физон. Истоком и стоком тока соответственно. Такая двухполюсная система в проводящей среде, состоящая из истока и стока тока, называется
 Скачать 0.83 Mb.
|
|
Токовый диполь  Если источник питания поместить в проводящую среду (солевой раствор), то клеммы источника будут полюсами диполя (рис. 14.7). Здесь R является эквивалентным сопротивлением проводя- щей среды, E – ЭДС ис- точника тока, r – его внутреннее сопротивление, 1 и 2 – соответственно исток и сток тока, К – электроды. В этом случае, несмотря на наличие тока I (электрические заряды стекают с полюсов) в про- водящей среде, диполь вследствие эффекта отсутствия экраниро- вания будет сохраняться. Ток движется в среде от положительного электрода к отрицательному. Эти электроды называют истоком и стоком тока соответственно. Такая двухполюсная система в проводящей среде, состоящая из истока и стока тока, называется дипольным электрическим генератором, или токовым диполем.Д   ипольный момент токового диполя - вектор, направленный от стока (-) к истоку (+) и численно равный произведению силы тока на плечо диполя: Здесь ρ - удельное сопротивление среды.Пусть в точке О в объеме электропроводной среды с удельным сопротивлением r (рис.5), находится отрицательный униполь точечного диполя с плечом L.
 Необходимо рассчитать значение потенциала в точке А на поверхности электропроводной среды удаленной на расстояние r от отрицательного униполя. Угол a между направлением r и электрическим вектором диполя .Расстояние r1 от положительного униполя диполя до точки А. Диполь и точка измерения потенциала находятся в электропроводной среде с удельным сопротивлением r. Потенциал электрического поля токового диполя в точке А равен алгебраической сумме потенциалов создаваемых в этой точке положительным и отрицательным униполем.  В реальных условиях, для единичного волокна величина L диполя не известна, следовательно, не известно и r1. Поэтому значение j удобно представить в виде зависимости его от r, дипольного момента и угла - a, между направлением регистрации потенциала и направлением вектора дипольного момента.Из треугольника ВОА следует, что  Вынесем r из под корня  Введем обозначение и тогда   Потенциал поля в точке А будет представлен   Функция может быть представлена многочленом, представляющим собой бесконечную сумму убывающих по величине членов, по степеням k. Тогда потенциал поля точечного диполя одиночного волокна может быть представлен в следующем виде  где Q есть сумма членов пропорциональных  и т.д.Такое представление потенциала называется мультипольным разложением. Первый член разложения – потенциал создаваемый диполем, второй – электрической структурой квадруполем, третий – октуполем и т.д. Проанализируем эту формулу с точки зрения условий измерения потенциала. Пусть r >> L. В этом случае в формуле второй член мультипольного разложения очень мал по сравнению с первым членом. Остальные члены представляют собой члены еще более малой величины. Итак, при указанном условии измерения потенциала, можно считать, что электрическое поле одиночного волокна создается диполем, и потенциал рассчитывается по формуле  Таким образом, дипольные представления об электрических свойствах одиночного волокна будут справедливыми, если размеры диполя будут очень малы по сравнению с расстоянием до точки измерения потенциала. Этот вывод является критерием справедливости дипольных представлений об элементарном генераторе тканей миокарда. Если r > l, то есть потенциал измеряется на расстоянии сравнимом с размерами диполя, то основной вклад в значение потенциала будут вносить такие электрические структуры как квадруполи, октуполи и т.д. Процессы деполяризации и реполяризации в целом миокарде протекают гораздо сложнее, чем в одиночном мышечном волокне. Электростатическое поле – электрическое поле, создаваемое в данной системе отсчета неподвижными электрическими телами или зарядами. Поле проявляет себя в том, что на помещенный в какую-либо его точку электрический заряд действует сила. Точечный пробный заряд – это такой заряд, собственным электрическим полем которого можно пренебречь (т.е. он не вызы- вает перераспределение зарядов, создающих поле и, следовательно, не искажает изучаемое с его помощью электростатическое поле). Напряженность электрического поля в данной точке – век- торная физическая величина, численно равная и совпадающая по направлению с силой F действующей со стороны поля на еди- ничный положительный заряд q0, помещенный в эту точку поля: ,  Принцип суперпозиции (наложения) полей формулируется так: Если в данной точке пространства различные заряженные частицы создают электрические поля, напряженности которых  и т. д., то результирующая напряженность поля в этой точке равна:  .Принцип суперпозиции полей справедлив для случая, когда поля, созданные несколькими различными зарядами, не оказывают никакого влияния друг на друга, т. е. ведут себя так, как будто других полей нет. Опыт показывает, что для полей обычных интенсивностей, встречающихся в природе, это имеет место в действительности.Б  лагодаря принципу суперпозиции для нахождения напряженности поля системы заряженных частиц в любой точке достаточно воспользоваться выражением напряженности поля точечного заряда.На рисунке ниже показано, как в точке A определяется напряженность поля  , созданная двумя точечными зарядами q1 и q2. Потенциалом электростатического поля называется энергетическая характеристика поля, численно равная отношению потенциальной энергии пробного электрического заряда, помещённого в данную точку поля, к величине заряда.
Потенциал определяется с точностью до произвольной аддитивной постоянной, значение которой определяется разностью потенциалов в соседних точках поля. Подставив в (1.18) значениеWp из (1.17), получим для потенциала точечного заряда выражение:
где r – расстояние от данной точки до заряда q, создающего поле. Для графического изображения распределения потенциала электростатического поля пользуются эквипотенциальными поверхностями (ЭПП) – поверхностями, во всех точках кото- рых потенциал φ имеет одно и то же значение (в плоскости ри- сунка ЭПП изображаются линиями). Между двумя любыми точ- ками на эквипотенциальной поверхности разность потенциалов Δφ равна нулю. При перемещении заряда вдоль эквипотенциаль- ной поверхности работа А силами поля не совершается. Это возможно только при условии, что эквипотенциальные поверхно- сти во всех точках пространства перпендикулярны к линиям напряженности, т.е. вектор всегда нормален к эквипотенци- альным поверхностям (рис. 14.1). Эквипотенциальные по- верхности располагаются ближе между собой там, где напр я- женность поля выше F E Связь между потенциалом электростатического поля и его напряжённостью: Знак «минус» показывает, что вектор Е направлен в сторону убывания потенциала. Направление силовой линии (линии напряженности) в каждой точке совпадает с направлением. Потенциал поля системы точечных зарядов равен алгебраической сумме потенциалов полей, созданных каждым зарядом в отдельности. В этом заключается принцип суперпозиции потенциала электростатического поля. Если заряды распределены непрерывно по всему объёму, то потенциал поля равен:
|
.
,
.