значительна, что эта последняя на практике может почти не приниматься во внимание.
При этом магнитное поле, образуемое витками соленоида, оказывается вполне
сходным с полем обыкновенного магнита. Сила Ф этого поля, как известно из физики,
зависит от силы тока I, числа витков соленоида n', магнитной проницаемости μ среды, заключенной между витками, диаметра d проводника и длины 1 катушки соленоида
(не вытянутой). Зависимость эта выражается формулой.
Величина эдс самоиндукции зависит от скорости изменения магнитного потока, т.е.
от:
А т.к. в соленоиде с n' витками эдс самоиндукции будет равна:
,
то, подставляя сюда формулу I,получим:
Первая часть этого уравнения есть величина постоянная, ибо зависит только от
формы и материала проводника и для нашего случая может быть лабораторным путем
когда-нибудь определена. В технике колебательных токов она называется
коэффициентом самоиндукции и обозначается буквой L. Итак:
Единицей самоиндукции служит Генри (Н).
Благодаря влиянию «электрической инерции», возникающая в соленоиде при
переменном токе эдс самоиндукции не дает току своевременно появляться и нарастать
до нормальной величины, она является, значит, как бы добавочным сопротивлением,
которое наз. индуктивным и равно: 2πnL, где: n - число периодов тока.
Т. обр., величина действующей силы тока в цепи с соленоидом определяется
формулой:
при этом выражение под чертой будет носить название кажущегося сопротивления
самоиндукции.
В цепи переменного тока с соленоидом ток и эдс не будут возникать одновременно,
т.-е. не будут в одной фазе, а получится отставание фазы тока от фазы эдс.
Как мы видели раньше, при наличии одного лишь конденсатора в цепи переменного
тока (т.-е. без соленоида), получалось опережение фазы тока перед фазой эдс, т.-е. как
раз обратное тому явлению отставания тока от эдс, которое только что было
установлено выше при наличии в цепи одного лишь соленоида (без конденсатора).
Таким образом, конденсатор и соленоид, т.е-е. емкость и самоиндукция в цепи
переменного тока, это явления как бы противоположные друг другу и при
последовательном включении их, действие одной уничтожает другое действие другой
( в случае резонанса, - равенства этих сопротивлений).
Очень важно нам установить на этом месте , что схема двух соседних нейронов
(рис.3) может представлять из себя именно последовательное включение
конденсаторов-дендритов и соленоидов – витков спирального отростка нейрита.
В случае равенства индуктивного сопротивления дендритов, оба сопротивления
взаимно уничтожаются, и ток, благодаря этому получается такой величины, как будто
бы в цепи было одно лишь омическое сопротивление, т.-е. получается известное в
технике радиосвязи явление электрического резонанса.
,
И тогда действующая сила тока определяется по формуле
а так как в случае резонанса
,
то сила тока:
Этим именно явлением резонанса можно попытаться более или менее объяснить,
каким образом исчезающее слабый электроток в нервах, при относительно большой
длине достигает цели. Конечно, явление самораспада и автоматического
восстановления нервного вещества, силами организма, доставляя постоянный ток для
зарядки конденсатора, играет значительную роль в деле проводимости. Но резонанс
содействует общему делу проводимости, в особенно трудных для нашего понимания
местах перехода – контактах, поэтому важным является установить возможность
наличия и этого явления в н.с.
Если бы удалось лабораторным путем определить величину емкости дендритов, и
самоиндукции витков фибриллярной нити нейронов, то из равенства II можно было бы
вычислить величину периода колебаний T, основываясь на том, что:
так что:
откуда:
или:
Это важнейшая в радиотехнике формула (III), устанавливающая зависимость
периода T от самоиндукции и емкости наз. формулой Томсона.
Попытавшись более или менее удовлетворительно объяснить возможность и
порядок электрических явлений в н.с., мы вместе с тем неожиданно получили
возможность объяснить явления и другого порядка, ещё более подтверждающее
правильность сделанного нами предположения о колебательном токе в н.с.
Из радиотелеграфии известно, что замкнутая колебательная цепь проводов
переменного тока, содержащая конденсатор и витки соленоида, и обладающая
некоторым омическим сопротивлением, является прибором, возбуждающим
электромагнитные колебания высокой частоты, и вместе с тем излучающим наружу
волны соответствующей длины. Такая цепь носит название вибратора.
Поэтому является вопрос, не представляют ли из себя таких вибраторов и
соприкасающиеся друг с другом нейроны, которые в таком случае, очевидно, также
способны были бы производить и излучать наружу электромагнитные волны.
Для того, чтобы убедиться в этом, рассмотрим подробнее действие такой схемы,
содержащей конденсатор и соленоид.
Для начала представим себе схему (рис.4) пока разомкнутой. К обкладкам
конденсатора вообразим приложенными зажимы от какого-либо источника энергии,
заряжающего конденсатор (постоянным током) до насыщения.
Заряженный конденсатор создает вокруг своих обкладок электрическое поле, при
чем энергия этого поля зависит от емкости и напряжения конденсатора. Будучи по
своему роду статической энергией, она выражается по формуле:
где: V – напряжение конденсатора.
Если же теперь в момент t1 (рис. 4 и 5), когда напряжение конденсатора достигло
максимума, отделить источник постоянного тока и замкнуть цепь, то конденсатор
начнет разряжаться. В следующий момент t2 (рис. 6) статическая энергия
конденсатора, или что то же, его электрическое поле начнет уменьшаться, зато
появляется динамическая энергия в виде движущегося тока, и образуемого током в
соленоиде магнитного поля ( а в проводниках тепла). Эта динамическая энергия
равняется:
В момент t, сила тока была равна нулю, т.к. цепь была ещё разомкнута и
электрозаряды конденсатора были в покое. После того, как цепь была замкнута, в
момент t2, конденсатор должен был бы разрядиться моментально.
Однако, в момент появления тока возникает сейчас же в соленоиде магнитное поле,
которое будет индуктировать в цепи экстраток направления обратного направлению
главного тока. Этот экстраток соленоида как бы мешает конденсатору разряжаться
моментально.
В этом именно и состоит важное для нас свойство витков фибриллярной нити
нейронов, как соленоида.