При замыкании и размыкании цепи ток устанавливается не мгновенно. Эффект замедления определяется индуктивностью цепи. Найдём зависимость при размыкании и замыкании цепи.

При размыкании цепи ток уменьшается от значения
до нуля и при этом возникает э.д.с. самоиндукции
, противодействующая убыванию тока. В каждый момент времени ток в цепи определяется законом Ома:

.

Интегрируя уравнение от до , получим:

,

где
- постоянная, имеющая размерность времени, называется временем релаксации.

Чем больше , тем медленнее спадает ток. За времясила тока в цепи уменьшается враз (приблизительно в 3 раза) (см. зависимость 1 на рисунке).

.

Исследовать самостоятельно.

Явление взаимной индукции. Взаимная индуктивность. Эдс взаимной индукции.

Если два электрических контура находятся вблизи, то они могут влиять друг на друга. Такие контура называютсяиндуктивно связанными. Рассмотрим два таких контура (см. рисунок). Если по первому контуру пропустить ток то магнитный поток, сцепленный со вторым контуром, будет пропорционален току , а также будет зависеть от взаимной ориентации контуров, их геометрических размеров, числа витков и магнитных свойств среды. Можно записать:

.

Здесь коэффициент
называетсявзаимной индуктивностью второго контура в зависимости от первого. Обратно, если пропустить токчерез второй контур, то для магнитного потока сцепленного с первым контуром, можно записать:

.

Для линейных сред коэффициенты
и
равны между собой:

.

Взаимная индуктивность или индуктивность измеряется в генри (Гн).

Взаимная индуктивность
численно равна магнитному потоку, сцеплённого с одним из контуров, при единичном токе в другом контуре. Взаимная индуктивность зависит от формы, размеров и взаимной ориентации контуров, магнитной проницаемости среды.

Например, взаимная индуктивность двух катушек с общим сердечником равна:

,

где – объём сердечника,и- число витков на единицу длины образующей сердечника для первой и второй катушки.

Докажем это. Пусть на первой катушке течет ток (см. рисунок). Для достаточно длинной катушки, пренебрегая краевыми эффектами, будем считать магнитное поле в сердечнике однородным:

.

Магнитный поток, сцепленный со второй катушкой, будет при этом равен:

Откуда и следует выражение для
, если учесть, что
- длина сердечника.

Отметим, что полученное соотношение для
является приближенным и его можно представить иначе:

,

где и- индуктивность катушек.

Если по одному из контуров пропустить переменный ток, то во втором возникнет индукционный ток в соответствии с законом Фарадея.

Например, если в первом контуре
, то магнитный поток, сцепленный со вторым контуром, будет изменяться с течением времени
и в нем возникнет э.д.с. индукции.

.

При
:

.

Очевидно,
.

Возникающее в контурах э.д.с называют э.д.с. взаимной индукции.

Направление токов и э.д.с. взаимной индукции определяется правилом Ленца (см. рисунок)

Возникающий индукционный ток во втором контуре
своим магнитным полем препятствует росту магнитного потока от первого контура.

Возникающий индукционный ток во втором контуре своим магнитным полем препятствует уменьшению магнитного потока от первого контура.

Изменение токов в индуктивно связанных контурах в линейных средах описывается законом Ома:

где
- э.д.с. источников в контурах 1 и 2,
- индуктивность контуров,
– взаимная индуктивность контуров.

Отметим, что на явлении взаимной индукции основано действие трансформаторов, служащих для преобразования токов и напряжений.

Рассмотрим холостой ход трансформатора. Это случай, когда вторичная обмотка трансформатора не нагружена (см. рисунок). В этом случае можно записать:

.

так как
.

Пренебрегая сопротивлением первичной обмотки трансформатора
, оценим напряжение на вторичной обмотке:

.

Трансформаторы служат для повышения или понижения напряжения. Для токов в обмотках трансформатора наблюдается обратно пропорциональная зависимость от числа витков:

.

Обосновать самостоятельно.

Какие условия необходимы для выработки условного рефлекса?

Как происходит торможение рефлекса?

Многократное повторение и возникновение временной связи

В результате систематического не подкрепления действий

1. Как нервная система регулирует работу органов?

В нейронах нервной системы действуют два основных противоположно направленных процесса: возбуждением торможение Возбуждение стимулирует орган к работе, как бы включает его в нее, торможение замедляет или останавливает эту работу Благодаря этим процессам регулируется работа органов. Эта регуляция многоуровневая.

2. В чём суть многоуровневой регуляции? Какое значение для её обоснования имело открытие И.М. Сеченовым центрального торможения?

Как показали исследования И.М. Сеченова, низшие центры работают под контролем высших центров. Они могут затормозить многие безусловные рефлексы (центральное торможение) или усилить их. Именно центры коры больших полушарий посылают тормозящие сигналы в спинной мозг, и мы не отдергиваем руку, когда у нас берут кровь для анализа.

3. Какие виды торможения были открыты И.П. Павловым?

Продолжая исследования И.М. Сеченова, И.П. Павлов показал, что существует условное и безусловное торможение.

4. Приведите примеры безусловного и условного торможения.

Безусловное, или врожденное, торможение. Представьте, что вы занимаетесь каким-то делом, например читаете книгу, а вас позвали обедать. Вам предъявили два стимула, из них выбирается наиболее важный. Если книга очень интересная, вы, возможно, и не услышите обращенные к вам слова, так как малозначащие для вас раздражители воздействуют на заторможенные области коры. Иной выбор будет, если вы голодны, а книга скучна. Тогда будет заторможена прежняя деятельность и начнется новая. Благодаря безусловному торможению возможен выбор деятельности: с началом одной деятельности автоматически прекращается (или не начинается) другая. Условное, или приобретенное, торможение. К условному торможению относится, например, угасание условного рефлекса. Если условный сигнал оставлять без подкрепления, то вскоре условный рефлекс угаснет, а при продолжительном не подкреплении может превратиться в отрицательную (тормозную) условную связь. Благодаря этим тормозным связям животные и люди обучаются различать сходные раздражители. Если собаку кормить после одного звонка и не давать еду после двух, то слюноотделение станет возникать только после одного звонка (после двух его не будет). Конечно, это произойдет не сразу. Вначале слюна будет отделяться на оба раздражителя, и только после долгой тренировки животное научится правильно различать сигналы.

5. В каких случаях образуется отрицательная (тормозная) условная связь между сигналом и поведением?

Условное торможение вырабатывается в случаях, когда условный рефлекс не подкрепляется тем жизненно важным событием, о котором предупреждал условный сигнал. Благодаря условному торможению удается различать важные сигналы от похожих на них раздражителей. И. П. Павловым был открыт закон взаимной индукции: возбуждение в одном центре вызывает в конкурирующем центре торможение, и наоборот. Существует и последовательная индукция: возбуждение в одном центре через некоторое время сменяется торможением, и наоборот.

6. Что такое доминанта и как она проявляется?

Поведение животных и человека регулируется потребностями. Они на некоторое время отступают после их удовлетворения, потом опять появляются. А.А. Ухтомский обнаружил явление доминанты: возникновение в головном мозге мощного временного очага возбуждения, вызываемого какой-то насущной потребностью. Благодаря доминанте облегчается образование временной связи между будущим сигналом и возникшей потребностью, что благоприятствует выработке условного рефлекса.

7. Приведите примеры проявления закона взаимной индукции возбуждения и торможения.

Светло-серый фон вокруг черного квадрата по контрасту кажется белым. От черного квадрата нет световых раздражений. В соответствующих корковых клетках зрительного анализатора возникает тормозной процесс, который по индукции усиливает процесс возбуждения, возникший в соседних клетках от восприятия светло-серого фона. Создается иллюзия более яркого освещения этого фона, чем оно есть в действительности. Второй пример. Однотонная тихая речь учителя на уроке, не сопровождаемая демонстрацией наглядных пособий или опытов и не содержащая ярких описаний, очень быстро утомляет школьников, особенно детей младшего возраста. Их внимание становится рассеянным. В утомленных нервных клетках речеслуховой области коры возникает процесс торможения, который по индукции усиливает возбуждение соседних нервных Клеток зрительного, слухового и двигательного анализаторов, вызываемое действием слабых раздражений: ребенок теперь замечает случайный скрип парты, шелест бумаги сзади, покашливание; разглядывает свои руки и предметы, лежащие на парте, сидящих впереди учеников; перебирает в карманах или в парте какие-либо знакомые вещи и т. д. Ориентировочные рефлексы на посторонние слабые раздражители усиливаются именно потому, что основной раздражитель - голос учителя - вызвал стойкое торможение в рече-слуховой области коры. Это - одновременная положительная индукция. В качестве примера последовательной положительной индукции можно привести тот же факт со скучным уроком: после долгого вынужденного сидения в классе даже дисциплинированные дети и подростки проводят довольно шумные перемены. Длительное торможение двигательных реакций сменилось повышенной двигательной активностью. Индукционные отношения основных нервных процессов существуют также между корой и ближайшей подкоркой. При сильных эмоциях (гнев, страх, отчаяние) возбужденная подкорка вызывает по индукции торможение корковых нервных связей. Этим объясняется недостаточная разумность некоторых действий эмоционально возбужденного человека. Возможно и обратное отношение.

Работа 176.

1. Объясните, как работают синапсы.

Когда по аксону нервные импульсы доходятдо синапса, пузырьки с раздражающим веществом лопаются, и жидкость вытекает в синаптическую щель. В зависимости от ее состава клетка возбуждается или тормозится.

2. В чем суть центрального торможения?

Это активный нервный процесс, возникающий в центральной нервной системе и приводящий к угнетению или предупреждению возбуждения.

3. Заполните таблицу.

Работа 177. Заполните таблицу.

Доминанта

Закон взаимной индукции торможения-возбуждения

Мощный очаг временного возбуждения в коре больших полушарий и других отделах мозга, вызванный сильной потребностью, называется доминантной . Потребность существует до тех пор, пока не будет удовлетворена или пока другая, более сильная потребность не вытеснит ее. По закону взаимной индукции доминантный очаг возбуждения затормаживает все остальные очаги. Возникающее возбуждение переключается на доминантный очаг, который усиливается за его счет. Состояние доминанты облегчает выработку рефлексов .

возбуждение (или торможение), возникающее в том или ином участке мозга, в конкурирующих центрах вызывает противоположный процесс. Это проявления закона взаимной индукции . В одном и том же центре один и тот же процесс не может существовать вечно, поэтому возбуждение в нем сменяется торможением , а торможение возбуждением . Опъянение вызывает состояние эйфории, которое сменяется тоской и агрессией, т.к. падает уровень глюкозы в крови и происходит эффект "взаимной индукции".

Работа 178. Явление доминанты часто используется в искусстве так же, как и закон взаимной индукции возбуждения и торможения. Привычные образы, идеи, шрифт нередко создают довольно устойчивую доминанту, которая затрудняет формирование конкурирующих образов или идей.

1. Рассмотрите рисунок 107 в учебнике. Почему многие не замечают фигур играющих детей, принимая изображения за извилины больших получшарий головного мозга?

Мы видим то, что привыкли видеть, благодаря сформировавшейся доминанте.

2. Что позволяет нам в трех четрынх пятнах разглядеть фигуру кролика?

Приписка "силуэт кролика".

3. Почему на рисунке трудно заметить фигуру Наполеона?

Потому чт фигура скрыта фоном природы.

4. Почему у лудей, которые четко воспринимают деревья и фигуру Наполеона, эти образы возникают последовательно, сменяя друг друга, или один из них переходит на задний план?

По закону взаимной индукции.

Р и с. 7. А-Иррадиация нервных процессов; Б - концентрация нервных процессов.

Без движения и взаимодействия основных нервных процессов -возбуждения и торможения - невозможна высшая нервная деятельность. Движение нервных процессов - явление закономерное. И. П. Павлов открыл два основных закона движения нервных процессов в коре: закон иррадиации и концентрации и закон взаимной индукции.

Движение нервных процессов - явление закономерное. И. П. Павлов открыл два основных закона движения нервных процессов в коре: закон иррадиации и концентрации и закон взаимной индукции

Возбуждение или торможение коры больших полушарий

Возбуждение (или торможение) , возникнув в каком-либо пункте коры больших полушарий, не остается в нем, а вначале иррадирует, т. е. распространяется на ближайшие нервные клетки, иногда захватывает обширные области коры (рис. 7, А). Спустя некоторое время наблюдается противоположное явление концентрации, т. е. сосредоточения нервного процесса в том месте, где он возник (рис. 7, Б). Поскольку клетки коры могут находиться в различном функциональном состоянии, иррадиация нервного процесса может встретить сопротивление со стороны противоположного нервного процесса, иррадирующего из другого пункта коры. Встреча противоположных процессов вызывает их борьбу. Волна иррадирующего возбуждения «отгоняет» тормозной процесс из ближайших клеток в отдаленные пункты коры, но, если торможение становится достаточно сильным, что бывает при неподкреплении условного раздражителя, оно, распространяясь, в свою очередь «сгоняет» возбуждение к месту его возникновения. Очень убедительно явление иррадиации и концентрации нервных процессов доказывают широко известные эксперименты в лабораториях И. П. Павлова с раздражением кожного анализатора собаки посредством касалок.

Движение нервных процессов в коре больших полушарий имеет ряд закономерностей.

Возбуждение распространяется и концентрируется значительно быстрее, чем торможение. Скорость его движения измеряется секундами и долями секунд. Скорость движения процесса торможения измеряется минутами, причем концентрация торможения происходит в 4-5 раз медленнее, чем иррадиация. Далее установлено, что движение нервных процессов в коре зависит от силы вызвавших их раздражителей, от функционального состояния коры мозга к моменту опыта и от уравновешенности возбуждения и торможения, что, в свою очередь, зависит от возраста и индивидуально-типологических особенностей организма.

Иррадиация возбуждения

Явление генерализации условий связи, о котором речь шла выше, объясняется иррадиацией возбуждения по корковой части анализатора, а иногда и по близлежащим клеткам других анализаторов. Поэтому и возникает не специфический, обобщенный ответ организма на сходные раздражители. Генерализация возбуждения, по И. П. Павлову, имеет положительное и отрицательное значения. С одной стороны, это явление биологически оправдано. Агенты, на которые образуются натуральные условные рефлексы у животных, постоянно колеблются. Так, голос хищника, который служит сигналом опасности для животного-жертвы, колеблется в высоте, силе, составе в зависимости от напряжения голосового аппарата, расстояния, резонанса. Запах растения, который служит травоядному животному сигналом пищевого условного рефлекса, меняется в зависимости от влажности воздуха, расстояния, близости других запахов и прочих условий. Без генерализации животное не смогло бы все изменения раздражителя отнести к одному и тому же агенту и действовать соответственно его роли.

Отрицательное значение генерализации состоит в том, что иногда при широкой иррадиации возбуждения по клеткам коры в сферу обобщения включаются агенты, отдаленно сходные с основным сигналом; и это ведет к грубому неразличению, нежелательной путанице действий.

Явление генерализации условной связи есть явление простейшего коркового синтеза.

За генерализацией условных рефлексов следует их специализация

Т. е. отчетливое выделение сигнального раздражителя из массы сходных с ним агентов. Она объясняется концентрацией нервных процессов в определенных пунктах коры, что вызвано дифференцировочным торможением. Явление специализации условной связи есть явление коркового анализа. Специализированные условные рефлексы могут вступать в связь друг с другом, образуя сложные функциональные системы. Такой вторичный синтез по своему уровню выше, чем первичная генерализация. Он основан на избирательной генерализации. Аналитико-синтетическая деятельность коры развивается у животного в процессе усложнения его связи с окружающим миром, у человека - в процессе обучения и воспитания.

Изучение закономерностей коркового торможения позволило раскрыть физиологию сна. Сон, по учению И. П. Павлова, имеет условно-рефлекторную природу и возникает в результате широкой иррадиации торможения, которая охватывает всю кору полушарий и спускается ниже- в подкорку и даже средний мозг. Сонное торможение может быть вызвано разными причинами: понижением уровня работоспособности корковых клеток в результате длительного и напряженного их функционирования, ограничением поступающих в кору раздражений извне (длительное пребывание в темноте, в тишине при неподвижности или ритмических движениях тела может вызвать сон даже в том случае, если человек не утомлен) и привычкой засыпать в определенное время. В экспериментальной обстановке сон может быть вызван длительным, непрерывным действием какого-либо раздражителя без подкрепления его безусловным. В этом случае угасательное торможение, иррадируя, переходит в сонное.

Сонное торможение распространяется по коре с неравномерной скоростью и силой.

Некоторые группы нервных клеток, в которых локализован стойкий процесс возбуждения , могут остаться не заторможенными и во время сна. Образуются так называемые «сторожевые пункты», что ведет к немедленному просыпанию под действием определенных сигналов, даже слабых. Таким бывает сон кормящей матери, которая сразу же просыпается на слабые звуки, исходящие от ребенка (стон, затрудненное дыхание, легкое движение ребенка).

Причины сна могут быть и иными. Сон можно вызвать резким ограничением внешних раздражителей, а также электрическим раздражением специальных подкорковых центров. Сон необходим организму для восстановления работоспособности нервных клеток.

Р и с. 8. Одновременная индукция: А - положительная; Б - отрицательная

Возбуждение и торможение взаимно индуцируют , т. е. вызывают и усиливают друг друга. Возбуждение вызывает торможение и наоборот. Чем сильнее возбуждение, тем сильнее будет и вызванное им торможение. Различают два вида индукции: положительную и отрицательную, каждая из которых может быть одновременной и последовательной. Если исходным процессом является возбуждение, которое по индукции вызывает торможение, это - – отрицательная индукция (рис. 8, Б), а если торможение вызывает возбуждение, это - положительная индукция (рис. 8, Л), при одновременной индукции нервные процессы располагаются в разных пунктах коры и существуют вместе, а при последовательной индукции (рис. 8, А, Б) нервные процессы сменяют друг друга в одном и том же пункте коры.1 Приведем примеры различных видов индукционных отношений в коре.

При большой сосредоточенности слухового внимания человек сидит неподвижно, не замечает ничего, что не относится к объекту его внимания. Процесс возбуждения сконцентрирован в определенных корковых клетках слухового анализатора, а вокруг них временно разлито торможение. Это одновременная отрицательная индукция. Но вот звуки, к которым прислушивался человек (например, речь учителя), прекратились. Теперь в рабочих клетках слухового анализатора возбуждение сменяется торможением. Это - последовательная отрицательная индукция. Если ученики на уроке физики самостоятельно решали задачи, а затем учитель предложил им наблюдать за демонстрацией физического опыта, то такая смена умственной деятельности влечет за собой временный отдых, торможение рабочих клеток определенных полей мозга после длительного их возбуждения. Это тоже последовательная отрицательная индукция .

Примером одновременной положительной индукции может служить явление контраста при восприятии.

Так, светло-серый фон вокруг черного квадрата по контрасту кажется белым. От черного квадрата нет световых раздражений. В соответствующих корковых клетках зрительного анализатора возникает тормозной процесс, который по индукции усиливает процесс возбуждения, возникший в соседних клетках от восприятия светло-серого фона. Создается иллюзия более яркого освещения этого фона, чем оно есть в действительности. Второй пример. Однотонная тихая речь учителя на уроке, не сопровождаемая демонстрацией наглядных пособий или опытов и не содержащая ярких описаний, очень быстро утомляет школьников, особенно детей младшего возраста. Их внимание становится рассеянным. В утомленных нервных клетках рече-слуховой области коры возникает процесс торможения, который по индукции усиливает возбуждение соседних нервных Клеток зрительного, слухового и двигательного анализаторов, вызываемое действием слабых раздражений: ребенок теперь замечает случайный скрип парты, шелест бумаги сзади, покашливание; разглядывает свои руки и предметы, лежащие на парте, сидящих впереди учеников; перебирает в карманах или в парте какие-либо знакомые вещи и т. д. Ориентировочные рефлексы на посторонние слабые раздражители усиливаются именно потому, что основной раздражитель - голос учителя - вызвал стойкое торможение в рече-слуховой области коры. Это - одновременная положительная индукция. В качестве примера последовательной положительной индукции можно привести тот же факт со скучным уроком: после долгого вынужденного сидения в классе даже дисциплинированные дети и подростки проводят довольно шумные перемены. Длительное торможение двигательных реакций сменилось повышенной двигательной активностью. Индукционные отношения основных нервных процессов существуют также между корой и ближайшей подкоркой. При сильных эмоциях (гнев, страх, отчаяние) возбужденная подкорка вызывает по индукции торможение корковых нервных связей, прежде всего второсигнальных, Этим объясняется недостаточная разумность некоторых действий эмоционально возбужденного человека. Возможно и обратное отношение.

краткое содержание других презентаций

«Периферический отдел нервной системы» - Парасимпатическая иннервация. Особенности. Симпатическая иннервация. Роль парасимпатической иннервации. Метасимпатическая нервная система. Вегетативный отдел нервной системы. Вегетативные рефлексы. Влияния вегетативной иннервации. Периферический соматический отдел нервной системы. Физиология и этология животных. Симпатический отдел нервной системы. Принцип деятельности вегетативного отдела. Висцеральные афференты.

«Периферическая нервная система» - Нервные волокна - это отростки нервных клеток, покрытые оболочкой. Схема поперечного сечения нервного ствола. Классификация соматических рефлексов спинного мозга. Микрофотографии нервно-мышечного контакта. Классификация волокон по Эрлангеру-Гассеру. Шейные спинномозговые нервы. Спинномозговые нервы. Двигательная единица. Классификация нервных стволов. Оболочка вокруг осевого цилиндра содержит миелин.

«Общее строение нервной системы человека» - Нервная система. Продолговатый мозг. Спинной мозг. Строение и функции нервной системы человека. Головной мозг. Средний мозг. Длинный аксон. Строение нервной системы. Нейрон. Строение нейрона. Функции нейрона. Мозжечок. Строение центральной нервной системы.

«Центральная нервная система» - Подкорковые (базальные) ядра. Лимбическая система. Спинной мозг. Средний мозг. Стато-кинетические рефлексы. Чувствительные нейроны располагаются в 3 и 4 слоях коры. Тонические рефлексы. Мозжечок. Моторные нейроны располагаются в 5-ом слое коры больших полушарий. Центральная нервная система (ЦНС) – это головной и спинной мозг. Физиологическая роль центральной нервной системы. Проводниковая деятельность спинного мозга.

«Строение нервной системы человека» - Нервная система человека. Двигательная кора. Вегетативное состояние. Общий план строения. Строение спинного мозга. Сегментарное строение. Рефлекторные акты. Типологические особенности. Кора головного мозга. Головной мозг. Рефлексы. Строение нейрона. Условный рефлекс. Синапс. Соматическая нервная система. Особенности ВНД ребенка. Значение нервной системы. Структурные элементы. Возрастные особенности.

«Особенности высшей нервной деятельности человека» - Высшие отделы нервной системы. Виды торможения психической деятельности. Особенности высшей нервной деятельности. Фистула для сбора слюны. Условные рефлексы. Особенности высшей нервной деятельности человека. Классификация условных рефлексов. Основные характеристики условного рефлекса. Безусловное торможение. Собака начинает есть. Собака ест из миски. Функции мозга. Условия выработки условных рефлексов.