Приглашаем посетить сайт

Большая медицинская энциклопедия (1970)
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОН

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОН

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОН, процесс движения электрических зарядов. Этот процесс может вызываться или силами электрического поля (ток проводимости) или какими-либо внешними силами (конвекционный ток). Примером тока проводимости моясет служить напр. ток, воз-нкающий в проводнике, приключенном к двум полюсам гальванического элемента; примером конвекционного тока-перемещение рукой заряженного тела на изолирующей подставке. Иногда говорят еще о токе смещения, к-рый по существу дела есть скорость изменения электрического поля в пустоте или в' данной среде. В обычном понимании под' Э. т. подразумевают ток проводимости, Носителями электрических зарядов, движением которых и обусловливается возникновение Э. т., являются электроны (см.) (металлич. проводники) или ионы (см.)(жидкие проводники или разряд в газе). Под скоростью распространения Э. т. подразумевают не скорость движения этих носителей, которая обычно невелика (порядка 1 мм/сек.), а скорость распространения энергии, или, что тоже, скорость распространения электромагнитной волны вдоль проводника, к-рая имеет величину, близкую к скорости света (300 000 км/сок.). Направление Э. т. совершенно условно считают от положительного полюса к отрицательному. Па самом деле направление движения зарядов обусловлено их носителями и различно в различных случаях; так, в металлических проводниках электроны движутся от - к +, в растворах мы имеем одновременное движение положительных и отрицательных ионов во взаимнопротивоположных направлениях. В случае, если направление тока в проводнике сохраняется неизменным, то мы имеем постоянный ток, если оно меняется- переменный. Переменный ток характеризуется своей частотой, к-рая показывает, сколько раз в секунду ток меняет направление на обратное.

Ряс. 1.

Величина Э. т., или сила тока, измеряется количеством электричества, проходящего ежесекундно через поперечное сечение проводника. Сила тока, при к-рой в 1 сек. через поперечное сечение проводника проходит 1 кулон, называется 1 ампер (А). Производная единица- 1 миллиампер (тА)=0,001А. Сила тока (I) в проводнике зависит от его электрического сопротивления (R) и от разности потенциалов, или напряжения (Vi-V₃), приложенного к его концам. Эта зависимость выражается законом Ома, имеющим следующий вид: i = *~ ' . Сила тока в ГА возникает в проводнике с сопротивлением в 1 ом (1 Q) при разности потенциалов на концах его, равной 1 . вольту (1 V). Закон Ома приложим как ко всей цепи, так и к отдельным участкам ее. Он справедлив ' для твердых и жидких проводников и не приложим лишь к разряду в газе . Сопротивление проводника (R) пропорционально его длине (1), обратно пропорционально площади поперечного сечения его _1_, s ^; следняя зависимость выражается коефициен-том р, носящим название удельного сопротивления вещества. Единицей сопротивления является 1 ом.Для измерения сопротивлений б. ч. пользуются схемой, называемой «мостиком Уитстона» (см. Газовая цепь). Для измерения сопротивления жидкостей, разлагаемых Э. т., применяют видоизмененный мостик Уитстона-мостик Кольрауша. При наличии одной неразветвленной цепи сила тока в любом ее участке постоянна. В случае разветвленной цепи сила тока определяется при помощи законов Кирхгофа. Эти законы следующие: 1) Алгебраическая сумма сил токов в любой точке разветвления равна 0. Напр. I_x- I₂- I₃+ I4 - h= =0 (рис. 1.). 2) В любом замкнутом контуре, мысленно выделенном из данной разветвленной цепи, алгебраическая сумма произведений сил токов на соответствующие сопротивления равна сумме электродвижущих сил: I_aRi + I₂R₂

Рисунок 2.

Лит.: См. к ст. Электричество.

Г. НеуЦмин. Электротравма. Источником поражения электротоком могут служить как токоведущие части электроустановки, находящиеся под напряжением или предварительно обесточенные, но преждевременно или случайно оказавшиеся включенными вновь, так и предметы, не имеющие непосредственной связи с электрической сетью, но неожиданно оказавшиеся под напряжением вследствие повреждения изоляции соседних токоведущих частей, соединения с ними каким-нибудь проводником, индукции от последних и т. п. В последнем случар опасными могут оказаться не только установки сильного тока (хотя бы и с низким напряжением, как осветительная сеть), но и слаботочные (до 100 миллиампер)-телефон, телеграф, радио. Повреждения от электрического тока происходят как от его непосредственного прохождения через организм, так и от той энергии, в к-рую он превращается вне организма при разряде его в непосредственной близости (тепло, свет, звук). Общая реакция организма на прохождение Э. т. выражается в болевых ощущениях, сокращении мышц соответствующей группы или общем тетанусе, расстройстве деятельности нервных центров, органов дыхания и кровообращения, до моментальной смерти включительно.. Местные явления сводятся к так наз. «знакам тока» (Strommarke), к ожогам различной степени,?- вплоть до обугливания и сгорания отдельных частей тела. Наиболее опасным считается переменный ток малой частоты

Рисунок 3.

Рисунок 4.

Рисунок 3 и 4. Типичные знаки тока: рис. 3-место входа; рис. 4-место выхода. (обычный технический ток в 50 периодов в секунду) силой, измеряемой сотнями миллиампер (0,1-0,5А). Включение двухполюсное (между двумя концами провода) опаснее однополюсного (между токоведущей частью и землей). Ветвление тока в организме, роль нервной системы одновременно и как проводника тока и как проводника раздражения могут давать в результате реакцию соответствующих нервных центров и узлов даже и в тех случаях, когда мозг и сердце не лежат на линии кратчайшего пути между местом входа и местом выхода тока. Роль напряжения относительна, т. к. в зависимости от сопротивления организма (последнее колеблется от тысяч до миллионов ом) или отделяющих от токоведущей части и от земли предметов сила тока может падать ниже опасных величин. Пат.-анат. изменения во внутренних органах и системах или не определяются вовсе (смерть от первичного паралича сердца и вазомоторов), или обнаруживаются в виде повышенного кровенаполнения и отечности

Рисунок 5. Металлическая импрегнация в области лучезапястного сустава.

мозга, иногда кровоизлияния в нем (первичный паралич нервных центров), или в виде отечности легких, кровоизлияний в слизистые и серозные оболочки, субплевральной эмфиземы (смерть от асфиксии). Гист. картина поражения нервной системы сводится к мелким кровоизлияниям в различных отделах мозга, вакуолизации клеток серого вещества, расплывчатости очертаний и т. д. Изменения во внутренних органах наблюдаются редко и не патогномоничны. Общие клинические явления сводятся главным образом к нарушению деятельности органов дыхания и кровообращения и нервным, главным образом вегетативным расстройствам, б.ч. носящим функциональный и скоропреходящий характер. Со стороны крови наблюдается в отдельных случаях гемоглобинемия, анэози-нофилия, тромбоцитопения, лейкоцитоз, понижение резервной щелочности и как более постоянный симптом гипергликемия. «Знаки тока»-своеобразные изменения кожи под влиянием небольших количеств джоулевского тепла и электролитического действия тока-представляют собой поверхностные беловато-сероватые пятна, или мозолевидные образования с запа-дением в центре, или напоминают заживающие ранки, царапины и т. п. (рис. 3, 4). При сгорании касающегося тела металлического проводника наблюдается импрегнация кожи металлом (рис. 5). Часто «знак тока» является отпечатком токоведущей части, к к-рой прикоснулся пострадавший . Волосы вокруг «знаков тока» большей частью не сожжены, а только скручены. «Знаки тока» обычно безболезненны. Воспалительная реакция в чистых случаях обычно отсутствует. «Знаки тока» обнаруживаются преимущественно на месте входа тока. На месте выхода-в случаях, когда ток идет по резко ограниченному пространству, напр. по гвоздю в обуви. Микроскопически «знаки тока»характеризуются т. н. «сотообразными пустотами» в роговом слое, щеткообразным вытягиванием клеток Мальпигиева слоя и аналогичным вытягиванием клеток волосяных мешочков и эндотелия капиляров. В более глубоких слоях обна- *ю руживаются узкие с обугленными стенками щели-«ходы тока». При более значительном образовании джоу-левского тепла местные изменения теряют обычно свою специфичность и дают картину ожогов различных степеней, но при длительном воздействии тока большой силы и образующейся высокой t° картина иногда вновь становится своеобразной: кожа, обладающая большим сопротивлением, обугливается и сгорает, мышцы, хорошо проводящие ток, обнажаются, и соответствующий участок напоминаот анат. препарат. Кости могут плавиться и давать жемчужино-подобные образования. «Знаки тока» и ожоги наблюдаются и на пути хода тока по поверхности тела-в складках и прилегающих друг к другу частях кожи, чаще всего на предплечьи, у основания ладони (при судорожном сгибании кисти), где ток, встречая большое сопротивление, превращается в джоулавское тепло или дает искры. Ближайшие к пострадавшему участку ткани находятся обычно в состоянии резкого отека, вызванного изменением стенок сосудов и тромбозом. Местные изменения со стороны органов чувств вызываются б. ч. не прохождением тока через организм, а превращением его в соответствующую другую энергию (свет, звук) вне организма. Течение электротравмы в отношении общих симптомов как правило благоприятно. Явления со стороны внутренних органов, гл. обр, сердечно-сосудистой системы, обычно быстро и полностью сглаживаются. Более длительные функциональные расстройства нервной системы, гл. обр. вегетативной, наблюдаются чаще. В виде исключения наблюдаются (в ближайшие часы и дни) рецидивы тяжелого состояния с явлениями расстройства сердечной деятельности и повышением внутричерепного давления. Местные явления отличаются весьма своеобразным течением. Характерное отличие электрических ожогов от ожогов термических состоит в том, что ткани оказываются пораженными сильнее и на площади большой, чем можно было обнаружить сразу. Ближайшие к месту видимого повреждения участки ткани находятся сперва долгое время в состоянии некробиоза и впоследствии отторгаются. При расположении ожога вблизи крупных артерий наблюдаются на почве аналогичного изменения стенки сосуда весьма часто на 3-4-й неделе обильные кровотечения, останавливаемые с большим трудом и рецидивирующие вследствие обычной для таких случаев неспособности сосуда к спадению и обнаруживаемой им хрупкости при захватывании кровоостанавливающим зажимом, при наложении лигатур и т. п. В дальнейшем процесс течет лучше, чом при обычных ожогах, проявляя малую наклонность к нагноению, а, наоборот, повышенную регенеративную способность тканей и сопровождаясь лучшим фнкц. исходом. Лечение электротравмы в отношении общих явлений чисто симптоматическое: наблюдение и постельное содержание в сколько-нибудь серьезных случаях, с учетом возможности неожиданного ухудшения, борьба с к-рым однородна с мерами первой помощи. В отношении местных изменений применяются общие методы лечения ожогов. В виду указанных выше изменений тканей и характера течения процесса с хир. вмешательствами следует по возможности воздерживаться до образования демаркационной линии. Остановку артериального кровотечения рзкомендуется производить по возможности давящей повязкой и жгутом и лишь в случае неуспеха-перевязкой сосуда на протяжении за пределами имеющегося отека или подозрительных по своей жизнеспособности тканей. В целях предупреждения потери крови при ожидаемых по локализации ожога кровотечениях рекомендуется, укрепление на соответствующем месте конечности свободно обведенного вокруг нее жгута и инструктаж соседей по палате о необходимости немедленного его затягивания при первом появлении крови на поверхности повязки. Первая помощь при электротравме слагается из мер спасения, мер оживления, мер борьбы сугрожающими жизни явлениями и мер, направленных на местные изменения. Освобождение пострадавшего из-под действия тока производится (с учетом того, что он сам находится

Рисунок 6. Набор для спасания: резиновые нертатки, галоши, щт-шцы с изолирующими ручками для пересечения проводов и медная цепочка для короткого замыкания проводов.

под напряжением) после предварительной изоляции спасающего как от пострадавшего (резиновые перчатки,обматывание рук шелковой или шерстяной материей, захватывание не за открытые части тела, а за одежду), так и-при токах высокого напряжения- от земли (резиновый коврик или исправные галоши, подостланная сухая одежда, толстое стекло, стопка бумаги, сухая доска и т. п.). Для отделения провода от пострадавшего или пострадавшего от провода применяются сухие, плохо проводящие ток предметы: деревянная палка, веревка и т. п. (рис. С). При токах напряжением свыше 6 000 вольт меры спасания применяются уже вдали от пострадавшего путем выключения или перерыва тока на станции или на сети соответствующими техническими мероприятиями. При наличии сознания или признаков жизни меры первой помощи те же, что и при неспецифическом обмороке, коляпсе или шоке, но более срочные, энергичные и настойчивые в виду большей тя-жести производящей причины. Отсутствие признаков жизни не дает еще права при современном состоянии вопроса считать пострадавшего мертвым. Выдвинутая Еллинеком теория о возможности мнимой смерти в ряде случаев в первые моменты после поражения током и наблюдаемые случаи оживления пострадавших, признанных в первый момент мертвыми даже врачами, требуют срочных, непрерывных, длительных и квалифицированных мер помощи, а в частности и гл. обр. искусственного дыхания, а также массажа сердца, электризации п. phreni-ci и т. д. При явлениях цианоза производится венесекция, удобнее v. saphenae; при явлениях повышенного внутричерепного давления- спинномозговая пункция. Из медикаментозных средств применяются: адреналин! еде⁸ (в физиол. растворе) внутривенно или внутрисердечно, лобелии 1 см³ раствора 1:1000, корамин 3-4 см³ 25%-ного раствора, раствор глюкозы, Рингс-ровская жидкость и т. п. Показанием к прекращению оживляющих мероприятий служит только появление несомненных признаков смерти: трупных пятен и трупного окоченения. Профилактика электротравмы сводится к точному соблюдению правил техники безопасности при монтаже, ремонте и эксплоатации электроустановок, к инструктажу л ознакомлению с опасностями и мерами предосторожности. Аналогичные техническому электричеству изменения в организме производит и атмосферное, с той разницей, что при поражении молнией, напряжение к-рой выражается миллионами вольт, особенно резко проявляется динамическое действие тока, выражающееся напр. отрывом отдельных частей тела, отбрасыванием человека и т.д. Внешние повреждения в общем сходны со «знаками тока». Характерными фигурами поражения молнией считаются красные древовидные, ветвящиеся полосы на коже, соответствующие ходу кожных вен (паралич их, диапедез и т. п.). Меры помощи и лечения те же, что и при поражении техническим электричеством. Практикующееся часто зарывание пострадавших в землю научных обоснований под собой не имеет и является лишь напрасной потерей времени. Лит.: F. л л и н е к С, Несчастные случаи от электричества, М,, 1827; Инструкция по оказанию первой помощи при поражении электрическим током, М., 1936; Кап-лан А., Ошибки, опасности и непредвиденные осложнения при лечении повреждений от электрического тока, Сов. хир., 1932, № 1; о н же, Повреждения от электрического тока, ibid., 1935, № 3; о н ж е, К вопросу о поражении электрическим током на фронте, Воен.-сан. дело, 1935, Х° 4; он же, Повреждения от электрического тока (в книге В. Гориневской, Основы травматологии, М.-Л., 19 36); Новая хирургия, 183!, № 3 (статьи А. Каплана, В. Милицына, М. Сапарова, В. Соломина, А. Судакевича, Н. Сыренского, С. ЯкоСсона); П етров И. иЛибих С, К вопросу об оживлении пострадавших от электричества, Архив биологических наук, 1932, № 3; VІI Congres international des accidents et des maladies du travail, Rapports, v. I-Les lesions causces par Pelectricite, Bmxelles, 1935; Frei berg or H., Der elektrisehe Widerstand des merschlichen Korpers gegen technischen Gleich- und "Wechselstrem, В., 1934 (литература); Jellinek S., Der eiektriscbe Unfallo, В., 1931; он же, Elektriscne Yerletzui-gen, Klinik und Histopatholcgie, Leipzig, 1932; Pause F., Die Schodi-gurgcn des Nervensystems durch technische Elektrizilat, Berlin, 1930.

A. Kau.mii. Электрические токи коры мозга, или биоэлектрические явления коры мозга. Еще известный физиолог Дюбуа-Реймон (1849 г.) на лягушках, черепахах, кроликах установил, что мозг, так иге как и нервы и мышцы, обладает электрическими свойствами. Катон в 1875 г., изучая Э. т. больших полушарий мозга, показал, что деятельная часть мозга с точки зрения локализации электроотрицательна; переход се в состояние возбуждения сопровождается поэтому отрицательным знаком. Изучению этих же вопросов посвящен ряд работ известного физиолога Данилевского (1876 г.), Сеченова (1882 г.), Вериго (1889 г.) и целого ряда других авторов-русских и иностранных. Говоря о наличии электрогенных свойств мозга, той или другой части центральной или периферической нервной системы, исследователи того периода пользовались грубыми, недостаточно чувствительными измерительными приборами. Между тем электрические напряжения, создаваемые мозгом, центральной нервной системой, настолько слабы (около десятитысячных долей вольта), что для их выявления требовались чрезвычайно чувствительные приборы, которые явились уже продуктом более позднего времени (струнный гальванометр). При помощи этих аппаратов в изучении биоэлектрических явлений живых тканей организма (особенно мышц и периферической нервной системы) несомненно были сделаны значительные достижения. К этим достижениям относятся также чрезвычайно интересные работы Бека и Цибульского, которые (1892) изучают биоэлектрические токи ц ы-тралыюй нервной системы на собаках и обезьянах. В 1900 г. Флейшль фон Марксов (Fleischl v. Marxow) получил токи действия с зрительной области мозга при освещении глаза. Но уровень техники того периода еще не давал возможности, помимо констатации наличия электрогенных свойств мозга или отдельных его областей, говорить о характере этих биоэлектрических явлений, об их закономерностях, особенно в отношении биоэлектрических явлений основного субстрата нашей нервно-психической деятельности-коры большого мозга. Отсутствием этих технических возможностей объясняется и отсутствие после работ Бека и Цибульского б. или м. значительных работ по изучению биотоков мозга. Русский исследователь Кауфман, к-рый подтвердил данные Бека и Цибульского об изменении электрического потенциала в зрительных областях коры мозга при периферических зрительных раздражениях, заканчивает свою интересную работу так: «можно только удивляться, почему в течение 20 с лишком лет, протекших после прекрасных исследований Бека и Цибульского, метод изучения биоэлектрических токов оставался как бы в забвении». Развитие и успехи современной техники, в частности появление в сравнительно недавнее время очень чувствительных измерительных приборов и катодных усилителей, вновь поставили перед исследователями вопрос об изучении биоэлектрических явлений живых тканей организма и особенно наиболее тонко организованной из них-нервной ткани, к-рая притом обладает еще сравнительно слабыми электроген-ными свойствами. Основное достижение здесь заключается в том, что мы сейчас в состоянии не только определить наличие биоэлектрических явлений в центральной нервной системе, в частности в коре головного мозга, но и, улавливая эти биотоки, мы в состоянии их в значительной степени усилить и графически регистрировать, что уже дает нам возможность изучить и вывести ряд закономерностей «покойного» и действующего мозга (рис. 7). На этом примере чрезвычайно наглядно можно видеть значение развития техники для науки, в данном случае для психоневрологической науки. Если говорить о современных достижениях по изучению биоэлектрических токов коры большого мозга, то здесь наряду с нашими теперешними возможностями технического порядка-наличие мощных усилителей, наличие аппаратов (иоврограф), не только усиливающих биоэлектрические токи, по и тут же регистри