Телевизор 

Каковы фазы сердечной деятельности. Трёхфазный ток. Преимущества при генерации и использовании

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:

  1. 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.
  2. 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.
  3. 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:

  1. На первой сокращаются предсердия.
  2. Систолия желудочков.
  3. 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:

  1. Когда происходят асинхронные сокращения. Период сердечных ударов, который сопровождается систолической и диастолической работой желудочков. Что касается давления в желудочках, то оно остается практически прежним.
  2. 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.

Условием устойчивости и стабильности экономического развития страны является , т.е. сбалансированность между производством и потреблением, совокупным спросом и совокупным предложением. Однако в рыночной экономике состояние равновесности периодически нарушается. Наблюдается определенная цикличность, т.е. повторяемость, в функционировании национального хозяйства , когда периоды подъема экономики сменяются периодами спада и депрессии, а затем снова наблюдается подъем и бум. Цикличность также можно определить как движение от одного макроэкономического равновесия к другому, от одною экономическою цикла (делового цикла) к другому.

Экономическая теория выделяет ряд циклов экономическою развития (роста): длинноволновые циклы, выражающие долговременные колебания экономической активности с периодом около 50 лет и получившие название «циклы Кондратьева» (по имени русского экономиста Николая Дмитриевича Кондратьева (1892-1938); нормальные, или так называемые большие, промышленные циклы с периодом от 8 до 12 лет («циклы Жугляра»), названные именем французскою экономиста К. Жугляра (1819-1908) за его изучение промышленных колебаний во Франции, Великобритании и США: малые циклы, или «циклы Китчина» (по имени открывшего их американского экономиста — Дж. Китчина (1861 — 1932), продолжительностью 3-4 года и охватывающие тот срок, который необходим для массового обновления основных фондов.

Фазы цикла

В классическом варианте экономический цикл складывается из четырех фаз : спад, депрессия, подъем и бум. Конечной и исходной фазой при развитии цикла выступает перепроизводство продукции по сравнению со спросом. В свою очередь, перепроизводство происходит из-за чрезмерных инвестиций (это приводит к перенакоплению капитала) по сравнению с емкостью рынка.

Перенакопление капитала приводит к избыточным мощностям, росту товарных запасов, замедлению оборота капитала и в результате — падению доходов предпринимателей и их работников. В свою очередь, это ведет к снижению совокупного спроса на инвестиции и потребительские товары и услуги, и в конечном счете — к падению темпов роста ВВП/НД и даже его сокращению со всеми вытекающими последствиями — падением курсов акций, ростом безработицы и т.д. Наступает фаза спада .

В фазе депрессии спад производства прекращается, но остается еще высоким, снижение нормы ссудного процента стимулирует спрос на капитал, это создает предпосылки для накопления капитала. Наступает новая фаза в движении цикла — подъем , входе которого растут инвестиции, сокращается безработица, растет спрос, наблюдается повышение нормы прибыли и ставки процента. Подъем экономики часто перерастает в бум , когда объем производства превосходит предкризисный уровень . Все задействованы, безработица достигает минимального уровня. сопровождается общим ростом заработной платы и цен. В результате фактический ВВП превосходит потенциальный ВВП. Наступает инфляционный разрыв . Рост деловой активности прекращается. За пределами бума наступает проблема сбыта, производство сокращается, резко снижаются темпы роста ВВП (рис. 23.2).

Рис. 23.2. Модель экономического цикла

Терминология фаз цикла может различаться. Так, спад часто называется рецессией, подъем — восстановлением, а бум — процветанием.

Эволюция экономических циклов

Промышленные циклы четко проявились уже в начале XIX в. В 1825 г. в Англии, которая в то время являлась экономическим лидером, разразился первый экономический кризис. В дальнейшем экономические кризисы повторялись периодически через 8-12 лет, постепенно принимая мировой характер.

В первой половине XX в. наиболее продолжительным и глубоким был мировой кризис 1929-1933 гг. Падение ВВП достигало в некоторых странах более 40%.

На послевоенные экономические циклы большое влияние оказали НТР и государственное антициклическое регулирование экономики, а затем и «новая экономика». В результате характер циклов меняется, в том числе глубина кризисов и продолжительность основных фаз, промежуток между которыми сократился с 8 до 4 лет. Причем самым разрушительным был кризис середины 70-х гг.

В 90-е гг. в развитых странах наблюдались волнообразные колебания производственного процесса без глубокого снижения производства, уменьшилась острота кризисных проявлений, усилились факторы, противодействующие палению производства. Особенно это проявилось в динамике ВВП и промышленного производства.

С конца 90-х гг. XX в. в развитии экономики США, Японии и стран Евросоюза происходило чередование периодов спада, стагнации и низких темпов роста с периодами оживления. Так, в 1999 и 2000 гг. среднегодовой рост ВВП в США составил 4,1%, а в 2001 г. увеличился всего на 1,2%. В 2002 г. темпы роста ВВП в США заметно ускорились, однако ослабление экономической активности наблюдалось в эти годы в большинстве развитых и развивающихся стран. 2003 год ознаменовался мировым экономическим спадом. Согласно прогнозам ООН, в ближайшие годы подъем в мировой экономике будет происходить неравномерно и замедленными темпами.

Итак, почему в некоторые электрощитки приходит напряжение 380 В, а в некоторые – 220? Почему у одних потребителей напряжение трёхфазное, а у других – однофазное? Было время, я задавался этими вопросами и искал на них ответы. Сейчас расскажу популярно, без формул и диаграмм, которыми изобилуют учебники.

Другими словами. Если к потребителю подходит одна фаза, то потребитель называется однофазным, и напряжение его питания будет 220 В (фазное). Если говорят о трехфазном напряжении, то всегда идёт речь о напряжении 380 В (линейное). Какая разница? Далее – подробнее.

Чем три фазы отличаются от одной?

В обоих видах питания присутствует рабочий нулевой проводник (НОЛЬ). Про защитное заземление я , это обширная тема. По отношению к нулю на всех трёх фазах – напряжение 220 Вольт. А вот по отношению этих трёх фаз друг к другу – на них 380 Вольт.

Напряжения в трёхфазной системе

Так получается, потому что напряжения (при активной нагрузке, и ток) на трёх фазных проводах отличаются на треть цикла, т.е. на 120°.

Подробнее можно ознакомиться в учебнике электротехники – про напряжение и ток в трехфазной сети, а также увидеть векторные диаграммы.

Получается, что если у нас есть трехфазное напряжение, то у нас есть три фазных напряжения по 220 В. И однофазных потребителей (а таких – почти 100% в наших жилищах) можно подключать к любой фазе и нулю. Только делать это надо так, чтобы потребление по каждой фазе было примерно одинаковым, иначе возможен перекос фаз.

Кроме того, чрезмерно нагруженной фазе будет тяжело и обидно, что другие “отдыхают”)

Преимущества и недостатки

Обе системы питания имеют свои плюсы и минусы, которые меняются местами или становятся несущественными при переходе мощности через порог 10 кВт. Попробую перечислить.

Однофазная сеть 220 В, плюсы

  • Простота
  • Дешевизна
  • Ниже опасное напряжение

Однофазная сеть 220 В, минусы

  • Ограниченная мощность потребителя

Трехфазная сеть 380 В, плюсы

  • Мощность ограничена только сечением проводов
  • Экономия при трехфазном потреблении
  • Питание промышленного оборудования
  • Возможность переключения однофазной нагрузки на “хорошую” фазу при ухудшении качества или пропадании питания

Трехфазная сеть 380 В, минусы

  • Дороже оборудование
  • Более опасное напряжение
  • Ограничивается максимальная мощность однофазных нагрузок

Когда 380, а когда 220?

Так почему же в квартирах у нас напряжение 220 В, а не 380? Дело в том, что к потребителям мощностью менее 10 кВт, как правило, подключают одну фазу. А это значит, что в дом вводится одна фаза и нейтральный (нулевой) проводник. В 99% квартир и домов именно так и происходит.

Однофазный электрощиток в доме. Правый автомат – вводной, далее – по комнатам. Кто найдёт ошибки на фото? Хотя, этот щиток – одна сплошная ошибка…

Однако, если планируется потреблять мощность более 10 кВт, то лучше – трехфазный ввод. А если имеется оборудование с трехфазным питанием (содержащее ), то я категорически рекомендую заводить в дом трехфазный ввод с линейным напряжением 380 В. Это позволит сэкономить на сечении проводов, на безопасности, и на электроэнергии.

Не смотря на то, что есть способы включения трехфазной нагрузки в однофазную сеть, такие переделки резко снижают КПД двигателей, и иногда при прочих равных условиях можно за 220 В заплатить в 2 раза больше, чем за 380.

Однофазное напряжение применяется в частном секторе, где потребляемая мощность, как правило, не превышает 10 кВт. При этом на вводе применяют кабель с проводами сечением 4-6 мм². Потребляемый ток ограничивается вводным автоматическим выключателем, номинальный ток защиты которого – не более 40 А.

Про выбор защитного автомата я уже . А про выбор сечения провода – . Там же – жаркие обсуждения вопросов.

Но если мощность потребителя – 15 кВт и выше, то тут обязательно нужно использовать трехфазное питание. Даже, если в данном здании нет трехфазных потребителей, например, электродвигателей. В таком случае мощность разделяется по фазам, и на электрооборудование (вводной кабель, коммутация) ложится не такая нагрузка, как если бы ту же мощность брали от одной фазы.

Например, 15 кВт – это для одной фазы около 70А, нужен медный провод сечением не менее 10 мм². Стоить кабель с такими жилами будет существенно. А автоматов на одну фазу (однополюсных) на ток больше 63 А на ДИН-рейку я не встречал.

Поэтому в офисах, магазинах, и тем более на предприятиях применяют только трёхфазное питание. И, соответственно, трёхфазные счетчики, которые бывают прямого включения и трансформаторного включения (с трансформаторами тока).

А что там свежего в группе ВК СамЭлектрик.ру ?

Подписывайся, и читай статью дальше:

И на вводе (перед счетчиком) стоят примерно такие “ящички”:

Трехфазный ввод. Вводной автомат перед счетчиком.

Существенный минус трехфазного ввод а (отмечал его выше) – ограничение по мощности однофазных нагрузок. Например, выделенная мощность трехфазного напряжения – 15 кВт. Это значит, что по каждой фазе – максимум 5 кВт. А это значит, что максимальный ток по каждой фазе – не более 22 А (практически – 25). И надо крутиться, распределяя нагрузку.

Надеюсь, теперь понятно, что такое трехфазное напряжение 380 В и однофазное напряжение 220 В?

Схемы Звезда и Треугольник в трехфазной сети

Существуют различные вариации включения нагрузки с рабочим напряжением 220 и 380 Вольт в трехфазную сеть. Эти схемы называются “Звезда” и “Треугольник”.

Когда нагрузка рассчитана на напряжение 220В, то она включается в трехфазную сеть по схеме “Звезда” , то есть к фазному напряжению. При этом все группы нагрузки распределяются так, чтобы мощности по фазам были примерно одинаковы. Нули всех групп соединены вместе и подключены к нейтральному проводу трехфазного ввода.

В “Звезду” подключены все наши квартиры и дома с однофазным вводом, другой пример – подключение ТЭНов в мощных и .

Когда нагрузка на напряжение 380В, то она включается по схеме “Треугольник”, то есть к линейному напряжению. Такое распределение по фазам наиболее типично для электродвигателей и другой нагрузки, где все три части нагрузки принадлежат к единому устройству.

Система распределения электроэнергии

Исходно напряжение всегда является трехфазным. Под “исходно” я подразумеваю генератор на электростанции (тепловой, газовой, атомной), с которого напряжение в много тысяч вольт поступает на понижающие трансформаторы, которые образуют несколько ступеней напряжения. Последний трансформатор понижает напряжение до уровня 0,4 кВ и подаёт его конечным потребителям – нам с вами, в квартирные дома и в частный жилой сектор.

Далее напряжение поступает на трансформатор ТП2 второй ступени, на выходе которого действует напряжение конечного потребителя 0,4 кВ (380В). Мощность трансформаторов ТП2 – от сотен до тысяч кВт. С ТП2 напряжение поступает к нам – на несколько многоквартирных домов, на частный сектор, и т.п.

Схема упрощённая, ступеней может быть несколько, напряжения и мощности могут быть другие, но суть от этого не меняется. Только конечное напряжение потребителей одно – 380 В.

Фото

Напоследок – ещё несколько фото с комментариями.

Электрощит с трехфазным вводом, но все потребители – однофазные.

Друзья, на сегодня всё, всем удачи!

Жду отзывов и вопросов в комментариях!

Один из самых распространенных вопросов при выборе электростанции, какая лучше однофазная или трехфазная? Часто покупатели бывают в недоумении от того, что продавец советует им купить однофазную электростанцию, хотя в дом приходит три фазы. Именно поэтому в этом разделе мы постараемся разобраться с темой количества фаз генераторной установки отдельно.

Сеть

Итак, основная сеть электропитания может иметь 1 или 3 фазы. Двух фаз не бывает. Два провода, входящие в дом - это фаза с напряжением 220 Вольт и нейтраль (ноль), которая часто также выполняет функцию заземления. Если в дом входит четыре провода, то имеет место быть 3-фазный вход плюс нейтраль (нулевая фаза). Напряжение в цепях трехфазного тока, как правило, обозначают дробью 220/380 (230/400) Вольт: 220 (230) в числителе дроби означает напряжение фаза-ноль, а 380 (400) в знаменателе - напряжение между любыми двумя фазными проводами.

Потребители

Трехфазный ток обычно используется на производстве, а так же для бытовых приборов старого образца, либо потребителей большой мощности: электроплиты, сауны, асинхронные двигатели в насосах. В быту, в основном, используются однофазные устройства.

Электрогенераторы

Однофазный и трехфазный генератор - разные устройства. Трехфазная электростанция создана для того, чтобы обеспечивать электроэнергией трехфазные потребители, а не для того, чтобы питать однофазные устройства, разделенные на три части. Трехфазный генератор мощностью 9 кВт выдает 3 раза по 3 кВт. Он не сможет запитать однофазную нагрузку в 4 кВт. При этом генераторные электростанции большой мощности (свыше 30 кВА), не имеют проблемы с распределением нагрузки пофазно при использовании в быту. Главной особенностью эксплуатации трехфазной электростанции является обязательное равномерное распределение нагрузки между фазами. Разница в нагрузке между тремя фазами не должна превышать 25%.

Системы резервного электроснабжения

Самая простая ситуация, когда у вас в доме нет трехфазных потребителей, и к дому подходит одна фаза. В этом случае для резервного электроснабжения используется однофазный электрогенератор. Резервировать электрогенератором можно как все нагрузки в доме, так и особо важные, выделенные в ЩГП (щит гарантированного питания) в соответствии с мощностью генератора.

Вариант 1. К вашему дому подведены три фазы, но резервировать вы хотите только одну, на которую подключаются особо важные электроприборы. В этом случае остальные две линии просто не будут участвовать в системе резервного электроснабжения. Тем не менее, в этом случае вам также необходимо равномерно распределять все свои нагрузки по фазам, чтобы исключить перекос мощности по фазам на питающей подстанции.

Вариант 2. Самый простой и удобный вариант построения резервной системы электроснабжения.

В эту систему входит однофазный электрогенератор и трехфазный АВР (автомат ввода резерва). В этом случае, при исчезновении внешней трехфазной сети, автоматически запускается однофазный генератор и через АВР подает на всю нагрузку свою фазу. Генератор, таким образом, будет питать все три фазы по однофазному принципу работы. Такая схема позволяет полностью использовать мощность генератора, подключить к резервному питанию всю имеющуюся нагрузку и не беспокоиться за перекос фаз.

В данной схеме устанавливается трехфазная электростанция. В этом случае трехфазная электростанция будет питать энергией однофазные потребители, но обязательно равномерное распределение нагрузки на каждую из трех фаз генератора. Группировка потребителей по фазам часто требует полную переборку электрощита или монтаж новой проводки. Самая сложная схема. При этом, генераторная установка практически всегда будет недогружена, так как невозможно распределить все нагрузки пофазно так, чтобы на 100% загрузить каждую фазу.

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?

  1. 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.
  2. Трёхфазные трансформаторы, при равной мощности с однофазными, имеют значительно меньшие размеры магнитопровода. Что позволяет получить существенную экономию.
  3. 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.
  4. Возможность получения в трёхфазных сетях двух рабочих напряжений. Другими словами менять мощность электродвигателя или нагревательной установки путём простого переключения питающих проводов.
  5. 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.