Mevcut kaynaklar ve havuzlar - Current sources and sinks

İçinde elektromanyetizma, mevcut kaynaklar ve havuzlar noktaları, alanları veya hacimleri ayırt eden analiz formalizmleridir. elektrik akımı bir sisteme girer veya çıkar. Mevcut kaynaklar veya havuzlar analiz için kullanılan soyut unsurlar olsa da, genellikle gerçek dünya uygulamalarında fiziksel karşılıkları vardır; Örneğin. anot veya katot içinde pil. Her durumda, karşıt terimlerin her biri (kaynak veya havuz), gözlemcinin ve gözlemcinin perspektifine bağlı olarak aynı nesneyi ifade edebilir. imza geleneği Kullanılan; bir kaynak ve bir havuz arasında içsel bir fark yoktur.

Bazı durumlarda, akım kaynağı terimi, yükün ölçülmediği yerlerden ölçüldüğü yerlere aktığı bir sınırı ifade eder. Benzer bir şekilde, bir akım düşüşü, yükün ölçüldüğü yerlerden ölçülmediği yerlere aktığı sınıra atıfta bulunabilir. Su akışına benzer şekilde, mevcut bir kaynak bir dağ gibi olurdu ilkbahar - su kaynağından (gizli bir yer altında) kolayca gözlemlendiği yüzeye akar. Aynı benzetmeyi kullanırsak, bir akıntı yatağı, bir kanaldan aşağı akan su gibidir - su, gözlendiği yerden gözlemlenmediği yere gider.

Mevcut bir havuza karşı kaynak tanımını gösteren iki bölmeli model.

Sağda gösterilen, mevcut kaynakların veya yutakların tanımını açıklamaya yardımcı olmak için genel bir iki bölmeli modeldir. Bu iki bölmeli modelde bölmeler yarı iletken bir bariyerle (gri) ayrılmıştır. Gözle simgelenen bir gözlemci, bir seferde yalnızca bir bölmeyi "görebilir". Kırmızı oklar, pozitif yüklerin akış yönünü gösterirken, siyah oklar negatif yüklerin akış yönünü gösterir. Pembe ve yeşil arka planların farklı konfigürasyonları, yükler bir yönde akarken konfigürasyonu 1 ve ters yönde akarken konfigürasyonu 2 sembolize etmesi amaçlanmıştır. Sol ve sağ paneller arasındaki fark, basitçe "göz" ün yeridir.

Bir kaynak veya lavabo, gözlemci tarafından hangi bölmenin görülebileceği ile tanımlanır.

  • Bir kaynak dır-dir:
    • "Görünmez" den "görünür" bölmeye (yani göze doğru) pozitif yük akışı, veya…
    • Negatif yüklerin "görünürden" "görünmeyene" (gözden uzağa) akışı.
  • Bir lavabo dır-dir:
    • "Gözden uzakta" bir pozitif yük akışı veya ...
    • Negatif yüklerin "göze doğru" akışı.

Biyolojide, şekildeki şematik engel bir hücre zarını temsil edebilir ve sonuç olarak iki bölme hücrenin içini ve dışını temsil edebilir. Genel olarak, gözlem noktası hücre dışında olacaktır. Böylece hücre, içine herhangi bir pozitif yük akışına göre bir havuz olarak adlandırılır ve hücre, ondan akan herhangi bir pozitif yük için bir kaynak görevi görür. Negatif yüklerin akışını dikkate alırken, tanımların tersine döndüğünü unutmayın.

Nörobiyolojideki güncel kaynaklar ve batıklar

Mevcut kaynakların ve yutakların beyin işlevi çalışmasında çok değerli olduğu kanıtlanmıştır. Her ikisinin de özellikle alaka düzeyi vardır elektrofizyoloji. Kaynak ve yutak çalışmalarının iki örneği Elektroensefalografidir (EEG ) ve Mevcut Kaynak Yoğunluk Analizi (hücre dışı alan potansiyelleri ), ancak aynı zamanda EEG'nin uzay-zamansal çözünürlüğünde gelişmeler de göstermişlerdir.[1]

Mevcut kaynak yoğunluğu analizi

Mevcut kaynak yoğunluğu analizi[2] (daha doğru bir şekilde akım kaynağı ve çökme yoğunluğu analizi olarak adlandırılabilir), plazma zarlarından kaynaklanan veya plazma zarlarına batan akımı tespit etmek için bir sinir veya sinir hücresinin yakınına bir mikroelektrot yerleştirme uygulamasıdır. Örneğin, pozitif yükler bir plazma zarı boyunca hızlı bir şekilde bir hücrenin (havuzun) içine aktığında, bu, lavabonun yakınında geçici bir olumsuzluk bulutu oluşturur. Bunun nedeni, pozitif yüklerin hücrenin içine akışının, telafi edilmemiş negatif yüklerin arkasında kalmasıdır. Önemli uç direncine sahip yakındaki bir mikro elektrot (1 MΩ düzeyinde) bu olumsuzluğu algılayabilir çünkü elektrotun ucu boyunca bir voltaj farkı oluşur (elektrotun dışındaki negatiflik ile elektrot içindeki elektronötr ortam arasında). Başka bir deyişle, elektrot dahili çözümü, mevcut havuzun neden olduğu olumsuzluğu telafi etmek için gereken pozitif yükün bir kısmını bağışlayacaktır. Böylece, hücre dışı olumsuzluk devam ettiği sürece elektrotun içi toprağa göre negatif hale gelecektir. Hücre dışı olumsuzluk, mevcut havuz mevcut olduğu sürece devam edecektir. Böylece, toprağa göre bir negatifliği ölçerek, elektrot dolaylı olarak yakındaki bir akım düşmesinin varlığını bildirir. Kaydedilen negatifliğin boyutu, doğrudan mevcut alıcının boyutuyla ve elektrot ile lavabo arasındaki mesafe ile ters yönde değişecektir.

Akım kaynaklarının ve alıcıların toplamı ile mikroelektrot probu tarafından ölçülen voltaj arasındaki ilişki, yarı statik varsayımın geçerli olduğu, ortamın küresel olarak simetrik, homojen, izotropik ve sonsuz olduğu varsayılırsa analitik olarak hesaplanabilir ve mevcut kaynak veya havuz bir nokta kaynağı.[3] İlişki şu şekilde verilir:

nerede yarıçaptaki potansiyeldir akım geçen kaynaktan veya lavabodan bir ortamda iletkenlik .

Ayrıca bakınız

Referanslar

  1. ^ Wong, A. S.W .; Cooper, P. S .; Conley, A. C .; McKewen, M .; Fulham, W. R .; Michie, P. T .; Karayanidis, F. (2018). "Görev Değiştirmeye Yönelik Olayla İlgili Potansiyel Yanıtlar, Uzamsal Filtre Seçimi Açısından Duyarlıdır". Sinirbilimde Sınırlar. 12: 143. doi:10.3389 / fnins.2018.00143. PMC  5852402. PMID  29568260.
  2. ^ Nicholson, C; Freeman, JA (1975). "Anuran serebellum için mevcut kaynak yoğunluğu analizi ve iletkenlik tensörünün belirlenmesi teorisi". Nörofizyoloji Dergisi. 38 (2): 356–68. doi:10.1152 / jn.1975.38.2.356. PMID  805215.
  3. ^ Plonsey; Collins (1961). Elektromanyetik Alanların İlkeleri ve Uygulamaları.