Каково направление электрического тока по оси отведения. Что такое векторные диаграммы и для чего они нужны. Диагностика ишемической болезни сердца

Чтоб понять, как работает электрокардиограф, какие процессы в организме он регистрирует, и что показывает электрокардиограмма — надобно описать суть физических процессов, происходящих при сокращении сердечной мышцы.

Восстановим в памяти элементарные познания из курса школьной физики и алгебры.

Труд сердечной мышцы — это электрический процесс, всегда текущий в организме. Пространство, в котором наблюдается поступок электрических сил, называется электрическим полем. Электрическое поле подразумевает существование двух зарядов — положительного и отрицательного. Подобный тандем зарядов называется электрическим диполем. На рисунке, с помощью силовых линий, изображено электрическое поле диполя. Между отрицательным и положительным зарядом находится нулевая черта, на которой величина заряда равна нулю. В точке А находящейся на расстоянии R от центра диполя (дистанция R много больше расстояния между зарядами), поле E (направленное по касательной к силовой линии) разложено на две компоненты: E1 — параллельную оси диполя и E2 — перпендикулярную к ней.

Электрический диполь создает разность потенциалов. Вообще, чтоб в любой электрической цепи начал протекать ток, необходима некая внешняя мочь неэлектростатической природы. Например, электрический ток, какой мы извлекаем в бытовых условиях из электрической розетки — по природе, это энергия падающей воды на ГЭС, или энергия расщепляемого атома на АЭС, или тепловая энергия угля на ТЭЦ. Электрический ток, получаемый в автомобиле — это энергия химических превращений в аккумуляторе, или энергия сжигаемого бензина в двигателе. Электрический ток, заставляющий трудиться наше сердце, получается в результате биохимических процессов, всегда текущих в организме. Очень точно это было подмечено в одной из песен некогда популярной рок-группы «Круиз»: «Что наша существование — обмен веществ в природе».

Но, вернемся к нашим «баранам». Размер, характеризующая источник энергии неэлектростатической природы в электрической цепи, необходимый для поддержания в ней электрического тока называется электродвижущей силою (ЭДС). Вектор ЭДС диполя изображается отрезком ровный, соединяющим оба его полюса, и направлен от отрицательного к положительному заряду.

Лишь что мы использовали понятие «вектора». Напомним вкратце, что это такое. В точных науках различают скалярные и векторные величины. Скалярные величины не имеют направления в пространстве: масса, площадь, объем. Векторы, кроме абсолютной величины, имеют еще и курс в пространстве. Векторы можно складывать и вычитать. Более подробно об этом написано на странице Вектор — это попросту.

Вернемся к нашему диполю. ЭДС является векторной величиной, т.к. характеризуется величиной и направлением в пространстве. Изображается ЭДС в виде ровный со стрелкой на конце. Длина этой ровный характеризует величину ЭДС, а местоположение в пространстве — курс.

Нулевая изопотенциальная линия (изопотенциальная — значит соединяющая точки с одинаковым потенциалом) разделяет поле диполя на две половины — положительное и отрицательное поле. Изопотенциальные линии, расположенные в положительном поле, называются положительными; в отрицательном поле — отрицательными. На рисунке изопотенциальные линии изображены в виде концентрических эллипсов, расположенных вкруг положительного и отрицательного зарядов. Наибольший отрицательный заряд находится рядышком с нулевой линией со стороны отрицательного поля, максимальный положительный — со стороны положительного поля. Мочь заряда убывает обратно пропорционально квадрату расстояния от него.

Родоначальник электрокардиографии Вильям Эйнтховен рассматривал сердце, будто источник электрического тока (во время возбуждения которого в организме образуется электрическое поле), расположенный в центре треугольника, ограниченного правой и левой рукой, и левой ногой (треугольник Эйнтховена). Им было сделано допущение, что тело человека — это провожатый тока с постоянным электрическим сопротивлением во всех участках. Изнаночная, правая рука, и левая нога принимались им за три равноудаленные товарищ от друга и от центра (в котором находится сердце) точки, лежащих в одной фронтальной плоскости. Эйнтховен предположил, что, возникающий во пора возбуждения сердца, вектор ЭДС смещался также лишь во фронтальной плоскости. В дальнейшем эта теория была дополнена и переработана, т.к. различные участки тела человека обладают различным сопротивлением, а электрическое поле сердца всегда меняет величину и направление и меняется не лишь во фронтальной проекции. Дальнейшие многочисленные исследования подтвердили применимость теории диполя в клинической электрокардиографии.

Для измерения величины потенциала в различных точках поля используют гальванометры — основной узел электрокардиографа. ЭДС измеряется при помощи двух электродов, которые подсоединяются к положительному и отрицательному полюсам гальванометра.

У гальванометра существует два типа электродов: деятельный (дифферентный) электрод и неактивный (индифферентный) электрод. Неактивный электрод имеет заряд ближний к нулю (можно сказать, что это электрическая «масса», по аналогии с автомобильным аккумулятором) и присоединяется к отрицательному полюсу гальванометра. Деятельный электрод присоединяется к положительному полюсу гальванометра и показывает потенциал той точки электрического поля, в которой он находится. Если деятельный электрод находится в области положительного поля, то гальванометр регистрирует подъем искривленный от изолинии (положительный зубец); если в области отрицательного поля — записывается снижение искривленный (отрицательный зубец).

Следует знать, что гальванометр регистрирует разность потенциалов. Т.е., прибор будет фиксировать изменение искривленный, если на оба электрода подан равный по знаку заряд, но разный по величине.

Tenox (Тенокс, Амлодипин) — давление в норме » Кардиология

Электрокардиография - это метод графической регистрации разности потенциалов электрического поля сердца, возникающего при его деятельности. Регистрация производится при помощи аппарата - электрокардиографа. Он состоит из усилителя, позволяющего улавливать токи очень малого напряжения; гальванометра, измеряющего величину напряжения; системы питания; записывающего устройства; электродов и проводов, соединяющих пациента с аппаратом. Записываемая кривая называется электрокардиограммой (ЭКГ). Регистрация разности потенциалов электрического поля сердца с двух точек поверхности тела называют отведением. Как правило, ЭКГ записывают в двенадцати отведениях: трех - двухполюсных (три стандартных отведения) и девяти - однополюсных (три однополюсных усиленных отведения от конечностей и 6 однополюсных грудных отведений). При двухполюсных отведениях к электрокардиографу подключают по два электрода, при однополюсных отведениях один электрод (индифферентный) является объединенным, а второй (дифферентный, активный) помещается в выбранную точку тела. Если активный электрод помещают на конечность, отведение называют однополюсным, усиленным от конечности; если этот электрод помещен на грудь - однополюсным грудным отведением.

Для регистрации ЭКГ в стандартных отведениях (I, II и III) на конечности накладывают матерчатые салфетки, смоченные физиологическим раствором, на которые кладут металлические пластинки электродов. Один электрод с красным проводом и одним рельефным кольцом помещают на правое , второй - с желтым проводом и двумя рельефными кольцами - на левое предплечье и третий - с зеленым проводом и тремя рельефными кольцами - на левую голень. Для регистрации отведений к электрокардиографу по очереди подключают по два электрода. Для записи I отведения подключают электроды правой и левой рук, II отведения - электроды правой руки и левой ноги, III отведения - электроды левой руки и левой ноги. Переключение отведений производится поворотом ручки. Кроме стандартных, от конечностей снимают однополюсные усиленные отведения. Если активный электрод расположен на правой руке, отведение обозначают как aVR или уП, если на левой руке - aVL или уЛ, и если на левой ноге - aVF или уН.


Рис. 1. Расположение электродов при регистрации передних грудных отведений (указано цифрами соответствующими их порядковым 1 номерам). Вертикальные полосы, пересекающие цифры, соответствуют анатомическим линиям: 1 - правой грудинной; 2 - левой грудинной; 3 - левой окологрудинной; 4-левой среднеключичной; 5-левой передней подмышечной; 6 - левой средней подмышечной.

При регистрации однополюсных грудных отведений активный электрод помещают на грудной клетке. ЭКГ регистрируют в следующих шести позициях электрода: 1) у правого края грудины в IV межреберье; 2) у левого края грудины в IV межреберье; 3) по левой окологрудинной линии между IV и V межреберьями; 4) по среднеключичной линии в V межреберье; 5) по передней подмышечной линии в V межреберье и 6) по средней подмышечной линии в V межреберье (рис. 1). Однополюсные грудные отведения обозначают латинской буквой V или русскими - ГО. Реже регистрируют двухполюсные грудные отведения, при которых один электрод располагался на грудной клетке, а другой на правой руке или левой ноге. Если второй электрод располагался на правой руке, грудные отведения обозначали латинскими буквами CR или русскими - ГП; при расположении второго электрода на левой ноге грудные отведения обозначали латинскими буквами CF или русскими - ГН.

ЭКГ здоровых людей отличается вариабельностью. Она зависит от возраста, телосложения и др. Однако в норме на ней всегда можно различить определенные зубцы и интервалы, отражающие последовательность возбуждения сердечной мышцы (рис. 2). По имеющейся отметке времени (на фотобумаге расстояние между двумя вертикальными полосами равно 0,05 сек., на миллиметровой бумаге при скорости протяжки 50 мм/сек 1 мм равен 0,02 сек., при скорости 25 мм/сек - 0,04 сек.) можно рассчитать продолжительность зубцов и интервалов (сегментов) ЭКГ. Высоту зубцов сравнивают со стандартной отметкой (при подаче на прибор импульса напряжением 1 мв регистрируемая линия должна отклоняться от исходного положения на 1 см). Возбуждение миокарда начинается с предсердий, и на ЭКГ появляется предсердный зубец Р. В норме он небольшой: высотой - 1-2 мм и продолжительностью 0,08-0,1 сек. Расстояние от начала зубца Р до зубца Q (интервал Р-Q) соответствует времени распространения возбуждения от предсердий к желудочкам и равно 0,12-0,2 сек. Во время возбуждения желудочков записывается комплекс QRS, причем величина его зубцов в разных отведениях выражена различно: продолжительность комплекса QRS - 0,06- 0,1 сек. Расстояние от зубца S до начала зубца Т - сегмент S-T, в норме располагается на одном уровне с интервалом Р- Q и смещения его не должны превышать 1 мм. При угасании возбуждения в желудочках записывается зубец Т. Интервал от начала зубца Q до конца зубца Т отражает процесс возбуждения желудочков (электрическую систолу). Его продолжительность зависит от частоты сердечного ритма: при учащении ритма он укорачивается, при замедлении - удлиняется (в среднем он равен 0,24-0,55 сек.). Частоту сердечного ритма легко подсчитать по ЭКГ, зная сколько времени продолжается один сердечный цикл (расстояние между двумя зубцами R) и сколько таких циклов содержится в минуте. Интервал Т- Р соответствует диастоле сердца, аппарат в это время записывает прямую (так называемую изоэлектрическую) линию. Иногда после зубца Т регистрируется зубец U, происхождение которого не вполне ясно.


Рис. 2. Электрокардиограмма здорового человека.

В патологии величина зубцов, их продолжительность и направление, так же как и продолжительность и расположение интервалов (сегментов) ЭКГ, может значительно изменяться, что дает основание использовать электрокардиографию в диагностике многих заболеваний сердца. С помощью электрокардиографии диагностируются различные нарушения сердечного ритма (см. ), на ЭКГ находят отражение воспалительные и дистрофические поражения миокарда. Особенно важную роль играет электрокардиография в диагностике коронарной недостаточности и инфаркта миокарда.

По ЭКГ можно определить не только наличие инфаркта, но и выяснить, какая стенка сердца поражена. В последние годы для изучения разности потенциалов электрического поля сердца используется метод телеэлектрокардиографии (радиоэлектрокардиографии), основанный на принципе беспроволочной передачи электрического поля сердца при помощи радиопередатчика. Этот метод позволяет зарегистрировать ЭКГ во время физической нагрузки, в движении (у спортсменов, летчиков, космонавтов).

Электрокардиография (греч. kardia - сердце, grapho - пишу, записываю) - метод регистрации электрических явлений, возникающих в сердце во время его сокращения.

История электрофизиологии, а следовательно, и электрокардиография начинается с опыта Гальвани (L. Galvani), обнаружившего в 1791 г. электрические явления в мышцах животных. Маттеуччи (С. Matteucci, 1843) установил наличие электрических явлений в вырезанном сердце. Дюбуа-Реймон (Е. Dubois-Reymond, 1848) доказал, что и нервах и мышцах возбужденная часть электроотрицательна по отношению к находящейся в покое. Келликер и Мюллер (A. Kolliker, Н. Muller, 1855), накладывая на сокращающееся сердце нервно-мышечный препарат лягушки, состоящий из седалищного нерва, соединенного с икроножной мышцей, получали при сокращении сердца двойное сокращение: одно в начале систолы и другое (непостоянное) в начале диастолы. Таким образом, была впервые зарегистрирована электродвижущая сила (ЭДС) обнаженного сердца. Зарегистрировать ЭДС сердца с поверхности человеческого тела впервые удалось Уоллеру (A. D. Waller, 1887) посредством капиллярного электрометра. Уоллер считал,что человеческое тело является проводником, окружающим источник ЭДС - сердце; различные точки человеческого тела имеют потенциалы различной величины (рис. 1). Однако полученная капиллярным электрометром запись ЭДС сердца неточно воспроизводила ее колебания.


Рис. 1. Схема распределения изопотенциальных линий на поверхности человеческого тела, обусловленных электродвижущей силой сердца. Цифрами обозначены величины потенциалов.

Точная запись ЭДС сердца с поверхности человеческого тела - электрокардиограмма (ЭКГ) - была произведена Эйнтховеном (W. Einthoven, 1903) посредством струнного гальванометра, построенного по принципу аппаратов для приема трансатлантических телеграмм.

Согласно современным представлениям клетки возбудимых тканей, в частности клетки миокарда, покрыты полупроницаемой оболочкой (мембраной), проницаемой для ионов калия и непроницаемой для анионов. Заряженные положительно ионы калия, находящиеся в избытке в клетках по сравнению с окружающей их средой, удерживаются на наружной поверхности мембраны отрицательно заряженными анионами, расположенными на внутренней ее поверхности, непроницаемой для них.

Таким образом, на оболочке живой клетки возникает двойной электрический слой - оболочка поляризована, причем наружная поверхность ее заряжена положительно по отношению к внутреннему содержимому, заряженному отрицательно.

Эта поперечная разность потенциалов является потенциалом покоя. Если к наружной и внутренней сторонам поляризованной мембраны приложить микроэлектроды, то в наружной цепи возникает ток. Запись получившейся разности потенциалов дает монофазную кривую. При возникновении возбуждения мембрана возбужденного участка утрачивает полунепроницаемость, деполяризуется и поверхность ее становится электроотрицательной. Регистрация двумя микроэлектродами потенциалов наружной и внутренней оболочки деполяризованной мембраны также дает монофазную кривую.

Вследствие разности потенциалов между поверхностью возбужденного деполяризованного участка и поверхностью поляризованного, находящегося в покое, возникает ток действия - потенциал действия. Когда возбуждение охватывает все мышечное волокно, поверхность его становится электроотрицательной. Прекращение возбуждения вызывает волну реполяризации, и восстанавливается потенциал покоя мышечного волокна (рис. 2).


Рис. 2. Схематическое изображение поляризации, деполяризации и реполяризации клетки.

Если клетка находится в состоянии покоя (1), то с обеих сторон клеточной мембраны отмечается электростатическое равновесие, состоящее в том, что поверхность клетки является электроположительной (+) по отношению к ее внутренней стороне (-).

Волна возбуждения (2) моментально нарушает это равновесие, и поверхность клетки становится электроотрицательной по отношению к ее внутренней стороне; такое явление называют деполяризацией или же, правильнее, инверсионной поляризацией. После того как возбуждение прошло по всему мышечному волокну, оно становится полностью деполяризированным (3); вся его поверхность обладает одинаковым отрицательным потенциалом. Такое новое равновесие не продолжается долго, так как после волны возбуждения следует волна реполяризации (4), которая восстанавливает поляризацию состояния покоя (5).

Процесс возбуждения в нормальном человеческом сердце - деполяризация - идет следующим образом. Возникающая в синусовом узле, расположенном в правом предсердии, волна возбуждения распространяется со скоростью 800-1000 мм в 1 сек. лучеобразно по мышечным пучкам сначала правого, а затем левого предсердия. Длительность охвата возбуждением обоих предсердий 0,08-0,11 сек.

Первые 0,02 - 0,03 сек. возбуждено только правое предсердие, затем 0,04 - 0,06 сек.- оба предсердия и последние 0,02 - 0,03 сек.- только левое предсердие.

По достижении атрио-вентрикулярного узла распространение возбуждения замедляется. Затем с большой и постепенно увеличивающейся скоростью (от 1400 до 4000 мм в 1 сек.) оно направляется по пучку Гиса, его ножкам, их ветвям и разветвлениям и достигает конечных окончаний проводниковой системы. Достигнув сократительного миокарда, возбуждение со значительно уменьшенной скоростью (300-400 мм в 1 сек.) распространяется по обоим желудочкам. Так как периферические разветвления проводниковой системы рассеяны преимущественно под эндокардом, раньше всего приходит в возбуждение внутренняя поверхность сердечной мышцы. Дальнейший ход возбуждения желудочков не связан с анатомическим расположением мышечных волокон, а направлен от внутренней поверхности сердца к наружной. Время возникновения возбуждения в мышечных пучках, расположенных на поверхности сердца (субэпикардиальные), определяется двумя факторами: временем возбуждения наиболее близко расположенных к этим пучкам разветвлений проводниковой системы и толщиной мышечного слоя, отделяющего субэпикардиальные мышечные пучки от периферических разветвлений проводниковой системы.

Раньше всего возбуждаются межжелудочковая перегородка и правая сосочковая мышца. В правом желудочке возбуждение сначала охватывает поверхность его центральной части, так как мышечная стенка в этом месте тонка и ее мышечные слои тесно соприкасаются с периферическими разветвлениями правой ножки проводниковой системы. В левом желудочке раньше всего приходит в возбуждение верхушка, так как стенка, отделяющая ее от периферических разветвлений левой ножки, тонка. Для различных точек поверхности правого и левого желудочков нормального сердца период возбуждения наступает в строго определенное время, причем раньше всего приходит в возбуждение большинство волокон на поверхности тонкостенного правого желудочка и лишь небольшое количество волокон на поверхности левого желудочка благодаря их близости к периферическим разветвлениям проводниковой системы (рис. 3).


Рис. 3. Схематическое изображение нормального возбуждения межжелудочковой перегородки и внешних стенок желудочков (по Соди-Пальяресу с сотр.). Возбуждение желудочков начинается на левой стороне перегородки в средней ее части (0,00- 0,01 сек.) и затем может достигнуть основания правой сосочковой мышцы (0,02 сек.). После этого возбуждаются субэндокардиальные мышечные слои наружной стенки левого (0,03 сек.) и правого (0,04 сек.) желудочков. Последними возбуждаются базальные части внешних стенок желудочков (0,05-0,09 сек.).

Процесс прекращения возбуждения мышечных волокон сердца - реполяризацию - нельзя считать полностью изученным. Процесс реполяризации предсердий совпадает большей частью с процессом деполяризации желудочков и отчасти с процессом их реполяризации.

Процесс реполяризации желудочков идет значительно медленнее и в несколько иной последовательности, чем процесс деполяризации. Объясняется это тем, что длительность возбуждения мышечных пучков поверхностных слоев миокарда меньше длительности возбуждения субэндокардиальных волокон и сосочковых мышц. Запись процесса деполяризации и реполяризации предсердий и желудочков с поверхности человеческого тела и дает характерную кривую - ЭКГ, отражающую электрическую систолу сердца.

Запись ЭДС сердца производится в настоящее время несколько иными методами, чем регистрировалась Эйнтховеном. Эйнтховен регистрировал ток, получающийся при соединении двух точек поверхности человеческого тела. Современные аппараты - электрокардиографы - регистрируют непосредственно напряжение, обусловленное электродвижущей силой сердца.

Напряжение, обусловленное сердцем, равное 1-2 мВ, усиливается радиолампами, полупроводниками или электроннолучевой трубкой до 3-6 В, в зависимости от усилителя и регистрирующего аппарата.

Чувствительность измерительной системы устанавливают таким образом, чтобы разность потенциалов в 1 мВ давала отклонение в 1 см. Запись производится на фотобумаге или фотопленке либо непосредственно на бумаге (чернильнопишущие, с тепловой записью, со струйной записью). Наиболее точные результаты дают запись на фотобумаге или фотопленке и струйная запись.

Для объяснения своеобразной формы ЭКГ были предложены различные теории ее генеза.

А. Ф. Самойлов рассматривал ЭКГ как результат взаимодействия двух монофазных кривых.

Учитывая, что при регистрации двумя микроэлектродами наружной и внутренней поверхности мембраны в состояниях покоя, возбуждения и повреждения получается монофазная кривая, М. Т. Удельнов считает, что монофазная кривая отражает основную форму биоэлектрической активности миокарда. Алгебраическая сумма двух монофазных кривых дает ЭКГ.

Патологические изменения ЭКГ обусловлены сдвигами монофазных кривых. Эта теория генеза ЭКГ носит название дифференциальной.

Наружную поверхность мембраны клетки в периоде возбуждения можно представить схематически как состоящую из двух полюсов: отрицательного и положительного.

Непосредственно перед волной возбуждения в любом месте ее распространения поверхность клетки является электроположительной (состояние поляризации в состоянии покоя), а непосредственно за волной возбуждения поверхность клетки является электроотрицательной (состояние деполяризации; рис. 4). Данные электрические заряды противоположных знаков, группирующиеся в пары с одной и другой стороны каждого места, охваченного волной возбуждения, образуют электрические диполи (а). Реполяризация также создает неисчислимое количество диполей, но, в отличие от вышеуказанных диполей, отрицательный полюс находится спереди, а положительный полюс - сзади по отношению к направлению распространения волны (б). Если деполяризация или реполяризация закончена, поверхность всех клеток обладает одинаковым потенциалом (отрицательным или положительным); диполи полностью отсутствуют (см. рис. 2, 3 и 5).


Рис. 4. Схематическое изображение электрических диполей при деполяризации (а) и реполяризации (б), возникающих с обеих сторон волны возбуждения и волны реполяризации в результате изменения электрического потенциала на поверхности волокон миокарда.


Рис. 5. Схема равностороннего треугольника по Эйнтховену, Фару и Варту.

Мышечное волокно является маленьким двухполюсным генератором, продуцирующим маленькую (элементарную) ЭДС - элементарный диполь.

В каждый момент систолы сердца происходит деполяризация и реполяризация огромного числа волокон миокарда, расположенных в различных частях сердца. Сумма образовавшихся элементарных диполей создает соответствующую величину ЭДС сердца в каждый момент систолы. Таким образом, сердце представляет как бы один суммарный диполь, изменяющий в течение сердечного цикла свою величину и направление, но не меняющий места расположения своего центра. Потенциал в различных точках поверхности человеческого тела имеет различную величину в зависимости от расположения суммарного диполя. Знак потенциала зависит от того, по какую сторону от линии, перпендикулярной к оси диполя и проведенной через его центр, расположена данная точка: на стороне положительного полюса потенциал имеет знак +, а на противоположной стороне - знак -.

Большую часть времени возбуждения сердца поверхность правой половины туловища, правой руки, головы и шеи имеет отрицательный потенциал, а поверхность левой половины туловища, обеих ног и левой руки - положительный (рис. 1). Таково схематическое объяснение генеза ЭКГ согласно теории диполя.

ЭДС сердца в течение электрической систолы меняет не только свою величину, но и направление; следовательно, она является векторной величиной. Вектор изображается отрезком прямой линии определенной длины, размер которой при определенных данных регистрирующего аппарата указывает на абсолютную величину вектора.

Стрелка на конце вектора указывает направление ЭДС сердца.

Возникшие одновременно векторы ЭДС отдельных волокон сердца суммируются по правилу сложения векторов.

Суммарный (интегральный) вектор двух векторов, расположенных параллельно и направленных в одну сторону, равняется по абсолютной величине сумме составляющих его векторов и направлен в ту же сторону.

Суммарный вектор двух векторов одинаковой величины, расположенных параллельно и направленных в противоположные стороны, равен 0. Суммарный вектор двух векторов, направленных друг к другу под углом, равняется диагонали параллелограмма, построенного из составляющих его векторов. Если оба вектора образуют острый угол, то их суммарный вектор направлен в сторону составляющих его векторов и больше любого из них. Если оба вектора образуют тупой угол и, следовательно, направлены в противоположные стороны, то их суммарный вектор направлен в сторону наибольшего вектора и короче его. Векторный анализ ЭКГ заключается в определении по зубцам ЭКГ пространственного направления и величины суммарной ЭДС сердца в любой момент его возбуждения.

Показания к проведению экстренной электрической дефибрилляции сердца (ЭДС):

Во всех случаях ФЖ (с большой или малой амплитудой, тонической или атонической) - срочно, не тратя время на интубацию и массаж сердца, ЭДС может восстановить синусовый ритм, что устранит не-обходимость в проведении наружного массажа сердца;

ЖТ с клинической картиной остановки кровообращения (отсутствие пульса на сонной артерии, больной без сознания);

«слепая» ЭДС (т.е. дефибрилляция в отсутствие ЭКГ-диагностики) редко необходима, так как большинство универсальных дефибрил-ляторов оборудованы ЭКТ-монитором. Нет доказательств полезнос-ти ЭДС при асистолии. Иногда мелковолновая ФЖ протекает в виде асистолии. В таких случаях необходима повторная диагностика вида остановки сердца;

Рис. 33.1. Электродефибрилляция

ЭДС в режиме синхронизации (синхронизированная кардиоверсия) рекомендуется для купирования пароксизмальной наджелудочковой тахикардии, мерцания и трепетания предсердий. Синхронизация по-даваемой энергии уменьшает возможность индукции ФЖ, которая может случиться, если разряд приходится на фазу относительной рефрактерности.

Основной принцип ЭДС состоит в том, что под действием мощного и короткодействующего (0,01 с) электрического импульса происходит депо-ляризация всех мышечных волокон миокарда с последующим развитием рефрактсрности, после окончания которой импульс из синусового узла способен восстановить спонтанные сердечные сокращения.

Устройство электродефибрилляторов. Электродефибрилляторы могут быть двух видов - переменною и постоянного тока.

В настоящее время наибольшее применение нашли аккумуляторные дефибрилляторы разрядного типа. Их масса от 8 до 10 кг, они компактны, просты и легки в применении, оснащены экраном монитора, позволяю-щим получить мгновенный сигнал от лопаткообразных электродов, являю-щихся одновременно и электродами для регистрации ЭКГ с последующей распечаткой данных на графопостроителе или встроенном матричном принтере. Дефибрилляторы такого тина незаменимы при работе в жестких аварийных условиях, и машине скорой помощи во время транспортировки пострадавшего и др. Один из лучших дефибрилляторов FC-200 (Япония).

Основа успешной ЭДС в определенной степени зависит от подготовки и знаний медицинского персонала. Если аппарат хорошо изучен, то техни-ческой задержки с подготовкой дефибрнллятора к работе можно избежать. Кратко остановимся на некоторых, заслуживающих внимания, технических характеристиках работы аккумуляторных дефибрилляторов разрядного типа.

Принцип работы электродефибриллятора (ЭД) заключается п образова-нии энергии ii результате разрядки конденсатора, заряженного предварительно до определенного напряжения. При этом генерируется одиночный импульс тока, имеющий форму затухающего колебательного разряда.

Различные конструкции ЭД отличаются друг от друга емкостью кон-денсатора (от 16 до 20мкФ) и придают соответственно различную форму импульсу тока. Силу электрических импульсов определяют с помощью единиц энергии, получаемой и используемой при разрядке. Данную энер-гию определяют в джоулях (ватт/с).

Приступая к изучению дефибриллятора, обратите внимание на диапа-зон энергии импульса, обозначенный на передней панели. На отечествен-ном дефибрилляторе ДКИ-Н-04 для прямой дефибрилляции используются импульсы с энергией 5, 10, 25, 50, 75 Дж, а для непрямой дефибрилля-ции - 100, 150, 200, 250, 300, 350 Дж, в то время как один из импортных вариантов ЭД (MS-730) использует 5, 10, 25, 60 и 100, 200, 360 Дж соответ-ственно. Возможен вариант обозначения энергии в виде цифр «I, 2, 3, 4», расшифровка которых дана в таблице на корпусе ЭД.

Электроды могут быть различны по техническому исполнению и мар-кировке. Для ЭДС у взрослых оба ручных электрода или один подклады-ваемый электрод должны иметь площадку диаметром 8-14 см. В послед-них образцах ЭД на них нанесены обозначения «Apex» и «Sternum», позво-ляющие быстро и точно расположить электроды на нужных областях груд-ной клетки. Электроды дефибриллятора совмещены с электродами ЭКГ. Возможна и другая маркировка электродов ЭД, например черный (несу-щий отрицательный заряд) и красный (положительный заряд). Иногда электроды снабжены пружинным устройством, позволяющим достичь оп-тимальной силы прижатия электродов к грудной клетке (10-15 кг). Если же такой силы прижатие отсутствует, то дефибриллягор работать не будет. Обязательным условием ЭДС является смазывание электродов специаль-ной электродной пастой или подкладывай ие под них марлевых салфеток, смоченных изотоническим раствором хлорида натрия, для понижения со-противления грудной клетки при прохождении тока. В целях оптимального распространения тока пластины электродов при проведении наружной де-фибрилляции должны быть у взрослых диаметром 12-14 см, 8 см - для детей и 4,5 см - для младенцев. Для прямой дефибрилляции размер электродов должен быть диаметром 6 см для взрослых, 4 см - для детей и 2 см - для младенцев.

Способы электрической дефибрилляции сердца. Различают электричес-кую дефибрилляцию сердца: непрямую (наружную), когда электроды де-фибриллятора накладывают на грудную клетку, и прямую, когда электроды накладывают непосредственно на сердце при открытой грудной клетке.

При проведении наружной дефибрилляции возможны два варианта расположения электродов: 1) переднее, или стандартное, расположение, когда один электрод с маркировкой «Apex», или красного цвета (положи-тельный заряд), располагают точно над верхушкой сердца или ниже левого соска; другой электрод с маркировкой «Sternum», или черного цвета (отри-цательный заряд), располагают сразу под правой ключицей (см. рис. 33.1), 2) переднезаднее расположение электродов - одна пластина электрода на-ходится в правой подлопаточной области, другая - спереди над левым предсердием. Безопасность достигается хорошим изолированием электро-дов с помощью пасты или геля между площадкой электродов и грудной клеткой, чтобы электроток не проходил по грудной клетке, минуя мио-кард.

Если кардиоверсия или дефибрилляция проводятся у больного с по-стоянным кардиостимулятором, необходимо избегать близкого расположе-ния электродов и кардиостимулятора во избежание повреждения послед-него. После ЭДС следует проверить пейсмекер.

ЭДС зависит от выбранного уровня энергии для генерирования адекват-ного трансмиокардиального потенциала. Если уровни энергии и тока слиш-ком низки, то ЭДС не прекратит аритмию, если же они слишком высоки, могут возникнуть функциональные и морфологические нарушения. Дефиб-рилляция осуществляется прохождением тока (измеряемого в А) через серд-це. Сила тока определяется энергией разряда (Дж) и трансторакальным им-педансом (Ом). Не существует точного соотношения между размерами тела и уровнем необходимой энергии для дефибрилляции у взрослых. При этом трансторакальный импеданс играет решающую роль. Факторы, определяю-щие последний, включают выбранную энергию, размеры электродов, число и время предыдущих разрядов, фазу вентиляции легких, расстояние между электродами и давление, оказываемое на электрод. Значительное увеличе-ние трансторакального импеданса возникает при использовании электро-дов, не смазанных электродной пастой, при малом давлении на электрод. В среднем у взрослого трансторакальный импеданс составляет 70-80 Ом.

Выбор уровня энергии и силы тока. Рекомендуемый АКА уровень энер-гии для первой ЭДС должен составлять 200 Дж, для второго удара - от 200 до 300 Дж. Установление диапазона уровней энергии обусловлено тем, что любой из заданных уровней может привести к успешной дефибрилляции. Если первые две попытки дефибрилляции неудачны, немедленно должен быть произведен третий разряд мощностью 360 Дж. Если ФЖ прерывается после разряда, а затем возобновляется, должна быть произведена дефиб-рилляция на прежнем уровне энергии. Разряд увеличивают только при не-удачных попытках дефибрилляции. Если три разряда неудачны, продолжа-ют СЛР, назначают адреналин, а после этого повторяют разряды. Во вне-больничных условиях дефибрилляция должна производиться сразу же - при доставке дефибриллятора.

По рекомендациям АКА энергия для кардиоверсии при ЖТ с наличи-ем или отсутствием дефицита пульса составляет 100 Дж. При полиморф-ных вентрикулярных тахиаритмиях кардиоверсия проводится по такой же схеме, как при ФЖ.

Кроме правильного выбора энергии, необходим правильный выбор силы тока. Низкий уровень энергии и высокий трансторакальный импе-данс приводят к слишком малой силе тока и неэффективной дефибрилля-ции. Слишком высокий уровень энергии при низком трансторакальном импедансе обусловливает применение разряда с большей силой тока, что приводит к повреждению миокарда и неудачной дефибрилляции. Клини-ческие исследования показали, что при дефибрилляции или кардиоверсии оптимальная сила тока равна 30-40 А.

В последнее время применяют автоматические и полуавтоматические дефибрилляторы, которые по сравнению с известными типами дефибрилля-торов обладают несомненными преимуществами. Дефибрилляция с помо-щью автоматических или полуавтоматических дефибрилляторов может быть быстро выполнена даже относительно неподготовленным персоналом.

ПРЕКОРДИАЛЬНЫЙ УДАР

Если у больного, находящегося под кардиомониторным контролем, появи-лась ФЖ, то ближайшей целью лечения должно быть восстановление эф-фективного ритма сердца. При отсутствии подготовленного к работе де-фибриллятора, врач, не теряя времени, должен воспользоваться приемом, который назван прекордиальным ударом. Прекордиальный удар - это по-пытка рефлекторного воздействия на миокард путем преобразования механи-ческой энергии в электрический потенциал, восстанавливающий нормальный ритм сердца. Его осуществление обязательно при наличии кардиомонито-ринга. Вторым условием являются изменения ЭКТ, которые служат пока-занием к этому виду предварительной терапии.

Показания к проведению прекордиального удара:

ФЖ. Немедленный сильный удар в области сердца после установ-ленной ФЖ иногда может быть эффективным. Для прекордиального удара требуются лишь секунды, пока готовится дефибриллятор. В случае его неэффективности следует тут же произвести ЭДС;

ЖТ, ведущая к ФЖ сердца. По данным разных авторов, эффектив-ность прекордиального удара при ЖТ колеблется от 11 до 25 %, при ФЖ восстановление нормального ритма происходит значительно реже.

В других случаях Прекордиальный удар неэффективен. Реаниматолог решает вопрос о показаниях к прекордиальному удару самостоятельно, подход индивидуальный.

Техника прекордиального удара. Удар кулаком по центру грудины в пре-кордиальную область наносят с расстояния не менее 30 см. Удар должен быть мощным, но не чрезвычайно сильным (рис. 33.2). Так как Прекорди-альный удар для прерывания ФЖ только иногда бывает эффективен, он не должен применяться вместо электрической дефибрилляции. Обычно он показан для купирования догоспитальной ФЖ. Этот прием не входит в программу СЛ Р для лиц, не имеющих медицинского образования. Прекор-диальный удар может переводить ЖТ в асистолию и ФЖ или в ЭМД.

ЭКСТРЕННАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СТИМУЛЯЦИЯ СЕРДЦА

Электрическая стимуляция сердца (ЭСС) часто является единственно воз-можным методом лечения в экстренных ситуациях. Показаниями к ЭСС служат различные нарушения ритма, сопровождающиеся гемодинамичес-кими расстройствами и не устраняемые медикаментозной терапией.

Экстренная ЭСС показана во всех случаях тяжелой формы брадикар-дии, сопровождающейся неадекватным кровообращением (систолическое АД менее 80 мм рт.ст.), нарушением сознания, ишемией миокарда или отеком легких. Экстренная ЭСС проводится также при полной блокаде сердца, симптоматической блокаде сердца II степени, синдроме слабости синусового узла, брадикардии, вызванной действием лекарственных средств (дигоксин, р-блокаторы, блокаторы кальциевых канальцев, прока инамид), при идионентрикулярной брадикардии, симптоматической пред-сердной фибрилляции с медленным желудочковым ритмом, рефракторной брадикардии, возникающей при гиповолсмическом шоке, брадиаритмии со злокачественными изменениями желудочкового ритма. Атропин, обыч-но применяемый при брадикардии, у больных с острым инфарктом мио-карда следует назначать с осторожностью, поскольку он увеличивает ЧСС и может усиливать ишемию миокарда.

Рис. 33.2. Прекордиальный удар.

Показанием для экстренной ЭСС является браликардия с периодами асистолии, толерантная к фармакотерапии. Иногда брадикардия чередует-ся с периодами ЖТ. Увеличение ЧСС с помощью ЭСС может приводить к исчезновению таких ритмов, тогда как антиаритмические препараты в этих случаях бывают неэффективны.

При брадисистолии ЭСС не рекомендуется как основной метод СЛР. Если же комплексная СЛР не дает положительного результата, как можно раньше следует применить ЭСС. Обычно ЭСС при асистолии и ЭМД ввиду глубокой ишемии мнокарда неэффективна. ЭСС показана при зло-качественных формах предсердных и желудочковых тахикардий, не устра-няемых лекарственном терапией и кардионерсией. В этих случаях исполь-зуют режим Overcliive: стимуляцию в чеченце нескольких секунд с большей частотой, чем ЧСС у Сюлыюго. Затем стимуляцию прекращают с расчетом im восстановление нормальною ритме). Эти методика возможна при суправентрикулярных и желудочковых тахикардиях. Она оказывается очень по-лезной при нестабильных состояниях.

Временная ЭСС проводится при тяжелой форме брадикардии, не со-провождающейся выраженными гемодинамическими нарушениями.

Для больных, которые в данный момент клинически стабильны, но у них существует большая вероятность декомпенсации в ближайшем буду-щем (стабильная брадикардия без нарушений гемодинамики, симптомати-ческая дисфункция синусового узла, атриовентрикулярная блокада типа Мобиц II, блокада сердца III степени и др.), рекомендуется установка во-дителя ритма в поддерживающем (Stand-by) режиме. Это позволяет пред-отвратить нежелательные экстренные ситуации. В интраоперационном пе-риоде тяжелые формы брадикардии, не поддающиеся лекарственной тера-пии и сопровождающиеся снижением АД, могут быть купированы с помо-щью временной транспищеводной ЭСС.

ОЖИВЛЕНИЕ С ПОМОЩЬЮ ПРЯМОГО МАССАЖА СЕРДЦА

Прямой массаж сердца не должен применяться в качестве обычного, ру-тинного метода СЛР, поскольку непрямой массаж обладает достаточной эффективностью. В то же время в некоторых случаях ввиду невозможности оживления с помощью наружных компрессий грудины требуется проведе-ние именно прямого массажа сердца. В экспериментах на животных было показано, что прямой массаж сердца, выполняемый после короткого не-эффективного непрямого массажа сердца, улучшил выживаемость живот-ных. Однако в клинической практике прямой массаж сердца часто приме-няется в более поздние сроки и прямых доказательств о его преимуществе нет. Клинические исследования подтвердили, что прямой массаж при его позднем использовании (через 25 мин после остановки сердца) неэффек-тивен. Поэтому его не следует применять в качестве последней попытки оживления при неудачной неинвазивной СЛР.

Основные показания к проведению прямого массажа сердца:

Тампонада сердца, вызвавшая остановку сердца, в большинстве слу-чаев может быть устранена с помощью прямого опорожнения полос-ти перикарда от жидкости (обычно от крови). Тампонада сердца может возникнуть при воздействии различных факторов;

При обширной легочной тромбоэмболии непрямой массаж сердца, как правило, неэффективен. Если диагноз эмболии установлен или имеется хотя бы предположение о наличии этого осложнения, пос-ледней попыткой могут быть торакотомия, прямой массаж сердца, хирургическое удаление эмбола;

При глубокой гипотермии прямой массаж сердца имеет несколько преимуществ. При гипотермии нередко возникает стойкая ФЖ, иногда не устраняемая с помощью повторных дефибрилляций при закрытой грудной клетке. Во время реанимации сердце и грудную полость можно промыть теплым изотоническим раствором хлорида натрия. Это обеспечит большую эффективность метода;

Проникающие ранения грудной и брюшной полости, тупая травма с клинической картиной остановки сердца (немедленная торакотомия + прямой массаж сердца);

Деформации грудной клетки, грудины, позвоночника, смещение сре-достения могут явиться помехой для непрямого массажа сердца. Не-прямой массаж сердца может быть неэффективным и ввиду потери эластичности грудной клетки. Хрупкость грудной клетки приводит к ее множественным переломам. Осуществление экстренной торако-томии, прямого массажа сердца и дефибрилляций требует быстрой работы хорошо скоординированной бригады специалистов, что воз-можно в условиях операционной.

В последние годы вновь появился интерес к прямому массажу сердца. Представлены данные о том, что СВ, который при закрытом массаже серд-ца равен 30 % от должной величины, в условиях прямого массажа в 2,5 раза превышает этот уровень. Имеются также экспериментальные и кли-нические доказательства, что коронарный и мозговой кровоток при пря-мом массаже сердца достигает соответственно 50 и 90 % от исходного уровня. Эти доказательства не получили пока признания, но их нельзя не принимать во внимание.

ДРУГИЕ МЕТОДЫ СЕРДЕЧНО-ЛЕГОЧНОЙ РЕАНИМАЦИИ

Экстракорпоральная мембранная оксигенация. Этот метод используется только в клинических условиях и чаще всего при гипотермической оста-новке сердца. Необходимы слаженная работа специалистов, быстрый до-ступ к магистральным сосудам, наличие готовых к заполнению систем для экстракорпорального кровообращения и т.д. Метод может использоваться в качестве альтернативы прямому массажу сердца.

Создание постоянно повышенного абдоминального давления. Суть мето-да заключается в создании постоянно повышенного внутрибрюшного дав-ления путем тугого перетягивания живота или применения противошоко-вых брюк во время наружного массажа сердца.

Этот метод способствует повышению артериального и коронарного перфузионного давления, увеличению СВ. Однако достаточного подтверж-дения преимуществ этого метода в клинических условиях пока нет. Следу-ет подчеркнуть опасность травмы печени при сдавлении живота.

Вставочная абдоминальная компрессия. Метод основан на сдавлении живота в промежутке между двумя очередными компрессиями грудной клетки при СЛР. Вставочная абдоминальная компрессия в фазе релакса-ции соответствует диастоле СЛР. Частота сдавлении - 80-100 в 1 мин. Осуществляется путем слаженной работы двух реаниматоров.

Экспериментальные исследования применения метода в клинике под-тверждают, что дополнение СЛР вставочными абдоминальными компрес-сиями достоверно повышает коронарное перфузионное давление и улуч-шает частоту выживаемости при остановке кровообращения в стационаре.

Применение специальных надувных жилетов. Суть этого метода заклю-чается в том, что на грудную клетку больного надевают специальный пнев-можилет, периодическим раздуванием которого вызывают искусственную систолу и искусственный выдох. Диастола и вдох происходят пассивно. В результате повышается перфузионное давление в аорте и коронарных со-судах и по сравнению со стандартной методикой СЛР достигается некото-рое увеличение частоты восстановления спонтанного кровообращения и краткосрочной выживаемости больных. В настоящее время проводятся ис-следования по дальнейшему усовершенствованию этого метода.

Активная компрессия-декомпрессия. Метод активной компрессии-декомпрессии основан на предположении, согласно которому кровоток во время СЛР связан не столько с компрессией самого сердца, сколько со сжатием всех сосудистых емкостей грудной клетки. Чередующаяся ком-прессия и декомпрессия грудной клетки делают активной не только систо-лу, но и диастолу. Это достигается с помощью ручного устройства - «кар-диопампа», напоминающего по конструкции бытовой вантуз. «Кардио-памп» располагают на поверхности грудной клетки и периодически с по-мощью отсоса создают разряжение, благодаря чему достигается увеличение СВ, коронарного перфузионного давления, отрицательного давления на вдохе, MOB и систолического АД. Необходимость ИВЛ при этом методе отпадает. Однако непременным условием се адекватности как компонента метода является восстановленная проходимость дыхательных путей. Ак-тивная декомпрессия грудной клетки улучшает венозный возврат к сердцу, в результате возрастают объем левого желудочка и ударный объем, а также СВ и АД. АД становится выше, чем при стандартной методике СЛР.

Несмотря на разрабатываемые новые подходы к проведению реанима-ционных мероприятий, основной методикой СЛР остается непрямой мас-саж сердца. Требуются дальнейшие усовершенствования и убедительные клинические доказательства преимущества новых методов реанимации.

Глава 34

ПРОГРАММА ОБУЧЕНИЯ ПО СЕРДЕЧНО-ЛЕГОЧНОЙ РЕАНИМАЦИИ

Статистика свидетельствует, что более 20 % жизней могли бы быть спасе-ны, если человек, оказавшийся на месте происшествия, владел бы приема-ми первой помощи и СЛР. За рубежом в настоящее время насчитывается 50 млн человек, обученных приемам СЛР. Сколько же людей обучены этим приемам в России? Таких данных мы не имеем, но полагаем, что в лучшем случае 10-20 тыс. человек. Обучение основам СЛР проводится в РФ на кафедрах медицинских институтов, в крупных научных центрах, Институте общей реаниматологии АМН и отдельных регионах (Иркутск). Сложности с организацией такого обучения в РФ заключаются прежде всего в отсутствии средств, необходимых для организации курсов по СЛР. Поэтому обучение в отдельных регионах проводится за счет организаций, которые заинтересованы в этом. Почти полностью отсутствуют техничес-кие средства обучения (тренажеры, манекены, аудиовидеотехника). При-обретаемые за рубежом манекены стоят очень дорого. Полагаем, что орга-низация постоянных курсов по оказанию первой помощи и СЛР должна быть введена в ранг государственной политики, т.е. приоритетных меро-приятий, направленных на уменьшение последствий травматизма, различ-ных несчастных случаев и экологических катастроф в нашей стране. Мно-гие, не получив своевременной помощи, становятся инвалидами до конца жизни. Даже если травма нетяжелая, ее влияние на здоровье, социальные и экономические проблемы огромно.

Действительно, можно спасти людей с остановкой сердца или потерей сознания в общественном месте или далеко за городом, если кто-то быстро окажет первую помощь для поддержания жизни, а затем вызовет машину скорой помощи. Многие жизни могли бы быть спасены, если бы первый человек, пришедший на помощь, владел приемами СЛР. Базисная под-держка жизни означает не только поддержку признаков жизни, но и выиг-рыш времени до приезда машины скорой помощи. Чтобы эффективно рас-пространять мастерство СЛР в обществе, надо иметь программу обучения в широких масштабах. Программа обучения по СЛР должна включать в себя два аспекта: 1) обучение лиц, не имеющих медицинского образова-ния; 2) обучение студентов медицинских институтов и училищ, врачей и всего медицинского персонала. В настоящем варианте программы исполь-зованы материалы других известных программ (фирма «Лаердал» и др.).

КАСКАДНЫЙ ПРИНЦИП ОБУЧЕНИЯ

Каскадный принцип обучения СЛР предусматривает два уровня инструк-торов: инструктор-учитель и просто инструктор. Инструктор-учитель - это хорошо подготовленный врач, в совершенстве владеющий приемами СЛР. Просто инструктор - это может быть человек с медицинским (врач, фельдшер, медицинская сестра) или без медицинского образования, но прошедший специальную подготовку («парамедик»). Инструктор-учитель должен обучать новых инструкторов-учителей и самих инструкторов, в то время как инструктор обучает только спасателей. Каскадный принцип со-стоит в том, что один инструктор-учитель может обучать 6 новых инструк-торов-учителей за один курс. После I курса каждый сможет обучать 36 ин-структоров. В течение года каждый из 36 сможет провести 6 курсов и под-готовить до 1296 спасателей за 1 год.

Высокая оценка каскадного принципа обучения в том, что происходит быстрый рост числа обученных при минимальной затрате времени. Каж-дый инструктор работает менее 20 ч в год. Важно, чтобы программы были стандартными и ими можно было бы пользоваться длительное время.

Цель програм мы - обучение технике СЛР большого числа людей. Для лиц с медицинским образованием и студентов существует до-полнительная программа. Необходимо широко пропагандировать програм-му СЛР среди организованного населения (школы, МВД, предприятия).

Подготовка к курсу по СЛР. В идеальном случае должна быть специ-ально оборудованная учебная комната. Для обучения необходимы:

видеофильм, таблицы, плакаты;

руководство по СЛР;

руководство для самообучения (Лаердал);

полный комплект оборудования первой помощи;

учебный манекен (муляж) - 1 на 2 курсанта;

маска для вентиляции;

карты (объясняющие этапы оказания первой помощи), слайды;

сертификаты, заполненные и подписанные инструктором.

Структура курса. У каждого инструктора (как и у преподавателя меди-цинского вуза) не должно быть на курсе более 6 учеников. Курс проводит-ся 4 ч.

Введение (5 мин). Инструктор должен представиться и ознакомить курсантов с целью обучения. Желательно оценить общий уровень знаний у курсантов;

Показ видеофильма по основам СЛР (20 мин). Остальное время от-водится на практическое усвоение материала;

Инструктор демонстрирует каждый этап СЛР и после этого каждый обучающийся повторяет эти приемы. Инструктор контролирует каж-дый элемент практических занятий, от правильности выполнения приемов зависит конечный результат;

Указание на ошибки. В случае неусвоения материала назначают до-полнительные занятия;

Оценка теоретических и практических знаний. Теоретические знания оцениваются письменно. Проводится проверка практических навы-ков на манекенах и муляжах. Для этого курсанту или группе курсан-тов даются задания (например, произошла автокатастрофа, у водите-ля остановка сердца, у одного пассажира признаки асфиксии, у дру-гого - потеря сознания. Быстро сориентируйтесь в обстановке и окажите соответствующую помощь). Большое значение придается диагностике нарушений витальных функций: сознания, дыхания и кровообращения. Каждый курсант должен выполнить все элементы практической подготовки; 4 цикла СЛР. Сертификат (удостовере-ние) получают курсанты, окончившие курс;

Интенсивная терапия и анестезиологическое пособие при...

  • ОСНОВНАЯ ПРОФЕССИОНАЛЬНАЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ПРОГРАММА ПОСЛЕВУЗОВСКОГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ПО СПЕЦИАЛЬНОСТИ №

    Руководство

    2000 «Сердечно-легочная реанимация . Карманный справочник» Гроер К., Кавалларо Д., 1996 «Интенсивная терапия . Реанимация . Первая помощь» Малышев В.Д. , Учебное...

    • Oпределение: Трансформатором называется статический электромагнитный аппарат, предназначенный для преобразования системы переменного тока одних параметров в систему переменного тока с другими параметрами.




    Известно, что передача электроэнергии на дальние расстояния осуществляется на высоком напряжении (220, 400, 500 кВ и более), благодаря чему значительно уменьшаются потери энергии в линии (рис. 4.1.1).
    Получить такое высокое напряжение непосредственно в генераторе невозможно, поэтому в начале линии электропередачи устанавливают повышающие трансформаторы, а в конце линии устанавливают понижающие трансформаторы.
    Таким образом, переменный ток по пути от электростанции до потребителя подвергается трех-, а иногда и четырехкратному трансформированию.
    В зависимости от назначения трансформаторы разделяются на силовые и специальные.
    Силовые трансформаторы используются в линиях электропередачи и распределения электроэнергии.
    К специальным трансформаторам относятся: печные, выпрямительные, сварочные, автотрансформаторы, измерительные, трансформаторы для преобразования частоты и т.д.
    Трансформаторы разделяются на однофазные и многофазные , из которых наибольшее применение имеют трехфазные.
    Кроме того, трансформаторы могут быть двухобмоточными (если они имеют по две обмотки) или многообмоточными (если они имеют более двух обмоток). В зависимости от способа охлаждения трансформаторы разделяются на масляные и сухие .

    4.2. ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ И КОНСТРУКЦИИ ТРАНСФОРМАТОРОВ

    Простейший трансформатор состоит из магнитопровода и двух расположенных на нем обмоток. Обмотки электрически не связаны друг с другом. Одна из обмоток - первичная , подключена к источнику переменного тока. К другой обмотке - вторичной подключают потребитель.

    Действие трансформатора основано на явлении электромагнитной индукции. При подключении первичной обмотки к источнику переменного тока в витках этой обмотки протекает переменный ток I 1 , который создает в магнитопроводе переменный магнито-поток Ф. Замыкаясь в магнитопроводе, этот поток пронизывает обе обмотки, индуктируя в них ЭДС:

    Из этих формул следует, что вычисленные ЭДС е 1 и е 2 могут отличаться друг от друга числами витков в обмотках. Применяя обмотки с различным соотношением витков, можно изготовить трансформатор на любое отношение напряжений.
    При подключении ко вторичной обмотке нагрузки z н в цепи потечет ток I 2 и на выводах вторичной обмотки установится напряжение U 2 .
    Обмотка трансформатора, подключенная к сети c более высоким напряжением, называется обмоткой высшего напряжения (ВН); обмотка, присоединенная к сети меньшего напряжения, называется обмоткой низшего напряжения (НН).
    Трансформаторы - обратимые аппараты, т.е. могут работать как повышающими, так и понижающими.
    Основными частями трансформатора являются его магнитопровод и обмотки. Магнитопровод выполняется из тонких листов электротехнической стали. Перед cборкой листы изолируются друг от друга лаком или окалиной. Это дает возможность в значительной мере ослабить в нем вихревые токи и уменьшить потери на перемагничивание.
    Трансформаторы бывают стержневыми и броневыми . Наиболее широкое распространение получили стержневые трансформаторы.
    Трансформаторы броневого типа имеют разветвленный магнитопровод с одним стержнем и ярмами, частично прикрывающими (бронирующими) обмотки.
    В трехфазном трансформаторе применяют трехстержневой магнитопровод, который похож на броневой, но обмотки на нем расположены на всех трех стержнях.

    По способу сочленения стержней с ярмами различают шихтованные магнитопроводы и стыковые . В работе удобнее шихтованные магнитопроводы, т.к. воздушный зазор в местах сочленения у них меньше и они прочнее.
    Форма поперечного сечения стержней зависит от мощности трансформатора: в небольших - это прямоугольник, а в средних и крупных - ступенчатое сечение.

    Обмотки трансформаторов выполняют из медных проводов круглого и прямоугольного сечения, изолированных хлопчатобумажной пряжей или кабельной бумагой.
    По взаимному расположению обмоток ВН и НН и по способу их размещения на стержнях различают обмотки концентрические и дисковые .

    В масляных трансформаторах магнитопровод с обмотками помещается в бак, заполненный маслом, которое отбирает от них тепло, передавая его стенкам бака. Кроме того, электрическая прочность масла выше, чем у воздуха, что обеспечивает более надежную работу высоковольтных трансформаторов.
    Для увеличения охлаждающей поверхности применяются трубчатые баки.
    При нагревании масло расширяется. Излишек его попадает из общего бака в бак-расширитель, установленный на крышке трансформатора.
    Для предотвращения аварии у трансформаторов напряжением 1000 кВ и выше на расширителе устраивают выхлопную трубу, закрытую мембраной - стеклянной пластиной. При образовании в баке большого количества газов мембрана выдавливается, и газы выходят наружу.

    4.3. ФИЗИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В ТРАНСФОРМАТОРЕ.
    УРАВНЕНИЕ ЭДС

    Как видно из рис. 4.2.1, основной магнитный поток Ф, действующий в магнито-проводе трансформатора, сцепляется с витками обмоток и наводит в них ЭДС:

    Предположим, что магнитный поток Ф является синусоидальной функцией, т.е.

    Подставим это значение в выражения для ЭДС и, произведя дифференцирование, получим:

    Из последних формул видно, что ЭДС е 1 и е 2 отстают по фазе от потока Ф на угол p /2.

    Максимальное значение ЭДС:

    Переходя к действующим значениям, имеем

    Если Ф mах выражено в максвеллах, а Е в вольтах, то

    Отношение ЭДС обмотки высшего напряжения к ЭДС обмотки низшего напряжения называется коэффициентом трансформации.

    Подставив вместо ЭДС Е 1 и Е 2 их значения, получим:

    Токи I 1 и I 2 , протекающие по обмоткам трансформатора, помимо основного потока Ф создают магнитные потоки рассеяния Ф Р1 и Ф Р2 (рис. 4.2.1). Каждый из этих потоков сцепляется только с витками собственной обмотки и индуктирует в них реактивные ЭДС рассеяния Е Р1 и Е Р2 . Величины этих ЭДС прямо пропорциональны возбуждающим их токам:

    где x 1 и x 2 - индуктивные сопротивления рассеяния обмоток.
    Кроме этого, в каждой обмотке трансформатора имеет место активное падение напряжения, которое компенсируется своей ЭДС:

    Рассмотрим действие изученных выше ЭДС в обмотках трансформатора.
    В первичной обмотке Е 1 представляет собой ЭДС самоиндукции, а поэтому она направлена против первичного напряжения u 1 . В связи с этим уравнение ЭДС для первичной обмотки имеет вид:

    Величины j I 1 x 1 и I 1 r 1 представляют собой падение напряжений в первичной обмотке трансформатора. Обычно j I 1 x 1 и I 1 r 1 невелики, а поэтому, с некоторым приближением, можно считать, что подведенное к трансформатору напряжение u 1 уравновешивается ЭДС Е 1:


    Во вторичной обмотке Е 2 выполняет роль источника тока, поэтому уравнение ЭДС для вторичной обмотки имеет вид:

    где j I 2 x 2 и I 2 r 2 - падение напряжения во вторичной обмотке.
    При холостом ходе трансформатора первичная обмотка включена на напряжение u 1 , а вторичная разомкнута (I 2 = 0).
    При этих условиях в трансформаторе действует только одна намагничивающая сила первичной обмотки I 10 w 1 , созданная током I 10 , которая наводит в магнитопроводе трансформатора основной магнитный поток:

    где Rм - магнитное сопротивление магнитопровода потоку.
    При подключении к вторичной обмотке нагрузки ZН в ней возникает ток I 2 . При этом ток в первичной обмотке увеличивается до значения I 1 .
    Теперь поток Ф создается действием двух намагничивающих сил I 1 w 1 и I 2 w 2 .

    Из выражения


    видно, что основной поток Ф0 не зависит от нагрузки трансформатора, при неизменом напряжении u 1 . Этот вывод дает право приравнять:

    4.4.

    Разделим обе части уравнения на w 1 , получим:

    где - вторичный ток, приведенный к числу витков первичной обмотки.
    Перепишем уравнение

    из которого следует, что ток I 1 имеет две составляющие: одна из них (I 10) затрачивается на создание основного потока в магнитопроводе, а другая (- I 2 ") компенсирует размагничивающее действие вторичного тока.
    Любое изменение тока во вторичной цепи трансформатора всегда сопровождается соответствующим изменением первичного тока. В итоге величина потока Ф (а, следовательно, и ЭДС Е 1) остаются практически неизменными.
    Вследствие перемагничивания стали в магнитопроводе трансформатора возникают потери энергии от гистерезиса и вихревых токов. Мощность этих потерь эквивалентна активной составляющей тока I 10 . Следовательно, ток I 10 наряду с реактивной составляющей Iоp, идущей на создание основного потока Ф, имеет еще и активную составляющую Iоа. В итоге:

    На рис. 4.4.1 приведена векторная диаграмма трансформатора в режиме холостого хода.
    Обычно ток Iоа не превышает 10% от тока Io, поэтому незначительно влияет на величину I 10 . Обычно он равен (0,02 0,1) I 1 , поэтому при нагрузке I 10 принимаем равным нулю, и тогда:

    т. е. отношение токов обратно пропорционально числам витков обмоток.

    Заключая разделы 4.3 и 4.4, перепишем вместе уравнения ЭДС и токов трансформатора:

    Эти уравнения получили название основных уравнений , на которых базируется теория трансформатора и общая теория электрических машин переменного тока.

    4.5.ПРИВЕДЕННЫЙ ТРАНСФОРМАТОР

    В общем случае параметры первичной обмотки трансформатора отличаются от параметров вторичной обмотки. Разница наиболее ощутима при больших коэффициентах трансформации, что затрудняет расчеты и (особенно) построение векторных диаграмм. Векторы электрических величин, относящиеся к первичной обмотке, значительно отличаются по своей длине от одноименных векторов вторичной обмотки. Затруднения можно устранить, если привести все параметры трансформатора к одинаковому числу витков, например, к w 1 . С этой целью параметры вторичной обмотки пересчитываются на число витков w 1 .
    Таким образом, вместо реального трансформатора с коэффициентом трансформации получают эквивалентный трансформатор с
    Такой трансформатор называется приведенным . Приведение параметров трансформатора не должно отразиться на его энергетическою процессе, т.е. все мощности и фазы вторичной обмотки должны остаться такими же, что и в реальном трансформаторе.
    Так, например, если полная мощность вторичной обмотки реального трансформатора то она должна быть равна полной мощности вторичной обмотки приведенного трансформатора:

    Используя ранее полученное выражение I 2 " = I 2 w 2 /w 1 , напишем выражение для E 2 " :

    Приравняем теперь активные мощности вторичной обмотки:

    Определим приведенное активное сопротивление:

    по аналогии:

    Уравнения ЭДС и токов для приведенного трансформатора теперь будут иметь вид:

    4.6.ЭКВИВАЛЕНТНАЯ СХЕМА ТРАНСФОРМАТОРА

    Одним из методических приемов, облегчающих исследование электромагнитных процессов и расчет трансформаторов, является замена реального трансформатора с магнитными связями между обмотками эквивалентной электрической схемой (рис. 4.6.1).

    На этом рисунке представлена эквивалентная схема приведенного трансформатора, на которой сопротивления г и х условно вынесены из соответствующих обмоток и включены с ними последовательно. Т.к. k = 1, то E 1 = E 2 . Поэтому точки А и а, а также Х и х на приведенном трансформаторе имеют одинаковые потенциалы, что позволит электрически соединить эти точки, получив Т-образную эквивалентную схему замещения (рис. 4.6.2).

    Произведя математическое описание этой схемы методами Кирхгофа, можно сделать вывод о том, что она полностью соответствует уравнениям ЭДС и токов реального трансформатора (см. раздел 4.5). Отсюда появляется возможность электрического моделирования трансформатора на ЭВМ. Проводя исследования относительно нагрузки z 2 " (единственного переменного параметра схемы), можно прогнозировать реальные ха-рактеристики трансформатора, начиная от холостого хода (z 2 " =) и кончая коротким замыканием (z 2 " = 0).

    4.7. ВЕКТОРНАЯ ДИАГРАММА ТРАНСФОРМАТОРОВ

    Построение векторной диаграммы удобнее начинать с вектора основного потока Ф. Отложим его по оси абсцисс. Вектор I 10 опережает его на угол a . Далее строим векторы ЭДС Е 1 и Е 2 " , которые отстают от потока Ф на 90°. Для определения угла сдвига фаз между E 2 " и I 2 " следует знать характер нагрузки. Предположим, она - активно-индуктивная. Тогда I 2 " отстает от E2" на угол f 2 .
    Получилась так называемая заготовка векторной диаграммы (рис. 4.7.1.). Для того чтобы достроить ее, необходимо воспользоваться тремя основными уравнениями приведенного трансформатора.

    Воспользуемся вторым основным уравнением:

    и произведем сложение векторов.
    Для этого к концу вектора E 2 " пристроим вектор - j I 2 " x 2 " , а к его концу - вектор - I 2 " r 2 " . Результирующим вектором U 2 " будет вектор, соединяющий начало координат с концом последнего вектора.
    Теперь используем третье основное уравнение

    из которого видно, что вектор тока I 1 состоит из геометрической суммы векторов I 10 и - I 2 ". Произведем это суммирование и достроим векторную диаграмму.
    Теперь вернемся к первому основному уравнению:

    Чтобы построить вектор - Е 1 , нужно взять вектор +Е 1 и направить его в противоположную сторону.
    Теперь можно складывать с ним и другие векторы: + j I 1 x 1 и I 1 r 1 . Первый будет идти перпендикулярно току, а второй - параллельно ему. В результате получим суммарный вектор u 1 .
    Построенная векторная диаграмма имеет общий характер. По этой же методике можно осуществить ее построение как для различных режимов, так и для разных характеров нагрузки.

    4.8.ПОТЕРИ И КОЭФФИЦИЕНТ ПОЛЕЗНОГО ДЕЙСТВИЯ

    В работающем трансформаторе всегда имеются как магнитные, так и электрические потери. Магнитные потери слагаются из потерь на вихревые токи и гистерезис.

    Величина этих потерь зависит от напряжения u 1 и магнитной индукции В. Можно считать, что при U 1 = const, р он = В 2 . Они не зависят от нагрузки, т.е. являются постоянными. Электрические потери в обмотках, наоборот, переменные, т.е.:

    где р кн - соответствует потерям при коротком замыкании трансформатора.
    Если известны потери короткого замыкания при номинальной нагрузке, то электрические потери можно определить по формуле:

    где - коэффициент загрузки трансформатора.
    Общие потери в трансформаторе:

    КПД представляет собой отношение активной мощности Р2, отбираемой от трансформатора, к активной модности Р1, подводимой к трансформатору:

    Мощность Р 2 подсчитывается по формуле:

    где - номинальная мощность, кВт.

    Мощность

    тогда КПД трансформатора

    Как видно из последней формулы, величина К.П.Д. зависит от загрузки трансформатора. Кроме того, К.П.Д. тем больше, чем выше cos f 2 . Максимальный КПД соответствует такой загрузке, при которой магнитные потери равны электрическим потерям:

    Отсюда значение коэффициента загрузки, соответствующее максимальному К.П.Д., равно:

    Обычно К.П.Д. имеет максимальное значение при b = 0,5 - 0,6. Тогда
    h = 0,98 - 0,99.

    4.9.ТРЕХФАЗНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ

    4.9.1. Общие положения

    Для трансформирования энергии в трехфазных системах используют либо группу из трех однофазных трансформаторов, у которых первичные и вторичные обмотки соединяются звездой или треугольником, либо один трехфазный трансформатор с общим магнитопроводом.
    Трехфазные трансформаторы могут иметь различные схемы соединения первичных и вторичных обмоток. Все начала первичных обмоток трансформатора обозначают большими буквами: А, В, С; начала вторичных обмоток - малыми буквами: а, Ь, с.
    Концы обмоток обозначаются соответственно: X, У, Z и х, у, z.
    Зажим выведенной нулевой точки при соединении звездой обозначают буквой О.
    Наибольшее распространение имеют соединения обмоток по схеме "звезда" (Y) и "треугольник" (D ), причем первичные и вторичные обмотки могут иметь как одинаковые, так и различные схемы. Если при соединении обмоток "звездой" нулевая точка выводится, то такое соединение называют "звезда c нулем" (Yо).
    На рис. 4.9.1 приведен трехфазный трансформатор при включении обмоток Y/Y.

    4.10.ГРУППЫ СОЕДИНЕНИЯ ОБМОТОК

    До сих пор мы считали, что при построении векторной диаграммы ЭДС Е 1 и Е 2 совпадают по фазе. Но это соответствует действительности лишь при условии намотки первичной и вторичной обмоток в одном направлении, или одноименной маркировки их выводов (рис. 4.10.1, а).


    Если же в трансформаторе изменить направление намотки обмоток иди же переставить обозначение их выводов, то вектор ЭДС Е 2 окажется сдвинутым относительно вектора Е 1 на 180° (рис. 4.10.1, б).
    Сдвиг фаз между ЭДС Е 1 и Е 2 принято выражать группой соединений. Так как этот сдвиг фаз может изменяться от 0 до 360°, а кратность сдвига обычно составляет 30°, то для обозначения групп соединения выбирается ряд чисел от 1 до 12, в котором каждая единица соответствует углу сдвига 30°.
    В основу этого положено сравнение относительного положения векторов Е 1 и Е 2 с положением минутной и часовой стрелок часов. Вектор обмотки В.Н. считается минутной стрелкой, установленной на цифре 12, а вектор Н.Н. - часовой стрелкой. По положению часовой стрелки относительно минутной определяют положение вектора ЭДС обмотки Н.Н. относительно обмотки В.Н. Так, на рис. 4.10.1, а соединение имеет группу 12, а на рис. 4.10.1, б - группу 6.
    Таким образом, в однофазном трансформаторе имеется только две группы -12 и 6. В 3-х фазном трансформаторе группу соединения определяют по углу сдвига фаз между линейными векторами ЭДС Е 1 и Е 2 .
    ГОСТ ограничивает применение только двух групп: Y / Y - 12 и Y / - 11. В качестве примера рассмотрим схему Y / Y - 12 (рис. 4.10.2).

    Векторная диаграмма показывает, что сдвиг между E 1 и Е 2 равен нулю или 360°, т.е. (360° / 30° - 12 группа).
    Если же поменять начала и концы обмоток Н.Н., то будем иметь группу 6 (рис. 4.10.3).


    4.11. ПАРАЛЛЕЛЬНАЯ РАБОТА ТРАНСФОРМАТОРОВ

    При выборе трансформаторов для электроснабжения производственного предприятия часто возникает дилемма: либо установить один мощный трансформатор, либо применить их несколько, в сумме обеспечивающих требуемую мощность.
    Второй вариант будет всегда предпочтительней, т.к. режим работы предприятия в течение суток неравномерный и потребляемая мощность будет различной. Например, в ночное время нагрузка будет минимальной, т.к. потребляемая мощность складывается лишь из охранного освещения и нескольких дежурных объектов. Днем, когда работают основные потребители электроэнергии, потребляемая мощность будет максимальной. Какой-то промежуточный режим будет в вечернее время суток. Короче говоря, в работе могут находиться один, два или сразу три трансформатора.
    Параллельная работа нескольких трансформаторов связана с тем, что их вторичные обмотки питают общую нагрузку.
    Однако не все трансформаторы способны работать параллельно.
    Определим условия, при которых возможно включение трансформаторов на параллельную работу. Во-первых, это одинаковые первичные и вторичные напряжения на обмотках. Во-вторых, должны быть одинаковые схемы и группы соединения. Помимо этого, регламентируются напряжения короткого замыкания, указанные в паспорте трансформатора. И, конечно, порядок чередования фаз у параллельно работающих трансформаторов должен быть одинаковым. В качестве примера приведем схему параллельно включенных пяти сварочных трансформаторов, обеспечивающих работу 14 сварочных постов (рис. 4.11.1).

    4.12. ТРАНСФОРМАТОРЫ СПЕЦИАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ

    4.12.1. ТРЕХОБМОТОЧНЫЙ ТРАНСФОРМАТОР

    В трех обмоточном трансформаторе имеются три электрически несвязанные друг с другом обмотки, из которых одна является первичной, а две другие - вторичными (рис. 4.12.1).

    Первичная обмотка трансформатора является намагничивающей и создает в магнитопроводе магнитный поток, который пронизывает две вторичные обмотки и наводит в них ЭДС Е 2 и Е 3 .
    Пренебрегая током холостого хода, можно записать уравнение токов трех обмоточного трансформатора

    т.е. первичный ток равен геометрической сумме приведенных вторичных токов. Целесообразность применения трехобмоточных трансформаторов объясняется еще и тем, что один трехобмоточный трансформатор фактически заменяет два двухобмоточных.
    За номинальную мощность принимается мощность первичной обмотки. По такому же принципу устроены многообмоточные трансформаторы малой мощности, применяемые в радиоустройствах, связи и в автоматике.

    4.12.2. АВТОТРАНСФОРМАТОР

    В автотрансформаторе (рис. 4.12.2) часть витков в обмотке В.Н. используется в качестве обмотки Н.Н., т.е. в автотрансформаторе имеется всего лишь одна обмотка, часть которой (а Х) принадлежит одновременно сторонам В.Н. и Н.Н.

    На участке аХ протекает ток i 12 = i 2 - i 1 , или переходя к действующим значениям, учитывая, что I 1 и I 2 находятся в противофазе, можно записат

    Таким образом, величина тока в общей части обмоток равна разности токов I 1 и I 2 .
    Если коэффициент трансформации близок к единице, то I 1 и I 2 мало отличаются друг от друга, разность между ними будет также небольшой. Это позволит выполнять часть обмотки аХ проводом меньшего поперечного сечения.
    Мощность, передаваемая первичной обмоткой во вторичную цепь автотрансформатора, будет равна:

    Учитывая, что , ее можно записать в виде:

    Здесь U 2 I 1 = S Э, есть мощность, поступающая во вторичную цепь электрическим путем, U 2 I 12 = S м - мощность, поступающая во вторичную цепь посредством магнитного потока.
    Следовательно, в автотрансформаторе посредством магнитного потока передается только часть мощности, что дает возможность уменьшить поперечное сечение магнитопровода. Магнитные потери при этом также уменьшаются.
    При меньшем поперечном сечении магнитопровода уменьшается средняя длина витка обмотки, следовательно, вновь уменьшается расход обмоточной меди и снижаются электрические потери.
    Таким образом, автотрансформатор имеет преимущества перед трансформаторами, заключающиеся в меньшем весе, меньших размерах более высоком К.П.Д., меньшей стоимости и. т.д.
    Однако эти достоинства имеют значение лишь при коэффициенте трансформации k При большем коэффициенте трансформации имеют место следующие недостатки.
    Это: большие токи короткого замыкания в случае понижающего автотрансформатора (при замыкании точек а и Х напряжение u 1 окажется на небольшой части витков автотрансформатора, обладающих малым сопротивлением короткого замыкания); электрическая связь стороны В.Н. со стороной Н.Н.; требующая усиления изоляции между обмотками и корпусом и возникающая опасность попадания В.Н. на сторону Н.Н.
    Автотрансформаторы могут быть повышенными и пониженными, однофазными и трехфазными. Автотрансформаторы применяются в высоковольтных линиях электропередач для пуска асинхронных и синхронных двигателей в лабораторной практике и при испытаниях.
    Регулировка напряжения осуществляется как переключателями, изменяющими вводимое число витков во вторичной цепи, так и посредством скользящего контакта, перемещающегося непосредственно по виткам обмотки.

    4.12.3. ТРАНСФОРМАТОР ДЛЯ ДУГОВОЙ СВАРКИ

    Сварочный трансформатор представляет собой однофазный трансформатор, понижающий напряжение сети до 60-65 В (рис. 4.12.3.1, а).
    В рабочем режиме трансформатор находится близко к короткому замыканию. Чтобы величина тока не возрастала сверх допустимого значения, последовательно к нему включается реактивная катушка РК с раздвижным сердечником, в результате чего характеристика трансформатора становится круто падающей (рис. 4.12.3.1, б).

    Изменяя зазор d , можно плавно менять сварочный ток. Максимальное значение тока будет при d мах. Для безопасного обслуживания вторичная обмотка сварочного трансформатора заземляется.

    4.12.4. ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ ТОКА И НАПРЯЖЕНИЯ

    Эти трансформаторы применяются совместно с измерительными приборами для расширения их пределов измерения (рис. 4.12.4.1).
    Измерительный трансформатор напряжения представляет собой понижающий трансформатор с таким отношением витков w 1 /w 2 , чтобы при U 1 = U сети; U 2 = 100 В.
    Во вторичную цепь включаются вольтметры, частотомеры, обмотки напряжения ваттметров, счетчиков и фазометров. Так как электрическое сопротивление этих приборов велико (порядка 1000 0м), то трансформаторы напряжения работают в режиме, близком к холостому ходу. Такой режим связан с большими магнитными потерями, а это, в свою очередь, приводит к увеличению размеров магнитопровода и устройству специального масляного охлаждения.

    Измерительные трансформаторы тока (рис. 4.12.4.1) применяются для включения в сеть амперметров, обмоток тока ваттметров, счетчиков и фазометров.
    Первичная обмотка трансформатора тока выполняется из провода большого поперечного сечения и включается в цепь последовательно.
    Вторичная обмотка выполняется всегда на ток I 2 = 5А. Рабочий режим трансформатора тока близок к короткому замыканию, поэтому размеры магнитопровода у него значительно меньше, чем у трансформатора напряжения.
    Для определения напряжения или тока в цепи необходимо показания приборов умножить на коэффициент трансформации измерительных трансформаторов.
    В целях безопасности нельзя оставлять вторичную обмотку трансформатора тока разомкнутой, если первичная включена в сеть. В этом режиме напряжение U 2 возрастает до нескольких тысяч вольт.
    Разновидностью измерительного трансформатора тока являются токоизмерительные клещи с разъемным магнитопроводом, где роль первичной обмотки выполняет сам провод, по которому течет измеряемый ток.

    4.12.5. ТРАНСФОРМАТОР ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ЧИСЛА ФАЗ

    Для питания различных выпрямителей или для электропечей возникает необходимость в увеличении числа фазных обмоток трансформатора. Так, трехфазная система сети с помощью специального трансформатора может быть преобразована в шестифазную или двенадцатифазную. На рис. 4.12.5.1, а приведена схема шестифазного преобразователя.

    Первичная обмотка такого преобразователя соединена "звездой", а вторичная - "двойной звездой". Векторная диаграмма вторичной обмотки преобразователя представляет собой шестизвездную звезду (рис. 4.12.5.1, б).

    4.12.6. СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ

    Для стабилизации напряжения в устройствах небольшой мощности (до 5 кВт) применяются электромагнитные стабилизаторы:
    1) ферромагнитные насыщенного типа (без емкости), в которых используются явления, основанные на насыщении ферромагнитного сердечника;
    2) феррорезонансные (с емкостью), работа которых основана на резонансе токов и напряжений.
    Рассмотрим работу феррорезонансного стабилизатора. Он состоит из реактивной катушки 1, сердечник которой при заданном диапазоне напряжений U 1 работает в состоянии магнитного насыщения, конденсатора С и автотрансформатора 2 магнитопровод которого не насыщен (рис. 4. 12.6.1).
    Обмотка автотрансформатора включена таким образом, чтобы напряжение на выходе стабилизатора U 2 было равно разности

    U 2 = U 2 " - U 2 " ,

    где U 2 " - напряжение на выходе автотрансформатора;
    U 2 " - напряжение на выходах реактивной катушки.


    Напряжение U 2 " благодаря явлению феррорезонанса имеет резко нелинейную зависимость от тока I 1 (кривая 1). Напряжение на выходе автотрансформатора U 2 " в виду насыщенного состояния его магнитопровода пропорционально току I 1 (кривая 2).
    Если параметры автотрансформатора и реактивной катушки подобраны таким образом, что наклон кривой 1 к оси абсцисс в области магнитного насыщения равен наклону кривой 2, то разность U 2 " - U 2 "" = const.
    В этом случае напряжение на выходе не зависит от тока I 1 (кривая 3) и, следовательно, от напряжения U 1 .

    4.12.7. МАГНИТНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ

    Магнитный усилитель - это статический аппарат, применяемый в схемах автоматического регулирования.
    Работа магнитного усилителя основана на нелинейности характеристики намагничивания магнитопровода (рис. 4.12.7.1).

    На крайних стержнях магнитного усилителя находится рабочая обмотка, которая состоит из двух катушек соединенных последовательно. На среднем стержне размещается обмотка управления из большого количества витков. Если ток в нее не подается, а к рабочей обмотке подведено напряжение U 1 , то из за малого количества витков W ~ магнитопровод не насыщается и почти все напряжение сети падает на сопротивление рабочих обмоток Z Н. На потребителе в этом случае выделяется малая мощность.
    Если теперь пропустим по обмотке управления ток I У, то даже при небольшом его значении (из-за большого W =), возникает насыщение магнитопровода. В результате сопротивление рабочей обмотки резко уменьшается, а величина тока в цепи - увеличивается.
    Таким образом, посредством малых сигналов в обмотке управления можно управлять значительной величиной мощности в рабочей цепи магнитного усилителя.

    4.12.8. ТРАНСФОРМАТОР ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ЧАСТОТЫ

    В школьной практике часто возникает необходимость создания источника переменного тока повышенной частоты.
    С помощью трансформаторов легко построить удвоитель или утроитель частоты.
    Утроитель частоты состоит из трех однофазных трансформаторов, работающих при сильно насыщенном сердечнике (рис. 4.12.8.1).
    Первичные обмотки соединены "звездой", а вторичные - последовательно. Как известно, намагничивающий ток имеет сложную форму кривой и помимо основной гармонической составляющей имеет третью, изменяющуюся с частотой f 3 = 3f 1 .
    При соединении первичной обмотки "звездой" токи основной гармоники уравно-вешиваются, и под действием третьей гармоники магнитный поток наводит во вторичной обмотке напряжение, изменяющееся с тройной частотой.


    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.

    Оценка статьи:
    1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (Пока оценок нет)
    Загрузка...
    Поделиться с друзьями:
    Статьи на похожую тему
    Закрыть
    Найти на сайте
    Например: виды гипсокартона