Преимущества трёхфазного тока очевидны только специалистам электрикам. Что такое трехфазный ток для обывателя представляется весьма смутно. Давайте развеем неопределенность.
Трехфазный переменный ток
Большинство людей, за исключением специалистов - электриков, имеют весьма смутное представление, что такое так называемый «трёхфазный» переменный ток, да и в понятиях, что такое сила тока, напряжение и электрический потенциал, а также мощность, - часто путаются.
Попытаемся простым языком дать начальные понятия об этом. Для этого обратимся к аналогиям. Начнём с простейшей - протекания постоянного тока в проводниках. Его можно сравнить с водным потоком в природе. Вода, как известно, всегда течёт от более высокой точки поверхности к более низкой. Всегда выбирает самый экономичный (наикратчайший) путь. Аналогия с протеканием тока - полнейшая. Причём количество воды протекающей в единицу времени через какое-то сечение потока будет аналогично силе тока в электрической цепи. Высота любой точки русла реки относительно нулевой точки - уровня моря - будет соответствовать электрическому потенциалу любой точки цепи. А разница в высоте любых двух точек реки будет соответствовать напряжению между двумя точками цепи.
Используя эту аналогию можно легко представить в уме законы протекания постоянного электрического тока в цепи. Чем выше напряжение - перепад высот, тем больше скорость потока, и, следовательно, количество воды протекающей по реке в единицу времени.
Водный поток, точно так же как электрический ток при своём движении испытывает сопротивление русла - по каменистому руслу вода будет протекать бурно, меняя направление, немного нагреваясь от этого (бурные потоки даже в сильные морозы не замерзают вследствие нагрева от сопротивления русла). В гладком канале или трубе вода потечёт быстро и в итоге в единицу времени канал пропустит гораздо больше воды, чем извилистое и каменистое русло. Сопротивление потоку воды полностью аналогично электрическому сопротивлению в цепи.
Теперь представим закрытую бутылку, в которой налито немного воды. Если мы начнём эту бутылку вращать вокруг поперечной оси, то вода в ней будет перетекать попеременно от горлышка к донышку и наоборот. Это представление - аналогия переменному току. Казалось бы, одна и та же вода перетекает туда-сюда и что? Тем не менее, этот переменный поток воды способен совершать работу.
Откуда вообще появилось понятие переменный ток?
Да с тех самых пор, когда человечество, узнав, что перемещение магнита вблизи проводника вызывает электрический ток в проводнике. Именно движение магнита вызывает ток, если магнит положить рядом с проводом и не двигать - никакого тока в проводнике это не вызовет. Далее, мы хотим получить (генерировать) в проводнике ток, чтобы использовать его в дальнейшем для каких-либо целей. Для этого изготовим катушку из медного провода и начнём возле неё двигать магнит. Магнит можно передвигать возле катушки как угодно - двигать по прямой туда-сюда, но, чтобы не двигать магнит руками, создать такой механизм технически сложнее, чем просто начать его вращать около катушки, аналогично вращению бутылки с водой из предыдущего примера. Вот именно таким образом - по техническим причинам - мы и получили синусоидальный переменный ток, используемый ныне повсеместно. Синусоида - это развёрнутое во времени описание вращения.
В дальнейшем оказалось, что законы протекания переменного тока в цепи отличаются от протекания постоянного тока. Например, для протекания постоянного тока сопротивление катушки равно просто омическому сопротивлению проводов. А для переменного тока - сопротивление катушки из проводов значительно увеличивается из-за появления, так называемого индуктивного сопротивления. Постоянный ток через заряженный конденсатор не проходит, для него конденсатор - разрыв цепи. А переменный ток способен свободно протекать через конденсатор с некоторым сопротивлением. Далее выяснилось, что переменный ток может быть преобразован с помощью трансформаторов в переменный ток с другими напряжением или силой тока. Постоянный ток такой трансформации не поддаётся и, если мы включим любой трансформатор в сеть постоянного тока (что делать категорически нельзя), то он неизбежно сгорит, так как постоянному току будет сопротивляться только омическое сопротивление провода, которое делается как можно меньше, и через первичную обмотку потечёт большой ток в режиме короткого замыкания.
Заметим также, что электродвигатели могут быть созданы для работы и от постоянного тока, и от переменного тока. Но разница между ними такая - электродвигатели постоянного тока сложнее в изготовлении, но зато позволяют плавно изменять скорость вращения обычным регулирующим силу тока реостатом. А электродвигатели переменного тока гораздо проще и дешевле в изготовлении, но вращаются только с одной, обусловленной конструкцией скоростью. Поэтому в практике широко применяются и те, и другие. В зависимости от назначения. Для целей управления и регулирования применяются двигатели постоянного тока, а в качестве силовых установок - двигатели переменного тока.
Далее конструкторская мысль изобретателя генератора двигалась примерно в таком направлении - если удобнее всего для генерации тока использовать вращение магнита рядом с катушкой, то почему бы вместо одной катушки генератора не расположить вокруг вращающегося магнита несколько катушек (места-то вокруг вон сколько)?
Получится сразу же, как бы несколько генераторов, работающих от одного вращающегося магнита. Причём переменный ток в катушках будет отличаться по фазе - максимум тока в последующих катушках будет несколько запаздывать относительно предыдущих. То есть синусоиды тока, если их графически изобразить, будут, как бы между собой, сдвинуты. Это важное свойство - сдвиг фаз, о котором мы расскажем ниже.
Примерно так рассуждая, американский изобретатель Никола Тесла и изобрёл сначала переменный ток, а затем и трёхфазную систему генерации тока с шестью проводами. Он расположил три катушки вокруг магнита на равном расстоянии под углами 120 градусов, если за центр углов принять ось вращения магнита.
(Число катушек (фаз) вообще-то может быть любым, но для получения всех тех преимуществ, что даёт многофазная система генерации тока, минимально достаточно трёх).
Далее русский учёный электротехник Михаил Осипович Доливо-Добровольский развил изобретение Н. Тесла, впервые предложив трёх - и четырёхпроводную систему передачи трёхфазного переменного тока. Он предложил соединить один конец всех трёх обмоток генератора в одну точку и передавать электроэнергию всего по четырём проводам. (Экономия на дорогих цветных металлах существенная). Оказалось, что при симметричной нагрузке каждой фазы (равным сопротивлением) ток в этом общем проводе равняется нулю. Потому что при суммировании (алгебраическом, с учётом знаков) сдвинутых по фазе на 120 градусов токов они взаимно уничтожаются. Этот общий провод так и назвали - нулевой. Поскольку ток в нём возникает только при неравномерности нагрузок фаз и численно он небольшой, гораздо меньше фазных токов, то представилась возможность использовать в качестве «нулевого» провод меньшего сечения, чем для фазных проводов.
По этой же самой причине (сдвиг фаз на 120 градусов) трехфазные получились значительно менее материалоёмкими, так как в магнитопроводе трансформатора происходит взаимопоглощение магнитных потоков и его можно делать с меньшим сечением.
Сегодня трёхфазная система электроснабжения осуществляется четырьмя проводами, три из них называются фазными и обозначаются латинскими буквами: на генераторе - А, В и С, у потребителя - L1, L2 и L3. Нулевой провод так и обозначается - 0.
Напряжение между нулевым проводом и любым из фазных проводов называется - фазным и составляет в сетях потребителей - 220 вольт.
Между фазными проводами тоже существует напряжение, причём значительно выше, чем фазное напряжение. Это напряжение называется линейным и составляет в цепях потребителей 380 вольт. Почему же оно больше фазного? Да всё это из-за сдвига фаз на 120 градусов. Поэтому, если на одном проводе, к примеру, в данный момент времени потенциал равен плюс 200 вольт, то на другом фазном проводе в этот же момент времени потенциал будет минус 180 вольт. Напряжение - это разность потенциалов, то есть оно будет + 200 - (-180)=+380 В.
Возникает вопрос, если по нулевому проводу ток не протекает, то нельзя ли его вообще убрать. Можно. И мы получим трёхпроводную систему электроснабжения. С соединением потребителей так называемым «треугольником» - между фазными проводами. Однако нужно заметить, что при неравномерной нагрузке в сторонах «треугольника» на генератор будут действовать разрушающие его нагрузки, поэтому данную систему можно применять при огромном количестве потребителей, когда неравномерности нагрузок нивелируются. Передача электроэнергии от больших электростанций при высоких фазных и линейных напряжениях (сотни тысяч вольт) так и осуществляются. Почему же применяется такое высокое напряжение. Ответ простой - чтобы уменьшить потери в проводах на нагрев. Так как нагрев проводов (потери энергии) пропорционален квадрату протекающего тока, то желательно чтобы протекающий ток был минимален. Ну а для передачи необходимой мощности при минимальном токе нужно повышать напряжение. (ЛЭП) так и обозначаются, к примеру, ЛЭП - 500 - это линия электропередачи под напряжением 500 киловольт.
Кстати потери в проводах ЛЭП можно ещё более снизить, применяя передачу постоянного тока высокого напряжения (перестаёт действовать емкостная составляющая потерь, действующая между проводами), проводились даже такие эксперименты, но широкого распространения пока такая система не получила, видимо вследствие большей экономии в проводах при трёхфазной системе генерации.
Выводы: преимущества трёхфазной системы
В заключение статьи подведём итоги, - какие же преимущества даёт трёхфазная система генерации и электроснабжения?
- Экономия на количестве проводов, необходимых для передачи электроэнергии. Учитывая немалые расстояния (сотни и тысячи километров) и то, что для проводов используют цветные металлы с малым удельным электрическим сопротивлением, экономия получается весьма существенной.
- Трёхфазные трансформаторы, при равной мощности с однофазными, имеют значительно меньшие размеры магнитопровода. Что позволяет получить существенную экономию.
- Очень важно, что трёхфазная система передачи электроэнергии создаёт при подключении потребителя к трём фазам как бы вращающееся электромагнитное поле. Опять-таки, вследствие сдвига фаз. Это свойство позволило создать чрезвычайно простые и надёжные трёхфазные электродвигатели, у которых нет коллектора, а ротор, по сути, представляет собой простую «болванку» в подшипниках, к которой не нужно подсоединять никакие провода. (На самом деле конструкция короткозамкнутого ротора имеет свои особенности и вовсе не болванка) Это так называемые трёхфазные асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором. Очень широко распространённые сегодня в качестве силовых установок. Замечательное свойство таких двигателей - это возможность менять направление вращения ротора на обратное простым переключением двух любых фазных проводов.
- Возможность получения в трёхфазных сетях двух рабочих напряжений. Другими словами менять мощность электродвигателя или нагревательной установки путём простого переключения питающих проводов.
- Возможность значительного уменьшения мерцаний и стробоскопического эффекта светильников на люминисцентных лампах путём размещения в светильнике трёх ламп, питающихся от разных фаз.
Благодаря этим преимуществам трёхфазные системы электроснабжения получили широчайшее распространение в мире.
Каждой представительнице прекрасного пола приходится ежемесячно сталкиваться с фазами её менструального цикла, со своими особенностями и характерными симптомами. Эти фазы – значимые этапы, которые отвечают за репродуктивную функцию женского организма. Длительность и характер менструальных фаз в большей мере индивидуальны, но основы и очерёдность их протекания остаются неизменными и имеют свои соответствующие названия. Весь этот значимый процесс цикличный, и начинается с приходом менструального кровотечения, который и принято считать первой из трёх фаз менструального цикла.
Любая девушка или женщина в возрастном промежутке от полового созревания до климакса, обязана понимать работу своего организма и разбираться в предназначении всех трёх фаз менструального цикла. С помощью этих познаний можно без труда высчитать благоприятный период для зачатия ребёнка или, напротив, обезопасить себя от нежелательной беременности и некоторых проблем со здоровьем.
Основные фазы цикла
Каждый месяц с регулярной цикличностью в организме женщины происходят три поочерёдные фазы менструального цикла. Они характеризуются логичной последовательностью и служат для одной большой цели – создания благоприятных условий для оплодотворения яйцеклетки и продолжения рода. Менструальный цикл подразделяют на три основные фазы:
- Фолликулярная (первая фаза);
- Овуляционная (вторая фаза);
- Лютеиновая (третья фаза).
Эти стадии выполняют функции исходя из своего названия. В основе этих фаз лежит гормональная регуляция, которая способствует продвижению процесса и контролирует его исход. Начало менструального цикла является началом самой первой фазы – фолликулярной, именно она даёт старт такому важному процессу, как образование и .
Первая – фолликулярная фаза
Начальная фаза менструального цикла характеризуется интенсивным ростом фолликулов и образованием в них яйцеклетки. Первый день менструации даёт старт новой фолликулярной фазе цикла и начинается интенсивная выработка фолликулостимулирующего гормона и эстрогена. В данный период идёт рост фолликулов, которые чуть позже станут вместилищем и местом созревания яйцеклетки.
Эстроген обеспечивает поддержку фолликулам и продолжается это около 7 дней, пока один из фолликулярных пузырьков не достигнет нужных параметров для созревания в нём яйцеклетки. Далее упор роста идёт только на яйцеклетку, а «лишние» фолликулы прекращают своё функционирование. Высокая концентрация эстрогена даёт сигнал к началу выработки лютеинизирующего гормона, который, в свою очередь, ведёт подготовку к будущей овуляции. Длительность первой фазы – индивидуальна для каждой женщины, но она не должна превышать 20 дней.
Вторая фаза – овуляция
Повышенная концентрация лютеинизизующего гормона способствует усиленному созреванию и последующему выходу яйцеклетки из фолликула. Под его действием происходят важные процессы, обеспечивающие подготовку стенок эндометрия. Когда яйцеклетка достигает полной зрелости и готова к оплодотворению, происходит разрыв фолликулярного пузырька и выход полноценной яйцеклетки в маточную трубу для слития со сперматозоидом. В полости разорванного фолликула начинается интенсивный рост жёлтого тела, которое, в свою очередь, ведёт интенсивную выработку прогестерона и обеспечивает благоприятные условия для успешного оплодотворения и имплантации оплодотворённого плодного яйца в стенку матки. Следующий цикл может иметь 2 исхода событий, в зависимости от того, произошло оплодотворение или нет.
Третья фаза – лютеиновая
Развитие третьей фазы менструального цикла может проходить по двум сценариям: с оплодотворённой яйцеклеткой или если оплодотворения не произошло. В этот раз особое внимание уделяется образовавшемуся жёлтому телу. Оно, в случае успешного зачатия, ведёт активную выработку лютеинового гормона, который поддерживает и питает оплодотворённую яйцеклетку до образования плаценты. По причине важности предназначения данного гормона, третья фаза и носит своё характерное название – лютеиновая. Совместно с лютеиновым гормоном в данный период продолжается активная выработка прогестерона, также принимающего активное участие в поддержке плодного яйца. В конечном итоге гармоничная и взаимовыгодная выработка женских гормонов обеспечивает полноценную подготовку к оплодотворению, слиянию, и последующее питание и защиту уже оплодотворённого плодного яйца.
Если оплодотворение всё же не произошло, жёлтое тело прекращает своё развитие и атрофируется. Подготовленная разрыхлённая слизистая оболочка матки и отмершая яйцеклетка отторгаются и выходят в виде менструального кровотечения, что, в свою очередь, уже означает начало новой, первой фазы и весь описанный процесс повторяется заново.
Читайте также Инструкция по применению НоваРинга: влияние на месячные
Фазы цикла по дням
Фазы менструального цикла по дням условно разделяют на 3 промежутка. Первая и третья фазы считаются самыми долгими. При этом интересно то, что фолликулярная и овуляционная фазы имеют индивидуальную и незафиксированную длительность, а лютеиновая фаза всегда соответствует по длительности – 2 недели или 14 дней. Как многим известно, весь менструальный цикл может длиться от 20 до 35 дней, и это будет считаться нормой. Менструальное кровотечение также индивидуально по характеру, но обязательно для каждой дамы.
Чтобы разобраться, что и когда происходит за эти +/- 28 суток, необходимо рассмотреть длительность каждой конкретной фазы.
- Фолликулярная фаза – период от начала месячных до полной готовности к выходу яйцеклетки из фолликула (овуляции). В зависимости от особенностей организма, может длиться от 7 до 20 дней. В начале этой фазы женщина испытывает недомогание и дискомфортные ощущения в области поясницы и внизу живота. Позже силы восстанавливаются и неприятные симптомы отступают.
- – пора готовности яйцеклетки к оплодотворению. Эта фаза самая короткая и самая важная. Способности яйцеклетки к слитию со сперматозоидом и оплодотворению длятся от 20 до 48 часов, что тоже сугубо индивидуально и зависит от многих факторов. Некоторые женщины ощущают овуляцию и даже наблюдают у себя характерные выделения на белье.
- . Независимо от того, произошло оплодотворение или нет, данная фаза продолжается последние 14 суток. Если беременность не наступила, то её окончанием и, следовательно, началом нового цикла будет являться месячное кровотечение. В данный период многие дамы страдают от предменструального синдрома () и испытывают не самые приятные физические и психологические симптомы и ощущения в своём организме. Если всё-таки менструальный цикл выполнил своё прямое предназначение, и оплодотворение свершилось, то наступает беременность и дальнейшие действия женских гормонов будут нести упор на рост, питание и развитие плода.
Что может повлиять на смещение цикла
Рассмотренные фазы месячных – очень чёткий и хрупкий механизм, который может нарушиться из-за множества факторов. Основными сподвижниками данных фаз являются гормоны, которые взаимовыгодно замещают друг друга для свершения единой цели – зачатия и рождения ребёнка. Нарушение выработки любого из гормонов повлечёт разрыв последовательной цепочки и повлияет на конечный исход и длительность цикла.
У новичков в мире электрики и домовладельцев иногда возникает вопрос: что такое в бытовой электропроводке. Связано это с необходимостью починить какой-либо электроприбор.
В возникшей ситуации наиболее приоритетной задачей мастера должно стать соблюдение правил техники безопасности, а не проявление прикладных навыков и умений. Знание элементарных законов функционирования тока и процессов, проходящих внутри бытовых электроприборов не только поможет справиться с большинством неисправностей, возникающих в них, но и сделает этот процесс наиболее безопасным.
Конструкторы и инженеры делают все возможное, чтобы предотвратить несчастный случай при работе с электричеством в быту. Задача потребителя сводится к соблюдению предписанных норм.
- однофазный ток;
- двухфазный ток;
- трехфазный ток.
Однофазный ток.
Переменный ток, который получают при помощи вращения в магнитном потоке проводника или системы проводников, соединенных в одну катушку, называется однофазным переменным током .
Как правило, для передачи однофазного тока используют 2 провода. Называются они фазным и нулевым соответственно. Напряжение между этими проводами составляет 220 В.
Однофазное электропитание . Однофазный ток можно подвести к потребителю двумя различными способами: 2-проводным и 3-проводным. При первом (двухпроводном), для подведения однофазного тока используют два провода. По одному протекает фазный ток, другой предназначен для нулевого провода. Таким образом электропитание подведено почти во все, построенные в бывшем СССР, дома. При втором способе для подведения однофазного тока — добавляют ещё один провод. Называется такой провод заземлением (РЕ). Он предназначен для предотвращения поражения человека электрическим током, а так же для отвода токов утечки и предотвращения приборов от поломки.
Двухфазный ток.
Двухфазным электрическим током называется совокупность двух однофазных токов, сдвинутых по фазе относительно друг друга на угол Pi2 или на 90 °.
Наглядный пример образования двухфазного тока . Возьмем две катушки индуктивности и расположим их в пространстве таким образом, чтобы их оси были взаимно перпендикулярны, после чего запитаем систему катушек двухфазным током , как результат получим в системе два магнитных потока. Вектор результирующего магнитного поля будет вращаться с постоянной угловой скоростью, как следствие, возникает вращающееся магнитное поле. Ротор с обмотками, изготовленными в виде короткозамкнутого «беличьего колеса» или представляющий собой металлический цилиндр на валу, будет вращаться, приводя в движение механизмы.
Передают двухфазные токи при помощи двух проводов: двумя фазными и двумя нулевыми.
Трехфазный ток.
Трехфазной системой электрических цепей называется система, которая состоит из трех цепей, в которых действуют переменные, ЭДС одной и той же частоты, сдвинутые по фазе друг относительно друга на 1/3 периода(φ=2π/3). Каждую отдельную цепь такой системы коротко называют ее фазой, а систему трех сдвинутых по фазе переменных токов в таких цепях называют просто трехфазным током. Трехфазный ток легко передаётся на дальние расстояния. Любая пара фазных проводов имеет напряжение 380 В. Пара - фазный провод и нуль — имеет напряжение 220 В.
Распределение трёхфазного тока по жилым домам выполняется двумя способами: 4-проводным и 5-проводным. Четырёхпроводное подключение выполняется тремя фазными и одним нулевым проводом. После распределительного щита для питания розеток и выключателей используют два провода — одну из фаз и нуль. Напряжение между этими проводами будет составлять 220В.
Пятипроводное подключение трехфазного тока — в схему добавляется защитный, заземляющий провод (РЕ). В трёхфазной сети фазы должны нагружаться максимально равномерно, в противном случае может произойти перекос фаз. От того, какая электропроводка используется в доме, зависит какое электрооборудование можно в неё включать. К примеру, заземление обязательно, если в сеть включаются приборы с большой мощностью — холодильники, печи, обогреватели, электронные бытовые приборы — компьютеры, телевизоры, устройства, связанные с водой — джакузи, душевые кабины (вода проводник тока). Трехфазный ток необходим для электропитания двигателей (актуальных для частного дома).
Устройство бытовой электропроводки.
Вначале электроэнергия вырабатывается на электростанции. Затем через промышленную электросеть она попадает на трансформаторную подстанцию, где напряжение преобразуется в 380 вольт. Соединение вторичных обмоток понижающего трансформатора выполнено по схеме «звезда»: три контакта подключены к общей точке «0», а три оставшихся присоединены к клеммам «A», «B» и «C» соответственно. Для наглядности приводится картинка.
Объединенные контакты «0» подсоединяются к заземлительному контуру подстанции. Также здесь ноль расщепляется на:
- Рабочий ноль (на картинке изображен синим)
- PE-проводник, выполняющий защитную функцию (линия желто-зеленого цвета)
Нули и фазы тока с выхода понижающего трансформатора подводятся к распределительному щитку жилого дома. Полученная трехфазная система разводится по щиткам в подъездах. В конечном итоге, в квартиру попадает фазовое напряжение 220 В и проводник PE, выполняющий защитную функцию.
Итак, что же такое и ноль ? Нулем называют проводник тока, присоединенный к заземлительному контуру понижающего трансформатора и служащий для создания нагрузки от фазы тока, подсоединенной к противоположному концу обмотки трансформатора. Кроме того, существует так называемый «защитный ноль» - это PE-контакт, описанный ранее. Он служит для отвода токов при возникновении технической неисправности в цепи.
Этот метод подключения жилых домов к городской электросети отработан десятилетиями, но все же он не идеален. Иногда в вышеописанной системе появляются неисправности. Чаще всего, они связаны с низким качеством соединения на определенном участке цепи или полным обрывом электрического провода.
Что происходит в нуле и фазе при обрыве провода.
Обрыв электрического провода часто обусловлен элементарной рассеянностью мастера - забыть присоединить к определенному прибору в доме фазу тока или ноль - проще простого. Кроме того, нередки случаи отгорания нуля на подъездном щитке в связи с высокой нагрузкой на систему.
В случае обрыва соединения любого электроприбора в доме со щитком, этот прибор перестает работать - ведь цепь не замкнута. При этом не имеет значения, какой именно провод разорван - ноль или .
Аналогичная ситуация происходит, когда разрыв наблюдается между распределительным щитком многоквартирного дома и щитом конкретного подъезда - все квартиры, подключенные к щиту подъезда , окажутся обесточены.
Вышеописанные ситуации не вызывают серьезных сложностей и не представляют опасности. Они связаны с обрывом лишь одного проводника и не несут в себе угрозы безопасности электроприборов или людей, находящихся в квартире.
Самая опасная ситуация - исчезновение соединения между заземлительным контуром подстанции и средней точкой, к которой подключена нагрузка внутридомового электрощита.
В этом случае электрический ток пойдет по контурам AB, BC, CA, а общее напряжение на этих контурах - 380 В. В связи с этим возникнет очень неприятная и опасная ситуация - на одном электрощитке может вовсе не быть напряжения, так как хозяин квартиры посчитал нужным отключить электроприборы, а на другом возникнет высокое напряжение близкое к 380 вольтам. Это вызовет выход из строя большинства электроприборов, ведь номинальное напряжение работы для них - 240 вольт.
Конечно, такие ситуации можно предотвратить - существуют достаточно дорогостоящие решения для защиты от скачков напряжения. Некоторые производитель встраивают их в свои приборы.
Как определить ноль и фазу собственными силами.
Для определения нуля и фазы тока существуют специальные отвертки-тестеры.
Она работает по принципу прохождения тока низкого напряжения через тело человека, использующего ее. Отвертка состоит из следующих частей:
- Наконечник для подключения к фазовому потенциалу розетки;
- Резистор, снижающий амплитуду электротока до безопасных пределов;
- Светодиод, загорающийся при наличии потенциала фазы тока в цепи;
- Плоский контакт для создания цепи сквозь тело оператора.
Принцип работы с отверткой-тестером показан на картинке ниже.
Кроме тестовых отверток, существуют и другие способы определить, к какому контакту розетки подключена , а к какому - ноль. Некоторые электрики предпочитают пользоваться более точным тестером, используя его в режиме вольтметра.
Показания стрелки вольтметра означают:
1. Наличие напряжения 220 В между фазой и нулем
2. Отсутствие напряжения между землей и нулем
3. Отсутствие напряжения между фазой и нулем
Вообще-то, в последнем случае стрелка должна показывать 220 В, но в данном конкретном случае центральный контакт розетки не подключен к потенциалу земли.
Сердце, это главный орган, выполняющий важную функцию – поддержание жизни. Те процессы, которые протекают в органе, заставляют сердечную мышцу возбуждаться, сокращаться и расслабляться, тем самым задавая ритм кровообращению.
В этой статье мы подробно рассмотрим фазы сердечного цикла, узнаем, какие есть показатели деятельности, а также постараемся разобраться, как работает сердце человека.
Если в процессе ознакомления со статьей возникнут вопросы, вы можете задать их специалистам портала. Консультации проводятся на бесплатной основе 24 часа в сутки.
Работа сердца
Деятельность сердца заключается в непрерывном чередовании сокращения (систолическая функция) и расслабления (диастолическая функция). Смена систолы и диастолы называется сердечный цикл.
У человека в состоянии покоя частота сокращений, в среднем составляет 70 циклов в минуту и имеет продолжительность 0,8 секунд. Перед сокращением, миокард находится в расслабленном состоянии, а камеры наполнены кровью, которая поступила из вен. В это же время все клапаны открыты и давление в желудочках и предсердиях равноценно. Возбуждение миокарда начинается в предсердии. Давление повышается и из-за разницы происходит выталкивание крови.
Таким образом, сердце выполняет насосную функцию, где предсердия, это ёмкость для принятия крови, а желудочки «указывают» направление.
Необходимо отметить, что цикл сердечной деятельности обеспечивается импульсом для работы мышцы. Поэтому орган обладает уникальной физиологией и самостоятельно аккумулирует электрическую стимуляцию. Теперь вы знаете, как осуществляется работа сердца.
Многие наши читатели для лечения ЗАБОЛЕВАНИЙ СЕРДЦА активно применяют широко известную методику на основе натуральных ингредиентов, открытую Еленой Малышевой. Советуем обязательно ознакомиться.
Цикл сердечной работы
Процессы, происходящие в момент сердечного цикла, включают в себя электрические, механические и биохимические. Влиять на сердечный цикл могут как внешние факторы (спорт, стресс, эмоции и т.д.), так и физиологические особенности организма, которые подвержены изменениям.
Сердечный цикл состоит из трех фаз:
- Систола предсердий имеет продолжительность в 0,1 секунду. В этот период давление в предсердиях нарастает, в отличие от состояния желудочков, которые в этот момент расслаблены. За счет разницы в давлении, кровь из желудочков выталкивается.
- Вторая фаза заключается в расслаблении предсердий и длится 0,7 секунд. Желудочки возбуждаются, и длится это 0,3 секунды. И в этот момент давление увеличивается, а кровь уходит в аорту и артерию. Затем желудочек опять расслабляется на 0,5 секунд.
- Фаза номер три, это временной отрезок в 0,4 секунды, когда предсердия и желудочки находятся в состоянии покоя. Это время называется общая пауза.
На рисунке наглядно показаны три фазы сердечного цикла:
На данный момент, есть мнение в мире медицины, что систолическое состояние желудочков способствует не только выбросу крови. В момент возбуждения, у желудочков происходит небольшое смешение к верхней области сердца. Это приводит к тому, что кровь как бы засасывается из основных вен в предсердия. Предсердия в этот момент находятся в диастолическом состоянии, а за счет поступающей крови они растягиваются. Данный эффект ярко выражен у правого желудка.
На портале представлена таблица «Показатели сердечной деятельности». Просмотр и скачивание – бесплатно
Сердечные сокращения
Частота сокращений у взрослого находится в диапазонеударов в минуту. Сердцебиение у детей несколько выше. Например, у грудничков сердце бьется практически в три раза больше - 120 раз в минуту, а малыши долет обладают сердцебиением в 100 ударов в минуту. Безусловно, это примерные показатели, т.к. из-за разных внешних факторов ритм может иметь длительность как больше, так и меньше.
Главный орган окутан нервными нитями, которые регулируют все три фазы цикла. Сильные эмоциональные переживания, физические нагрузки и многое другое увеличивают импульсы в мышце, которые идут из головного мозга. Несомненно, важную роль в деятельности сердца играет физиология, а вернее, её изменения. К примеру, увеличение углекислоты в составе крови и снижение кислорода дает мощный толчок сердцу и улучшает его стимуляцию. В том случае, если изменения в физиологии затронули сосуды, то это приводит к обратному эффекту и ритм сердца снижается.
Как говорилось выше, на работу сердечной мышцы, а значит, и на три фазы цикла влияет множество факторов, в которых ЦНС не участвует.
К примеру, высокая температура тела ускоряет ритм, а низка – замедляет. Гормоны, к примеру, также оказывают прямое воздействие, т.к. поступают вместе с кровью к органу и увеличивая ритм сокращений.
Сердечный цикл, это один из самых сложных процессов, протекающих в организме человека, т.к. в нём участвуют множество факторов. Одни из них напрямую оказывают влияние, другие затрагивают косвенно. Но совокупность всех процессов позволяет сердцу осуществлять свою работу.
Изучив внимательно методы Елены Малышевой в лечении тахикардии, аритмии, сердечной недостаточности, стенакордии и общего оздоровления организма - мы решили предложить его и вашему вниманию.
Структура сердечного цикла, это важнейший процесс, который поддерживает жизнедеятельность организма. Сложно устроенный орган со своим генератором электрических импульсов, физиологией и контролем частоты сокращений – работает всю жизнь. На возникновение заболеваний органа и его утомляемость влияют три основных фактора – образ жизни, генетическая особенность и экологическая обстановка.
Главный орган (после мозга) является основным звеном в кровообращении, следовательно, влияет на все обменные процессы в организме. Сердце за доли секунды отображает любой сбой или отклонения от нормального состояния. Поэтому так важно каждому человеку знать основные принципы работы (три фазы деятельности) и физиологию. Это дает возможность определять нарушения в работе данного органа.
- У Вас часто возникают неприятные ощущения в области сердца (колящая или сжимающая боль, чуство жжения)?
- Внезапно можете почувствовать слабость и усталость.
- Постоянно скачет давление.
- Об одышке после малейшего физического напряжения и нечего говорить…
- И Вы уже давно принимаете кучу лекарств, сидите на диете и следите за весом.
Почитайте лучше, что говорит Елена Малышева, по этому поводу. Несколько лет мучилась от аритмии, ИБС, стенокардии – сжимающие,колющие боли сердце, сбои сердечного ритма, скачки давления, отеки, одышка даже при малейшей физической нагрузке. Бесконечные анализы, походы к врачам, таблетки не решали мои проблемы. НО благодаря простому рецепту, боли в сердце, проблемы с давлением, одышка - все это в прошлом. Чувствую себя замечательно. Теперь мой лечащий врач удивляется как это так. Вот ссылка на статью.
Фазы сердечного цикла
Сердечный цикл - это сложный и очень важный процесс. Он включает в себя периодические сокращения и расслабления, которые на медицинском языке называются «систола» и «диастола». Самый важный орган человека (сердце), стоящий на втором месте после мозга, в своей работе напоминает насос.
За счет возбуждения, сокращения, проводимости, а также автоматизма он подает кровь к артериям, откуда она идет по венам. Благодаря разному давлению в сосудистой системе этот насос работает без перерывов, поэтому кровь двигается без остановки.
Что это такое
Современная медицина достаточно подробно рассказывает, что такое сердечный цикл. Все начинается с систолической работы предсердий, на которую уходит 0,1 с. Кровь поступает к желудочкам, пока они находятся в стадии расслабления. Что касается створчатых клапанов, то они открываются, а полулунные, наоборот, закрываются.
Ситуация меняется, когда предсердия расслабляются. Сокращаться начинают желудочки, на это уходит 0,3 с.
Когда этот процесс только начинается, все створки сердца остаются в закрытом положении. Физиология сердца такова, что, пока мускулатура желудочков сокращается, создается давление, которое постепенно растет. Данный показатель повышается и там, где находятся предсердия.
Если вспомнить законы физики, то станет понятно, почему кровь стремится перейти из полости, в которой высокое давление, в место, где оно меньше.
На пути встречаются створки, которые не пускают кровь к предсердиям, поэтому она наполняет полости аорты и артерии. Желудочки перестают сокращаться, наступает момент расслабления на 0,4 с. А пока кровь без проблем поступает в желудочки.
Задача сердечного цикла заключается в том, чтобы поддерживать работу основного органа человека на протяжении всей его жизни.
Строгая последовательность фаз сердечного цикла укладывается в 0,8 с. Сердечная пауза занимает 0,4 с. Чтобы восстановить полностью работу сердца, такого интервала вполне достаточно.
Длительность сердечной работы
Согласно медицинским данным, частота сокращений сердца составляет от 60 до 80 за 1 минуту, если человек находится в спокойном состоянии - как физически, так и эмоционально. После активности человека удары сердца учащаются в зависимости от интенсивности нагрузки. По уровню артериального пульса можно определить, сколько происходит сердечных сокращений за 1 мин.
Стенки артерии колеблются, так как на них влияет высокое давление крови в сосудах на фоне систолической работы сердца. Как говорилось выше, продолжительность сердечного цикла составляет не более 0,8 с. Процесс сокращения в области предсердия длится 0,1 с, где желудочки - 0,3 с, оставшееся время (0,4 с) уходит на расслабление сердца.
Таблица показывает точные данные цикла сердечных ударов.
Откуда и куда двигается кровь
Длительность фазы по времени
Систолическая работа предсердия
Диастолическая работа предсердий и желудочков
Вена - предсердия и желудочки
Медициной описаны 3 главные фазы, из которых состоит цикл:
- На первой сокращаются предсердия.
- Систолия желудочков.
- Расслабление (пауза) предсердий и желудочков.
Для каждой фазы отведено соответствующее время. Первая занимает 0,1 с, вторая 0,3 с, на последнюю фазу приходится 0,4 с.
На каждом этапе происходят определенные действия, необходимые для правильной работы сердца:
- Первая фаза предусматривает полное расслабление желудочков. Что касается створчатых клапанов, то они открываются. Полулунные створки закрываются.
- Вторая фаза начинается с того, что предсердия расслабляются. Полулунные клапаны открываются, створчатые закрываются.
- Когда же наступает пауза, полулунные клапаны, наоборот, открываются, а створчатые находятся в открытом положении. Некоторая часть венозной крови наполняет область предсердий, а другая собирается в желудочке.
Большое значение имеет именно общая пауза перед тем, как начинается новый цикл сердечной деятельности, особенно когда сердце наполняется кровью из вен. В этот момент давление во всех камерах почти одинаковое за счет того, что атриовентрикулярные створки находятся в открытом состоянии.
В области синоатриального узла наблюдается возбуждение, в результате чего предсердия сокращаются. Когда происходит сокращение, объем желудочков увеличен на 15%. После того как систола заканчивается, давление опускается.
Сердечные сокращения
Для взрослого человека частота сердечных сокращений не выходит за пределы 90 ударов в минуту. У детей сердцебиение чаще. Сердце грудного ребенка выдает 120 ударов в минуту, у детей до 13 лет этот показатель составляет 100. Это общие параметры. У всех значения немного разные - меньше или больше, на них влияют внешние факторы.
Сердце обвито нервными нитями, которые контролируют сердечный цикл и его фазы. Импульс, идущий от головного мозга, в мышце увеличивается в результате серьезного стрессового состояния или после физических нагрузок. Это могут быть любые другие изменения нормального состояния человека под воздействием внешних факторов.
Самую важную роль в работе сердца играет его физиология, а точнее, связанные с ней изменения. Если, например, меняется состав крови, количество углекислого газа, происходит снижение уровня кислорода, то это приводит к сильнейшему толчку сердца. Усиливается процесс его стимуляции. Если изменения физиологии затронули сосуды, тогда сердечный ритм, наоборот, снижается.
Деятельность сердечной мышцы определяется различными факторами. То же касается и фаз сердечной деятельности. Среди таких факторов - центральная нервная система.
Например, повышенные показатели температуры тела способствуют ускоренному ритму сердца, низкие же, наоборот, замедляют работу системы. Гормоны также влияют на сердечные сокращения. Вместе с кровью они поступают к сердцу, тем самым увеличивая частоту ударов.
В медицине сердечный цикл считается достаточно сложным процессом. На него воздействуют многочисленные факторы, какие-то прямо, другие косвенно. Но сообща все эти факторы помогают правильно работать сердцу.
Структура сердечных сокращений не менее важна для человеческого организма. Она поддерживает его жизнедеятельность. Такой орган, как сердце, сложно устроен. Он имеет генератор электрических импульсов, определенную физиологию, контролирует частоту ударов. Именно поэтому он работает на протяжении всей жизни организма.
Оказать влияние на него могут только 3 основных фактора:
- жизнедеятельность человека;
- наследственная предрасположенность;
- экологическое состояние окружающей среды.
Под контролем сердца находятся многочисленные процессы организма, особенно это касается обменных. За считаные секунды он может показать нарушения, несоответствия установленной норме. Именно поэтому люди должны знать, что такое сердечный цикл, из каких фаз состоит он, какая у них продолжительность, а также физиология.
Можно определить возможные нарушения, оценивая работу сердца. И при первых же признаках сбоев обратиться к специалисту.
Фазы сердечных сокращений
Как уже упоминалось, длительность сердечного цикла составляет 0,8 с. Период напряжения предусматривает 2 основные фазы сердечного цикла:
- Когда происходят асинхронные сокращения. Период сердечных ударов, который сопровождается систолической и диастолической работой желудочков. Что касается давления в желудочках, то оно остается практически прежним.
- Изометрические (изоволюмические) сокращения - вторая фаза, которая начинается через некоторое время после асинхронных сокращений. На данном этапе давление в желудочках достигает того параметра, при котором происходит закрытие атриовентрикулярных клапанов. Но этого недостаточно для того, чтобы открылись полулунные створки.
Показатели давления растут, таким образом, полулунные створки открываются. Это способствует тому, что кровь начинает выходить из сердца. На весь процесс уходит 0,25 с. И у него есть фазовая структура, состоящая из циклов.
- Быстрое изгнание. На этом этапе давление растет и достигает максимальных значений.
- Медленное изгнание. Период, когда параметры давления понижаются. После того как сокращения закончатся, давление быстро спадет.
После того как систолическая деятельность желудочков закончится, наступает период диастолической работы. Изометрическое расслабление. Оно длится, пока давление не повысится до оптимальных параметров в области предсердия.
В это же время открываются атриовентрикулярные створки. Желудочки наполняются кровью. Происходит переход в фазу быстрого наполнения. Кровообращение осуществляется за счет того, что в предсердиях и желудочках наблюдаются разные параметры давления.
В других камерах сердца давление продолжает падать. После диастолы наступает фаза медленного наполнения, длительность которой составляет 0,2 с. Во время этого процесса предсердия и желудочки непрерывно наполняются кровью. При анализе сердечной деятельности можно определить, сколько длится цикл.
На диастолическую и систолическую работу уходит практически одинаковое время. Поэтому половину своей жизни человеческое сердце трудится, а вторую половину отдыхает. Общее время длительности составляет 0,9 с, но из-за того, что процессы накладываются друг на друга, это время составляет 0,8 с.
- Заболевания
- Части тела
Предметный указатель на часто встречающиеся заболевания сердечно-сосудистой системы, поможет Вам с быстрым поиском нужного материала.
Выберете интересующую Вас часть тела, система покажет материалы, связанные с ней.
© Prososud.ru Контакты:
Использование материалов сайта возможно только при наличии активной ссылки на первоисточник.
Фазы сердечной деятельности
Сердце ритмически сокращается. Сокращение сердца вызывает перекачивание крови из предсердий в желудочки и из желудочков в кровеносные сосуды, а также создает разницу давления крови в артериальной и венозной системе, благодаря которой кровь движется. Фаза сокращения сердца обозначается как систола, а расслабления - как диастола.
Цикл сердечной деятельности состоит из систолы и диастолы предсердий и систолы и диастолы желудочков. Цикл начинается с сокращения правого предсердия, и сразу же начинает сокращаться и левое предсердие. Систола предсердий начинается за 0,1 с до систолы желудочков. При систоле предсердий кровь не может попасть из правого предсердия в полые вены, так как сокращающееся предсердие закрывает отверстия вен. Желудочки в это время расслаблены, поэтому венозная кровь через раскрытый трехстворчатый клапан поступает в правый желудочек, а артериальная кровь из левого предсердия, поступившая в него из легких, через раскрытый двустворчатый клапан выталкивается в левый желудочек. В это время кровь из аорты и легочной артерии не может попасть в сердце, так как полулунные клапаны закрыты давлением крови в этих кровеносных сосудах.
Затем начинается диастола предсердий и по мере расслабления их стенок кровь из вен заполняет их полость.
Сразу же после окончания систолы предсердий начинают сокращаться желудочки. Сначала сокращается только часть мышечных волокон желудочков, а другая их часть растягивается. При этом изменяется форма желудочков, а давление в них остается прежним. Это фаза асинхронного сокращения или изменения формы желудочков, которая продолжается примерно 0,05 с. После полного сокращения всех мышечных волокон желудочков давление в их полостях нарастает очень быстро. Это вызывает захлопывание трехстворчатого и двустворчатого клапанов и закрытие отверстий в предсердия. Полулунные клапаны остаются закрытыми, так как давление в желудочках еще ниже, чем в аорте и легочной артерии. Эта фаза, в которой мышечная стенка желудочков напрягается, но их объем не изменяется, пока давление в них не превысит давление в аорте и легочной артерии, называется фазой изометрического сокращения. Она продолжается около 0,03 с.
Во время изометрического сокращения желудочков давление в предсердиях во время их диастолы доходит до нуля и даже становится отрицательным, т. е. меньше атмосферного, поэтому атриовентрикулярные клапаны остаются закрытыми, а полулунные клапаны захлопываются обратным током крови из артериальных сосудов.
Обе фазы асинхронного и изометрического сокращений вместе составляют период напряжения желудочков. У человека полулунные клапаны аорты раскрываются, когда давление в левом желудочке доходит домм рт. ст., а полулунные клапаны легочной артерии раскрываются, когда давление в правом желудочке достигает - 12 мм рт. ст. При этом начинается фаза изгнания, или систолический выброс крови, в котором давление крови в желудочках круто нарастает в течение 0,10-0,12 с (быстрое изгнание), а затем по мере убывания крови в желудочках нарастание давления прекращается и к концу систолы оно начинает падать в течение 0,10-0,15 с (замедленное изгнание).
После раскрытия полулунных клапанов желудочки сокращаются, изменяя свой объем и используя часть напряжения для работы по выталкиванию крови в кровеносные сосуды (ауксотоническое сокращение). Во время изометрического сокращения давление крови в желудочках становится больше, чем в аорте и легочной артерии, что и вызывает раскрытие полулунных клапанов и фазы быстрого, а затем медленного изгнания крови из желудочков в кровеносные сосуды. После этих фаз наступает внезапное расслабление желудочков, их диастола. Давление в аорте становится выше, чем в левом желудочке, и поэтому полулунные клапаны закрываются. Промежуток времени между началом диастолы желудочков и закрытием полулунных клапанов называется протодиастолическим периодом, который продолжается 0,04 с.
В периоде диастолы желудочки примерно в течение 0,08 с расслабляются при закрытых атриовентрикулярных и полулунных клапанах, пока давление в них не упадет ниже, чем в предсердиях, уже заполненных кровью. Это фаза изометрического расслабления. Диастола желудочков сопровождается падением давления в них до нуля.
Резкое падение давления в желудочках и повышение давления в предсердиях при начавшемся их сокращении открывают трехстворчатый и двустворчатый клапаны. Начинается фаза быстрого наполнения желудочков кровью, которая длится 0,08 с, а затем вследствие постепенного увеличения давления в желудочках при их наполнении кровью происходит замедление наполнения желудочков, наступает фаза медленного наполнения в течение 0,16 с, которая совпадает с поздней диастолической фазой.
У человека систола желудочков длится около 0,3 с, диастола желудочков - 0,53 с, систола предсердий - 0,11 с, диастола предсердий - 0,69 с. Весь сердечный цикл продолжается у человека в среднем 0,8 с. Время общей диастолы предсердий и желудочков называют иногда паузой. В работе сердца человека и высших животных в физиологических условиях нет никакой паузы, помимо диастолы, что отличает деятельность сердца человека и высших животных от деятельности сердца холоднокровных.
У лошади при учащении сердечной деятельности продолжительность одного сердечного цикла равна 0,7 с, из которых систола предсердий продолжается 0,1 с, желудочков - 0,25 с, а общая систола сердца - 0,35 с. Так как предсердия расслаблены и во время систолы желудочков, то расслабление предсердий продолжается 0,6 с, или 90% длительности сердечного цикла, а расслабление желудочков - 0,45 с, или 60-65%.
Такая продолжительность расслабления восстанавливает работоспособность сердечной мышцы.
ФАЗЫ СЕРДЕЧНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ;
Сердце здорового человека сокращается ритмично в состоянии покоя с частотой 60-80 ударов в минуту (у молодых людей – до 90). У высоко тренированных спортсменов нижняя граница может достигать 45 ударов в 1 мин.
Сердечный цикл - период, который включает одно сокращение и последующее расслабление. Частота сердечных сокращений в состоянии покоя больше 90 ударов в 1 мин называется тахикардией , а меньше 60 - брадикардией .
При ЧСС 70 ударов в минуту полный цикл сердечной деятельности продолжается 0,8-0,86 с. В норме ритм сердца правильный.
Аритмия – нарушение правильности сердечного ритма. Большинство видов аритмий свидетельствуют о развитии патологии сердца.
Систола - сокращение сердечной мышцы, диастола - расслабление.
Кровь в ССС течет в одном направлении: от левого желудочка, через большой круг кровообращения в правое предсердие, а из правого предсердия в правый желудочек, из правого желудочка по малому кругу кровообращения в левое предсердие, из левого предсердия в левый желудочек.
Односторонний ток крови зависит от клапанного аппарата сердца и последовательного сокращения отделов сердца.
Сердечный цикл имеет три фазы : систолы предсердий, систолы желудочков и общую паузу .
1. Систола предсердий - начало каждого цикла, продолжительность 0,1 с. Во время систолы в предсердиях повышается давление, что ведет к выбрасыванию крови в желудочки, которые в этот момент расслаблены, створки атриовентрикулярных клапанов свисают, и кровь свободно переходит из предсердий в желудочки. После изгнания крови из предсердий наступает их диастола.
2. Систола желудочков – наступает после окончания систолы предсердий, продолжительностью 0,3 с. Во время систолы желудочков предсердия уже расслаблены. Как и предсердия, оба желудочка - правый и левый - сокращаются одновременно. Систола желудочков состоит из периода напряжения и периода изгнания .
Периода напряжения - систола желудочков начинается с сокращения волокон в результате распространения возбуждения по миокарду. Этот период короткий. В данный момент давление в полостях желудочков еще не повышается. Оно начинает резко возрастать, когда возбудимостью охватываются все волокна. В результате повышения внутрижелудочкового давления сухожильные нити, которые одним концом прикрепляются к створчатым клапана, а другим к сосочковым мышцам, натягиваются и препятствуют выворачиванию атриовентрикулярного клапана в сторону предсердия, клапан закрывается. В этот момент полулунные клапаны (аорта, легочная артерия) тоже еще закрыты, и полость желудочка остается замкнутой, объем крови в нем постоянный. Возбуждение мышечных волокон миокарда приводит к возрастанию давления крови в желудочках и увеличению в них напряжения. Появление сердечного толчка в V левом межреберье обусловлено тем, что при повышении напряжения миокарда левый желудочек принимает округлую форму и производит удар о внутреннюю поверхность грудной клетки.
Период изгнания - давление крови в желудочках превышает давление в аорте и легочной артерии, полулунные клапаны открываются, их створки прижимаются к внутренним стенкам. В результате этого кровь быстро вытекает в аорту и легочный ствол, объем желудочков быстро уменьшается. С падением давления полулунные клапаны закрываются, затрудняя обратный ток крови из аорты и легочной артерии, миокард желудочков начинает расслабляться. Снова наступает короткий период, во время которого еще закрыты клапаны аорты и не открыты атриовентрикулярные.
3. Диастола предсердий и желудочков - диастола всего сердца, продолжительность 0,4 с. Диастола продолжается до очередной систолы предсердий. Затем цикл сердечной деятельности повторяется.
Сердечный цикл длится 0,8 с. Во время одного сердечного сокращения предсердия сокращаются 0,1 с, а отдыхают 0,7 с. Желудочки сокращаются 0,3 с, а отдыхают 0,5 с.
Лекция 11. Система кровообращения. Физиология сердца (фазы сердечной деятельности, тоны сердца, электрокардиограмма).
Система кровообращения обеспечивает непрерывное движение крови по сосудам. Она состоит из двух отделов: сердца и сосудов. Вы детально изучали на гистологии и анатомии их строение. А в курсе биофизики рассматривали отдельные механизмы их функционирования. Поэтому я опускаю в данной лекции многие вопросы, как морфологии, так и функции. Тем более, что на одной из первых лекций мы уже рассмотрели с Вами функциональные особенности сердечной мышцы. Целью данной лекции является изучение физиологических особенностей работы сердца, которые имеют особое значение для клиники.
Фазы сердечной деятельности. Началом работы сердца является систола предсердий. Правое предсердие сокращается раньше левого на 0,01 с в связи с тем, что именно в правом предсердии находится основной водитель ритма. От него начинается распространение возбуждения по сердцу. Продолжительность этой фазы работы сердца составляет 0,1 с. Во время систолы предсердий давление в них повышается: в правом до 5-8 мм рт. ст., а в левом – до 8-15 мм рт.ст. Кровь переходит в желудочки и это сопровождается закрытием атриовентрикулярных отверстий. С переходом возбуждения на атриовентрикулярный узел и проводящую систему желудочков начинается их систола. Систола желудочков происходит одновременно (предсердия в это время находятся в состоянии расслабления). Продолжительность систолы желудочков около 0,3 с. Систола желудочков начинается с фазы асинхронного сокращения. Она продолжается около 0,05 с и представляет собой процесс распространения возбуждения и сокращения по миокарду. Давление в желудочках при этом практически не меняется. В ходе дальнейшего сокращения, когда давление в желудочках возрастает до величины, достаточной для закрытия антиовентрикулярных клапанов, но недостаточной для открытия полулунных, наступает фаза изометрического сокращения. Ее продолжительность до 0,03 с. Иногда эти фазы объединяют в одну и называют фазой напряжения (0,05-0,08 с). В эту фазу давление в правом желудочке возрастает домм рт. ст., а в левом – до 150 – 200 мм рт. ст.
Во время асинхронного сокращения увеличивается напряжение (клапаны закрыты) и не меняется длина мышечного волокна. В конце фазы напряжения давление обеспечивает открытие полулунных клапанов и начинается следующая фаза систолы желудочков – быстрое изгнание крови. Во время этой фазы, которая длится от 0,05 до 0,12 с, давление достигает максимальных значений. В дальнейшем давление падает домм рт.ст. имм рт.ст. в соответствующих желудочках и этот момент их работы называется медленное изгнание крови. Продолжительность этой фазы систолы желудочков от 0,13 до 0,20 с. С ее окончанием давление резко падает. В магистральных артериях давление снижается значительно медленнее, что обеспечивает захлопывание, в последующем, полулунных клапанов и предотвращает обратный ток крови. Но это уже происходит в тот момент, когда мышца желудочка начинает расслабляться и наступает их диастола. Промежуток времени от начала расслабления желудочков до закрытия полулунных клапанов составляют первую фазу диастолы, которая получила название протодиастолической.
После нее возникает фаза диастолы – спадения напряжения или изометрического расслабления. Она проявляется при еще закрытых клапанах и продолжается приблизительно 0,05-0,08 с до того момента, когда давление в предсердиях оказывается выше давления в желудочках (2-6 мм рт.ст.), что приводит к открытию антивентрикулярных клапанов, вслед за которым кровь переходит в желудочек. Вначале это происходит быстро (за 0.05 с) – фаза быстрого наполнения кровью желудочков, а потом медленно (за 0,25 с) – фаза медленного наполнения кровью желудочков. В течение этой фазы происходит непрерывное поступление крови из магистральных вен, как в предсердия, так и в желудочки. И, наконец, последней фазой диастолы желудочков является их наполнение за счет систолы предсердий (0.1 с). Вся диастола желудочков, таким образом, продолжается около 0,5 с. Если сложить время систолы желудочков и их диастолы, то мы получим время, которое соотвествует полному сердечному циклу, оно составляет у взрослого человека – 0,8 с.
Длительность сердечного цикла у новорожденных составляет 0,4-0,5 с. Длительность систолы желудочков у них немного больше, чем диастолы (0,24 и 0,21 с – соотвественно). С возрастом соответственно увеличивается длительность сердечного цикла. У грудных детей она составляет 0,40-0,54 с. Продолжительность систолы желудочков у грудных детей 0,27 с. У детей 7-15 лет она может быть даже большей. Длительность сердечного цикла увеличивается в основном за счет диастолы желудочков.
Во время работы сердца есть такой момент, когда и предсердия и желудочки вместе (одновременно) находятся в состоянии диастолы. Этот период работы сердца называется паузой сердца, продолжительность которой составляет 0,4 с.
За систолу сердце выбрасывает в кровоток домл крови. Этот объем крови получил название - систолический объем (СО). Если умножить СО на частоту сердечных сокращенией (ЧСС), то мы получим минутный объем (МО) работы сердца, величина которого составляет около 4,0 – 5,0 л.
Величина СО у грудных детей около 10,0 мл. К 6 месяцам в среднем удваивается, к 1 году – утраивается. У 8-летних детей СО в 10 раз, а у взрослых в 20 раз больше, чем у новорожденных. Увеличивается и МО, к году он имеет величину около 1250 мл, к 8 годам – 2800 мл.
Тоны сердца. Это звуковые явления, которые сопровождают работу сердца. В основе их возникновения лежат колебания различных структур сердца: клапанов, мышц, сосудистой стенки. Как и всякие колебания, тоны характеризуются интенсивностью (амплитудой), частотой и продолжительностью. В клинической практике методами их определения являются: выслушивание – аускультация и графическая регистрация – фонокардиография.
I тон – систолический - более низкий и протяжный, возникает в области атриовентрикулярных клапанов одновременно с началом систолы желудочков. Его причиной является закрытие и напряжение атриовентрикулярных клапанов, колебания стенок полостей сердца при систоле и сокращение мускулатуры желудочков. Длительность этого тона – 0,08-0,25 с, а частота –Гц. Выслушивается этот тон оптимально в области верхушки сердца.
II тон – диастолический - более высокий и короткий. Его длительность составляет 0,04-0,12 с, а частота –Гц. Его причиной является колебание полулунных клапанов, иногда они бывают так выразительны, что различается раздвоение тона. Выслушивается этот тон во втором межреберье справа и слева от грудины.
III тон – желудочковый галоп – связан с колебаниями мышечной стенки желудочков при их растяжении (сразу же после второго тона). Его иногда называют тоном наполнения. Чаще всего его выслушивают или регистрируют на фонокардиограмме (ФКГ) у детей и спортсменов. Выслушивается этот тон как слабый, глухой звук, чаще всего на верхушке сердца (в положении лежа) и области грудины (в положении стоя). Регистрируется на ФКГ.
IV тон – предсердный галоп – связан с сокращением предсердий, когда они активно наполняют желудочек кровью. Выслушивается редко, чаще регистрируется на ФКГ
У новорожденных детей на ФКГ также имеются первый и второй тоны, а иногда третий и четвертый. У большинства детей этого возраста первый тон короче, а второй продолжительнее, чем у взрослых. У детей грудного возраста сохраняется относительная краткость первого тона. У большинства детей этого возраста, наблюдается расщепление второго тона. Это происходит вследствие захлопывания клапанов аорты и легочной артерии в разное время. У грудных детей на ФКГ нередко видны третий и четвертый тоны. С возрастом у детей постепенно увеличивается длительность первого тона. Расщепление второго тона может иметь место в возрасте 1-7 лет и у подростков.
Наиболее широкое распространение в клинической практике получила регистрация и анализ электрических потенциалов, возникающих при деятельности сердца.
Электрокардиограмма – это периодически повторяющаяся кривая, отражающая протекание процесса возбуждения сердца во времени. Отдельные элементы электрокардиограммы (ЭКГ), зубцы, сегменты, интервалы и комплексы, получили специальные наименования. Каждый элемент ЭКГ отражает распространение процесса возбуждения по определенным участкам сердца и имеет временную (в секундах) и высотную (в мВ) характеристику. Анализ ЭКГ, независимо от отведения (их характеристику Вы подробно изучали в курсе биофизики), дают на основании изучения зубцов (P,Q,R,S,T), интервалов (PQ, ST, TP, RR), сегментов (PQ,ST) и комплексов (P – предсердный и QRST – желудочковій).
Так как сердечный цикл начинается возбуждением предсердий, то первый зубец на ЭКГ – это зубец P. Он характеризует возбуждение предсердий. Его восходящая часть – правого, а нисходящая – левого предсердия. В норме его характеристика: продолжительность от 0,07 до 0,11 с, высота – от 0,12 до 0,16 мВ. В III стандартном отведении он может отсутствовать, быть двухфазным или отрицательным. В положениях V 1, V 2 – он положительный, V 3, V 4 –постепенно увеличивается. В однополюсных отведениях от конечностей: aVR- он отрицательный, aVL и aVF – положительный.
Сегмент PQ – это отрезок прямой на изоэлектрической оси, от конца зубца P до начала зубца Q. Он характеризует время атриовентрикулярной задержки и составляет 0,04- 0,1 с.
Интервал PQ- участок ЭКГ от начала зубца P до начала зубца Q, характеризует распространение возбуждения от предсердий к желудочкам. Продолжительность этого интервала от 0,12 до 0,21 с.
Зубец Q - характеризует возбуждение межжелудочковой перегородки и папиллярной мускулатуры. Его продолжительность в норме от 0,02 до 0,03 с, высота – до 0,1 мВ. Он может отсутствовать в первом стандартном отведении.
Зубец R - характеризует возбуждение основной мускулатуры желудочков. Его высота 0,8-1,6 мВ, продолжительность от 0,02 до 0,07 с. В грудных отведениях V 1 и V 2 он маленький, в положении V 3 и V 4 –возрастает, а в положении V 5 и V 6 он вновь уменьшается.
Зубец S – характеризует возбуждение в отдаленных участках желудочков. Его высота достигает до 0,1 мВ и продолжительность до 0,02-0,03 с. Иногда он отсутствует в I стандартном отведении. В грудных отведениях V 1 и V 2 - он глубокий, далее уменьшается, а в положении V 5 и V 6 – может отсутствовать.
Сегмент ST – отрезок прямой на изоэлектрической линии от конца зубца S до начала зубца Т и характеризует тот момент, когда оба желудочка одновременно возбуждены. Его продолжительность от 0,1 до 0,15 с.
Зубец Т – характеризует процесс реполяризации миокарда, его высота от 0,4 до 0,8 мВ и продолжительность от 0,1 до 0,25 с. В стандартном положении I – всегда положительній, во II – часто положительный и в III – может быть положительным, двухфазным и отрицательным. В положении V 1 и V 2 иногда он отрицательный, а в положении aVF – отрицательный.
Интервал ТР - характеризует общую паузу сердца, ее продолжительность составляет 0,4 с.
Интервал RR – характеризует полный сердечный цикл, его продолжительность составляет 0,8 с.
Комплекс Р – предсердный, QRST – желудочковый.
Так как возбуждение сердца начинается с его основания, то эта область является отрицательным полюсом, область же верхушки сердца – положительным. Электродвижущая сила (ЭДС) сердца имеет величину и направление. Направление ЭДС принято называть электрической осью сердца. Чаще всего она располагается параллельно анатомической оси сердца (нормограмма). Направление того или иного зубца на ЭКГ отражает ориентацию интегрального вектора. Когда вектор направлен к верхушке сердца, на ЭКГ записываются положительные (по отношении к электрической оси) зубцы, а если к основанию – отрицательные. Вследствие определенного положения сердца в грудной клетке и формы тела человека, электрические силовые линии, возникающие между возбужденным и невозбужденным участком сердца, распределяются по поверхности тела неравномерно. Если электрическая ось сердца становится горизонтальной (лежачее сердце), то это называется левограммой, а в случае ее вертикального положения (висячее сердце) – правограммой.
ЭКГ новорожденных имеет следующие особенности. В I стандартном отведении зубец R маленький, а зубец S глубокий, его амплитуда в 2-3 раза больше амплитуды зубца R. В III стандартном отведении, наоборот, зубец R имеет большую амплитуду, а зубец S мал. Электрическая ось сердца направлено вправо (правограмма является следствием относительно большой массы миокарда правого желудочка). Кроме того, у новорожденных велики зубцы Р и Т. Высокий зубец Р у них обусловлен относительно большой массой предсердий. Величина интервала PQ у новорожденных меньше (0,11 с), чем у взрослых (0,15 с). Длительность комплекса QRS (0,04 с) также меньше, чем у взрослых (0,08 с).
У грудных детей вследствие преимущественного роста левого желудочка электрическая ось сердца смещается влево. С 3-4 месяца у части детей правограмма сменяется нормограммой. На 1 –ом году жизни у детей наблюдаются как правограммы (у 45%), так и нормограммы (у 35 %). Изредка регистрируются левограммы. У грудных детей увеличиваются зубцы R в I и II отведениях, а в III отведении зубец R уменьшается. Зубец R становится выше зубца Р в 6 раз.
В период раннего и первого детства (1 год – 7 лет) продолжается увеличение амплитуды зубца R относительно зубца Р. Уменьшается зубец Q, а зубец Т - увеличивается.
У детей 4-6 лет значительно увеличивается интервал PQ, немного удлиняется желудочковый комплекс. В период первого детства почти одинаково встречаются нормограммы и правограммы. Несколько чаще, чем у грудных детей, регистрируются левограммы.
У детей 8-12 лет увеличивается различие амплитуд зубца Р в стандартных отведениях (в первом отведении – наибольшая амплитуда, в третьем – наименьшая). В III отведении зубец Р может быть отрицательным. Увеличивается зубец R в I отведении и уменьшается в III. Электрическая ось продолжает смещаться влево.
В подростковом возрасте ЭКГ приближается к ЭКГ взрослых. На них нередко имеется расщепление или зазубренность комплекса QRS в III отведении. Сегмент ST часто плавно поднимается и переходит в большой зубец Т. У 27% подростков зубец Т в III отведении отрицательный. У подростков чаще всего регистрируется «вертикальный тип» нормограммы (угол альфа от 71 до 90 о), реже «промежуточный» или «основной» тип, еще реже – правограммы.
Для продолжения скачивания необходимо собрать картинку.
Очень немного людей понимают суть электричества. Такие понятия как "электрический ток", "напряжение" "фаза" и "ноль" для большинства являются темным лесом, хотя с ними мы сталкиваемся каждый день. Давайте же получим крупицу полезных знаний и разберемся, что такое фаза и ноль в электричестве. Для обучения электричеству с "нуля" нам нужно разобраться с фундаментальными понятиями. В первую очередь нас интересуют электрический ток и электрический заряд.
Электрический ток и электрический заряд
Электрический заряд – это физическая скалярная величина, которая определяет способность тел быть источником электромагнитных полей. Носителем наименьшего или элементарного электрического заряда является электрон. Его заряд равен примерно -1,6 на 10 в минус девятнадцатой степени Кулон.
Заряд электрона - минимальный электрический заряд (квант, порция заряда), который встречается в природе у свободных долгоживущих частиц.
Заряды условно делятся на положительные и отрицательные. Например, если мы потрем эбонитовую палочку о шерсть, она приобретет отрицательный электрический заряд (избыток электронов, которые были захвачены атомами палочки при контакте с шерстью).
Такую же природу имеет статическое электричество на волосах, только в этом случае заряд является положительным (волосы теряют электроны).
Основным видом переменного тока является синусоидальный ток . Это такой ток, который сначала нарастает в одном направлении, достигая максимума (амплитуды) начинает спадать, в какой-то момент становится равным нулю и снова нарастает, но уже в другом направлении.
Непосредственно о таинственных фазе и нуле
Все мы слышали про фазу, три фазы, ноль и заземление.
Простейший случай электрической цепи – однофазная цепь . В ней всего три провода. По одному из проводов ток течет к потребителю (пусть это будет утюг или фен), а по другому – возвращается обратно. Третий провод в однофазной сети – земля (или заземление).
Провод заземления не несет нагрузки, но служит как бы предохранителем. В случае, когда что-то выходит из-под контроля, заземление помогает предотвратить удар электрическим током. По этому проводу избыток электричества отводится или "стекает" в землю.
Провод, по которому ток идет к прибору, называется фазой , а провод, по которому ток возвращается – нулем.
Итак, зачем нужен ноль в электричестве? Да за тем же, что и фаза! По фазному проводу ток поступает к потребителю, а по нулевому - отводится в обратном направлении. Сеть, по которой распространяется переменный ток, является трехфазной. Она состоит из трех фазовых проводов и одного обратного.
Именно по такой сети ток идет до наших квартир. Подходя непосредственно к потребителю (квартирам), ток разделяется на фазы, и каждой из фаз дается по нулю. Частота изменения направления тока в странах СНГ - 50 Гц.
В разных странах действуют разные стандарты напряжений и частот в сети. Например, в обычной домашние розетки в США подается переменный ток напряжением 100-127 Вольт и частотой 60 Герц.
Провода фазы и нуля нельзя путать. Иначе можно устроить короткое замыкание в цепи. Чтобы этого не произошло и Вы ничего не перепутали, провода приобрели разную окраску.
Каким цветом фаза и ноль обозначены в электричестве? Ноль, как правило, синего или голубого цвета, а фаза - белого, черного или коричневого. Провод заземления также имеет свой окрас - желто-зеленый.
Итак, сегодня мы узнали, что же значат понятия «фаза» и «ноль» в электричестве. Будем просто счастливы, если для кого-то эта информация была новой и интересной. Теперь, когда вы услышите что-то про электричество, фазу, ноль и землю, вы уже будете знать, о чем идет речь. Напоследок напоминаем, если вам вдруг понадобится произвести расчет трехфазной цепи переменного тока, вы можете смело обращаться в . С помощью наших специалистов даже самая дикая и сложная задача станет вам «по зубам».
