа. Его основными частями являются гальванометр, система усиления, переключатель отведений и регистрирующее устройство. Электрические потенциалы, возникающие в сердце, воспринимаются электродами, усиливаются и приводят в действие гальванометр. Изменения магнитного поля передаются на регистрирующее устройство и фиксируются на электрокардиографическую…

Этот комплекс отражает процесс деполяризации желудочков. Ширину комплекса QRS измеряют от начала зубца Q до конца зубца S. В норме на ширина не превышает 0,1 с. Соотношение амплитуд зубцов R и S зависит от положения электрической оси сердца, о чем подробнее сказано ниже. Максимальная амплитуда комплекса QRS в грудных отведениях в норме не превышает 26…

В клинической практике наиболее распространены отведения от различных участков поверхности тела. Эти отведения называются поверхностными. При регистрации ЭКГ обычно используют 12 общепринятых отведений: 6 от конечностей и 6 грудных. Первые 3 стандартных отведения были предложены еще Эйнтговеном. Электроды при этом накладываются следующим образом: I отведение: левая рука (+) и правая рука (-); II отведение: левая…