+7 495 120-13-73 | 8 800 500-97-74

(для регионов бесплатно)

Содержание

Электрическая ёмкость: определение, формулы, единицы измерения

Одним из важных параметров, учитываемых в электрических цепях, является электрическая емкость – способность проводников накапливать заряды. Понятие емкости применяется как для уединенного проводника, так и для системы, состоящей из двух и более проводников.  В частности, емкостью обладают конденсаторы, состоящие из двух металлических пластин, разделенных диэлектриком или электролитом.

Для накопления зарядов широко применяютсяаккумуляторы, используемые в качестве источников постоянного тока для питания различных устройств. Количественной характеристикой, определяющей время работы аккумулятора, является его электроемкость.

Определение

Если диэлектрик, например, эбонитовую палочку, наэлектризовать трением то электрические заряды сконцентрируются в местах соприкосновения с электризующим материалом. При этом, другой конец палочки можно насытить зарядами противоположно знака и такая наэлектризованность будет сохраняться.

Совсем по-другому ведут себя проводники, помещенные электрическое поле. Заряды распределяются по их поверхности, образуя некий электрический потенциал. Если поверхность ровная, как у палочки, то заряды распределятся равномерно. Под действием внешнего электрического поля в проводнике происходит такое распределение электронов, чтобы внутри его сохранялся баланс взаимной компенсации негативных и позитивных зарядов.

Внешнее электрическое поле притягивает электроны на поверхность проводника, компенсируя при этом положительные заряды ионов. По отношению к проводнику имеет место электростатическая индукция, а заряды на его поверхности называются индуцированными. При этом на концах проводника плотность зарядов будет несколько выше.

На металлическом шаре заряды распределяются равномерно по всей поверхности. Наличие полости любой конфигурации абсолютно не влияет на процесс распределения.

Однако, если проводник убрать из зоны действия поля, то его заряды перераспределятся таким образом, что он снова станет электрически нейтральным.

На рисунке 1 изображена схема заряженного разнополюсного диэлектрика и проводника, удалённого из зоны действия электростатического поля. Благодаря тому, что диэлектрик сохраняет полученные заряды, уединенный проводник восстановил свою нейтральность.

Рис. 1. Распределение зарядов

Интересное явление наблюдается с двумя проводниками, разделенными диэлектриком. Если одному из них сообщить положительный заряд, а другому – отрицательный, то после убирания источника электризации заряды на поверхности проводников сохранятся. Заряженные таким образом проводники обладают разностью потенциалов.

Заряды, накопившиеся на диэлектрике, уравновешивают внутренние взаимодействие в каждом из проводников, не позволяя им разрядиться. Величина заряда зависит от площади поверхности параллельных проводников и от свойства диэлектрика, расположенного между ними.

Свойство сохранять накопленный заряд называется электроемкостью. Точнее говоря, – это характеристика проводника, физическая величина определяющая меру его способности в накоплении электрического заряда.

Накопленное электричество можно снять с проводников путем короткого замыкания их или через нагрузку. С целью увеличения емкости на практике применяют параллельные пластины или же длинные полоски тонкой фольги, разделённой диэлектриком. Полоски сворачивают в тугой цилиндр для уменьшения объема. Такие конструкции называют конденсаторами.

На рисунке 2 изображена схема простейшего конденсатора с плоскими обкладками.

Рис. 2. Схема простого конденсатора

Существуют конденсаторы других типов:

  • переменные;
  • электролитические;
  • оксидные;
  • бумажные;
  • комбинированные и другие.

Важной характеристикой конденсатора, как и других накопительных систем, является его электрическая емкость.

Формулы

На рисунке 3 наглядно показано формулы для определения емкости, в т. ч. и для сферы.

Рис. 3. Электроёмкость проводника

По отношению к конденсатору, для  определения его емкости применяют формулу: C = q/U. То есть, эта величина прямо пропорциональна заряду одной из обкладок и обратно пропорциональна разнице потенциалов между обкладками (см. рис. 4).

Ёмкость конденсатора

О других способах определения ёмкости конденсатора читайте в нашей статье: https://www.asutpp.ru/kak-opredelit-emkost-kondensatora.html

Единицы измерения

За единицу измерения величины электроемкости принято фараду: 1 Ф = 1 Кл/1В.  Поскольку фарада величина огромная, то для измерения емкости на практике она мало пригодна. Поэтому используют приставки:

  • мили (м) = 10-3;
  • микро (мк) = 10-6;
  • нано (н) = 10-9;
  • пико (пк) = 10-12;

Например, электрическая емкость 1 мкф = 0,000001 Ф. Параметр зависит от геометрических размеров, конфигурации проводника и материала диэлектрика.

Уединенный проводник и его емкость

Уединенным называют проводник, влиянием на который других элементов цепей можно пренебречь. Предполагается, что все другие проводники бесконечно удалены от него, а как известно, потенциал точки, бесконечно удаленной в пространстве, равен 0.

Электрическую емкость C

уединенного проводника, определяют как количество электричества q, которое требуется для повышения электрического потенциала на 1 В: С = q/ϕ. Параметр не зависит от материала, из которого изготовлен проводник.

Конденсаторы постоянной и переменной емкости

Эра накопителей электричества началась с воздушных конденсаторов. Благодаря плоскому конденсатору с большой  площадью обкладок физики смогли понять, как взаимная емкость регулируется площадями пластин, что позволило им создать конденсаторы с переменной емкостью (см. рис. 5).

Рис. 5. Конденсатор переменной емкости

Идея изменения емкости состояла в том, чтобы путем поворота плоской обкладки изменять площадь поверхности, которая располагается напротив другой пластины. Если обкладки располагались точно друг против друга, то напряженность поля между ними была максимальной. При смещении одной из пластин на некоторый угол, напряженность уменьшалась, что приводило к изменению емкости. Таким образом, можно было плавно управлять накопительной способностью конденсатора.

Детали с переменной емкостью нашли применение в первых радиоприемниках для поиска частоты нужной станции. Данный принцип используется по сегодняшний день в различных аналоговых электрических схемах.

Большую популярность приобрели электролитические конденсаторы. В качестве одной из обкладок у них используется электролит, обладающий высокими показателями диэлектрической проницаемости. Благодаря диэлектрическим свойствам электролитов такие конденсаторы обладают большими емкостями.

Главные их преимущества электролитического конденсатора:

  • высокие показатели емкости при малом объеме;
  • применение в цепях с постоянным током.

Недостатки:

  • необходимо соблюдать полярность;
  • ограниченный срок службы;
  • чувствительность к повышенным напряжениям.

Высокую электрическую прочность имеют плоские конденсаторы, у которых в качестве диэлектрического материала применяется керамика. Они используются в цепях с переменным током и выдерживают большие напряжения.

Сегодня промышленность поставляет на рынок множество конденсаторов различных типов, с высокими показателями проницаемости диэлектриков.

Конденсаторы различных типов

Аккумуляторы и электроемкость

Накопители электричества большой емкости (аккумуляторы) состоят из положительных и негативных пластин, погруженных в электролит. Во время зарядки часть атомов электролита распадается на ионы, которые оседают на пластине. Образуется разность потенциалов между пластинами, что является причиной возникновения ЭДС при подключении нагрузки.

С целью увеличения напряжения аккумуляторы последовательно соединяют в батареи. Разница потенциалов одной секции около 2 В. Для получения аккумулятора на 6 В необходимо создать батарею из трех секций, а на 12 В – батарею из 6 секций.

Для характеристики аккумуляторов (батарей) используются параметры:

  • емкости;
  • номинального напряжения;
  • максимального тока разряда.

Единицей емкости аккумулятора является ампер-час (А*ч) или кратные ей миллиампер-часы (мА*ч). Емкость аккумулятора зависит от площади пластин. Увеличить емкость можно путем параллельного подключения нескольких секций, но такой способ почти не применяется, так как проще и надежнее создать аккумулятор с большими пластинами.

Урок 28. электрическая ёмкость. конденсатор — Физика — 10 класс

Физика, 10 класс

Урок 28. Электрическая ёмкость. Конденсатор

Перечень вопросов, рассматриваемых на уроке:

  1. Электрическая ёмкость
  2. Плоский конденсатор
  3. Энергия конденсатора

Глоссарий по теме:

Конденсатор – устройство для накопления электрического заряда.

Электроёмкостью конденсатора называют физическую величину, численно равную отношению заряда, одного из проводников конденсатора к разности потенциалов между его обкладками.

Под зарядом конденсатора понимают модуль заряда одной из его обкладок.

Последовательное соединение – электрическая цепь не имеет разветвлений. Все элементы цепи включают поочередно друг за другом. При параллельном соединении концы каждого элемента присоединены к одной и той же паре точек.

Смешанное соединение — это такое соединение, когда в цепи присутствует и последовательное, и параллельное соединение.

Энергия конденсатора прямо пропорциональна квадрату напряжённости электрического поля внутри его:

Для любых конденсаторов энергия равна половине произведения электроёмкости и квадрата напряжения.

Основная и дополнительная литература по теме:

1. Мякишев Г. Я., Буховцев Б. Б., Чаругин В. М. Физика. 10 класс. Учебник для общеобразовательных организаций М.: Просвещение, 2017. С. 321-330.

2. Рымкевич А. П. Сборник задач по физике. 10-11 класс.- М.:Дрофа,2009. С. 97-100.

Теоретический материал для самостоятельного изучения

Конденсатор при переводе с латиницы означает, то что уплотняет, сгущает – устройство, предназначенное для накопления зарядов энергии электрического поля. Конденсатор состоит из двух одинаковых параллельных пластин, находящихся на малом расстоянии друг от друга. Главной характеристикой этого прибора, является его электроёмкость, которая зависит от площади его пластин, расстояния между ними и свойств диэлектрика.

Заряд конденсатора определяется – модулем заряда на любой одной из её обкладок. Заряд конденсатора прямо пропорционален напряжению между обкладками конденсатора. Коэффициент пропорциональности С называется электрической ёмкостью, электроёмкостью или просто ёмкостью конденсатора.

Электрической ёмкостью конденсатора называется физическая величина, которая численно равна отношению заряда, одного из проводников конденсатора к разности потенциалов между его обкладками.

Чем больше площадь проводников и чем меньше пространство заполняющего диэлектриком, тем больше увеличивается ёмкость обкладок конденсатора.

Измеряется электрическая ёмкость в Международной системе СИ в Фарадах. Эта единица имеет своё название в честь английского физика экспериментатора Майкла Фарадея который внёс большой вклад в развитие теории электромагнетизма. Один Фарад равен ёмкости такого конденсатора, между пластинами которого возникает напряжение, равное одному Вольту, при сообщении заряда в один Кулон.

Электрическая ёмкость конденсаторов определяется их конструкцией, самыми простыми из них являются плоские конденсаторы.

Чем больше площадь взаимного перекрытия обкладок и чем меньше расстояние между ними, тем значительнее будет увеличение ёмкости обкладок конденсатора. При заполнении в пространство между обкладками стеклянной пластины, электрическая ёмкость конденсатора значительно увеличивается, получается, что она зависит от свойств используемого диэлектрика.

Электрическая ёмкость плоского конденсатора зависит от площади его обкладок, расстояния между ними, диэлектрической проницаемости диэлектрика, заполняющего пространство между обкладками и определяется по формуле:

где – электрическая постоянная.

Для того чтобы получить необходимую определённую ёмкость, берут несколько конденсаторов и собирают их в батарею применяя при этом параллельное, последовательное или смешанное соединения.

Параллельное соединение:

q = q1 + q2 + q3

u = u1 = u2 = u3

с = с123

с = n∙с

Последовательное соединение:

q = q1 = q2 = q3

u = u1 + u2 + u3

Энергия конденсатора равна половине произведения заряда конденсатора напряжённости поля и расстояния между пластинами конденсатора: u = Еd

Эта энергия равна работе, которую совершит электрическое поле при сближении пластин, это поле совершает положительную работу. При этом энергия электрического поля уменьшается:

Для любых конденсаторов энергия равна половине произведения электроёмкости и квадрата напряжения:

Примеры и разбор решения заданий:

1. Плоский конденсатор, расстояние между пластинами которого равно 3 мм, заряжен до напряжения 150 В и отключен от источника питания. Разность потенциалов между пластинами возросла до 300 В.

  1. Во сколько раз увеличилась разность потенциалов между пластинами?
  2. Какое расстояние между пластинами конденсатора стало после того, как пластины были раздвинуты?
  3. Во сколько раз изменилось расстояние между пластинами.

Решение:

Электрическая ёмкость конденсатора определяется по формуле:

1.По условию разность потенциалов увеличилось в два раза. U1 = 150В→ U2 = 300В.

2.По условию d = 3 мм, если разность потенциалов увеличилось в два раза, по формуле соответственно и расстояние между пластинами увеличилось в два раза, и d =2·3 мм = 6 мм.

3.Расстояние между пластинами увеличилось в два раза.

Ответ:

1. 2

2. 6мм

3. 2

2. Конденсатор электроёмкостью 20 мкФ имеет заряд 4 мкКл. Чему равна энергия заряженного конденсатора?

Дано: С = 20 мкФ = 20 · 10-6 Ф, q = 4 мкКл = 4·10-6 Кл.

Найти: W.

Решение:

Энергия заряженного конденсатора W через заряд q и электрическую ёмкость С определяется по формуле:

Ответ: W = 0,4 мкДж.

Емкость и номера SKU в аналитике Power BI Embedded — Power BI

  • Чтение занимает 3 мин

В этой статье

При переносе в рабочую среду для аналитики Power BI Embedded требуется емкость (ценовая категория A, EM или P) для публикации внедренного содержимого Power BI.

Емкость — это выделенный набор ресурсов, зарезервированных для монопольного использования. Она позволяет публиковать панели мониторинга, отчеты и наборы данных для пользователей без необходимости приобретать лицензии для них. Она также обеспечивает предсказуемую и согласованную производительность для содержимого.

Примечание

Для публикации потребуется одна учетная запись Power BI Pro или Premium на пользователя (PPU).

Что такое встроенная аналитика?

Встроенная аналитика Power BI включает в себя два решения:

  • Power BI Embedded — предложение Azure;

  • внедрение Power BI в рамках Power BI Premium — предложение Microsoft Office.

Power BI Embedded

Служба Power BI Embedded предназначена для независимых поставщиков программного обеспечения и разработчиков, которые хотят внедрить визуальные элементы в свои приложения.

Приложения, в которых используется Power BI Embedded, позволяют пользователям потреблять содержимое, хранящееся в емкости Power BI Embedded.

Примечание

Недавно была выпущена новая версия Power BI Embedded, которая называется Embedded 2-го поколения. Embedded 2-го поколения упрощает управление внедренными емкостями и улучшает работу Power BI Embedded. Дополнительные сведения см. в разделе Power BI Embedded 2-го поколения.

Power BI Premium

Power BI Premium — это комплексное решение бизнес-аналитики для предприятий, которое обеспечивает единое представление данных организации, сведений о партнерах, клиентах и поставщиках.

Power BI Premium — это продукт SaaS, позволяющий пользователям работать с содержимым через мобильные приложения, приложения собственной разработки или портал Power BI (службу Power BI). Это позволяет использовать Power BI Premium как во внутренних приложениях, так и во внешних приложениях для клиентов.

Емкость и номера SKU

Каждая емкость предоставляет ряд номеров SKU, каждый из которых обеспечивает особый уровень вычислительных ресурсов и памяти. Требуемый тип SKU зависит от типа решения, которое нужно развернуть.

Сведения о рабочих нагрузках, поддерживаемых на каждом уровне, см. в статье Настройка рабочих нагрузок в емкости Premium.

Дополнительные сведения о планировании и тестировании ресурсов:

Номера SKU Power BI Embedded

Power BI Embedded поставляется с номером SKU A.

Номера SKU Power BI Premium

Для Power BI Premium предлагаются два номера SKU: P и EM.

Какой номер SKU выбрать?

В таблице ниже приводится сводка возможностей с указанием требуемой мощности и подходящей ценовой категории.

В этой таблице пользовательским приложением считается веб-приложение на основе встроенной аналитики. Внедрение в пользовательское веб-приложение (с помощью REST API или пакетов SDK для JavaScript или .NET) позволяет разработчику управлять пользовательским интерфейсом и настраивать его. Эта возможность недоступна при использовании других вариантов внедрения, таких как служба Power BI и Power BI Mobile.

Примечание

  • Для публикации содержимого в рабочей области приложения Power BI требуется лицензия Power BI Pro или Premium на пользователя (PPU).
  • Только ценовая категория P позволяет пользователям Power BI бесплатного уровня использовать приложения и общее содержимое Power BI в службе Power BI.

Рекомендации по емкости

В таблице ниже приводятся особенности оплаты и использования для каждой емкости.

Что такое Power BI Embedded в Azure?

Power BI Premium

ПРЕДЛОЖЕНИЕ

Azure

Office

SKU

А

EM

P

Выставление счетов

Каждый часЕжемесячноЕжемесячно

Обязательство

НетЕжегодноЕжемесячно или ежегодно

Использование

Ресурсы Azure можно:
  • масштабировать по вертикали;
  • приостанавливать и возобновлять.
  • Внедрение в приложения, в том числе приложения МайкрософтВнедрение в приложения и службу Power BI

    Память и вычислительные ресурсы SKU

    В следующей таблице описаны ресурсы и ограничения для каждого SKU.

    Узлы емкостиЧисло виртуальных ядерСерверные виртуальные ядраОЗУ (ГБ)Интерфейсные виртуальные ядраПодключения DirectQuery и активные подключения (в секунду)Параллелизм обновления модели
    EM1/A110,52.50,53,75 %1
    EM2/A221517,5 %2
    EM3/A342102153
    P1/A484254306
    P2/A51685086012
    P3/A632161001612024
    P464322003224048
    P5128644006448096
    Улучшения для памяти в Embedded 2-го поколения (предварительная версия)

    Объем памяти на каждом из узлов указан в столбце ОЗУ (ГБ) в таблице Память и вычислительные ресурсы SKU. При использовании Power BI Embedded 2-го поколения (также называется Embedded 2-го поколения) объем памяти задается по ограничению объема памяти для одного элемента Power BI (например, набора данных, отчета или панели мониторинга), а не по совокупному потреблению памяти. Например, в Embedded 2-го поколения емкости A4 размер одного набора данных ограничен 25 ГБ. Для сравнения, в исходной версии Embedded общая занимаемая память одновременной обработки наборов данных не должна превышать 25 ГБ.

    Дальнейшие действия

    Что такое емкость аккумуляторной батареи. Как измерить емкость аккумулятора.

    Емкость аккумуляторов— это количество электрической энергии, которое может отдать полностью заряженный аккумулятор при определенном режиме разряда и температуре от начального до конечного напряжения. Единицей СИ для электрического заряда является кулон (1Кл), но на практике емкость обычно выражается в ампер-часах (Ач).

    Емкость измеряют в ампер-часах и определяют по формуле:

    C=Ip *tp,гдеС– емкость, Ач;

    Ip– сила разрядного тока, А;

    tp– время разряда, Ч.

    Номинальная емкость— емкость, которую должен отдать новый полностью заряженный аккумулятор в нормальных условиях разряда, указанных в стандарте на этот аккумулятор. При этом напряжение не должно упасть ниже определенной величины.

    Так как емкость зависит от разрядного тока и конечного разрядного напряжения, в условном обозначении аккумуляторов указывается емкость, соответствующая определенному режиму разряда. Для стартерных аккумуляторов за номинальную принимается емкость при 20-часовом, стационарных при 10-часовом, тяговых при 5-часовом режимах разряда.

    Пример оценки ёмкости батареи 20-ти часовым режимом разряда током 0.05 С20 (током, равным 5% от номинальной ёмкости). Если ёмкость батареи 55Ач, то разряжая ее током 2.75А, она полностью разрядится за 20 часов. Аналогично для батарей ёмкостью 60Ач полный 20-ти часовой разряд произойдет при чуть большем токе разряда — 3А.

    Отдача по емкости — отношение количества электричества, полученного от аккумулятора при разряде, к количеству электричества, необходимого для заряда аккумулятора до первоначального состояния при определенных условиях.

    Она зависит от полноты заряда. Часть же заряда теряется на газообразование, это уменьшает коэффициент отдачи.

    Емкость остаточная– величина, соответствующая количеству электричества, которое может отдать частично разряженный аккумулятор при установленном режиме разряда до конечногонапряжения.

    Резервная ёмкость аккумуляторной батареи— время, в течение которого батарея сможет обеспечить работу потребителей в аварийном режиме. Величина резервной ёмкости, выраженная в минутах, последнее время все чаще проставляется изготовителями стартерных аккумуляторных батарей после значения тока холодного старта.

    Емкость зарядная— количество электричества, сообщаемое аккумулятору во времязаряда.Зарядная емкость акб всегда больше разрядной из-за потерь энергии на побочные реакции и процессы.

    При постоянном токе заряда l зарядная емкость С= I * t, где t — время заряда.

    Измерение емкости ведется до падения напряженияхотя бы одного элемента аккумуляторной батареи до величины, регламентированной для конкретного режима разряда.

    В течение срока службы емкость акб изменяется. В начале срока службы она возрастает, так как происходит разработка активной массы пластин. В процессе эксплуатации емкость некоторое время держится стабильной, а затем начинает постепенно уменьшаться из-за устаревания активной массы пластин.

    Емкость батареи зависит от количества активного материала и конструкции электродов, количества и концентрации электролита, величины тока разряда, температуры электролита, степени изношенности аккумулятора, наличияпосторонних примесей в электролитеи других факторов.

    При увеличении тока разряда емкость батареи уменьшается. АКБ при форсированных режимах разряда отдают емкость меньше, чем при разряде более длительными режимами (небольшой величиной тока). Поэтому на аккумуляторах могут быть обозначения при 3,5,6,10,20 и 100 часах разряда. При этом емкости одной и той же батареи будут совершенно разные. Наименьшая будет при 3-х часовом разряде, наибольшая при 100 часовом.

    С повышениемтемпературы электролитаемкость растет, но при излишне высоких температурах уменьшается срок их службы.Это происходит потому что, при повышении температуры электролит легче проникает в поры активной массы, так как уменьшается его вязкость и увеличивается внутреннее сопротивление.Поэтому в реакции разряда принимает участие больше активной массы, чем при заряде, производившемся при более низкой температуре.

    При низкихже температурах емкость и полезное действиеАКБбыстро уменьшается.

    Если увеличить концентрацию (плотность электролита), то емкость также увеличится, но аккумулятор быстро выйдет из строя из-за разрыхления активной массы батареи.

    Электричество и магнетизм

    Энергию можно накапливать, поднимая груз (часы-ходики с кукушкой), закручивая пружину (обычные механические часы), сжимая газ (пневматическое оружие). Энергию можно также накапливать в виде электро­статического поля. Для этого служат устройства, называемые конденсаторами. В самом грубом приближении любой конденсатор — это пара проводников (обкладок), между которыми создается некая разность потенциалов . Способность конденсатора накапливать энергию в форме электростатического поля характеризуется величиной его емкости. Сам этот термин восходит к временам, когда бытовало представление об электрической жидкости. Представим себе сосуд, который мы наполняем та­кой жидкостью. Ее уровень (перепад высот между дном сосуда и поверх­ностью жидкости) соответствует разности потенциалов , до которой заряжается конденсатор. А количество жидкости в сосуде — заряду , сообщаемому конденсатору. В зависимости от формы сосуда, при том же уровне (разности потенциалов) в него войдет больше или меньше жидкости (зарядов). Отношение  и называется емкостью конденсатора.

    Уединенные проводники также обладают емкостью.  Роль второй обкладки играют при этом бесконечно удаленные точки пространства. Рассмотрим, например, заряженную сферу радиусом . Вне сферы  имеется кулоновское электрическое поле

    (2.6)

    направленное вдоль радиуса. Потенциал, создаваемый заряженной сферой при , дается выражением

    (2.7)

    Внутри проводящей сферы , и, следовательно, потенциал во всех точках этой сферы постоянен и совпадает со значением потенциала на её поверхности:

    (2.8)

    Это значение в сущности является разностью потенциалов между поверхностью сферы и бесконечно удаленной точкой. По определению емкости

    (2.9)

    В СИ за единицу емкости принят фарад (в честь М. Фарадея): фарад это емкость такого проводника, которому для повышения потенциала на 1 В, необходимо сообщить заряд в 1 Кл:

     

    Соотношение для емкости уединенной сферы в вакууме  показывает, что 1 Ф — это емкость шара с радиусом  м, что в 13 раз превышает радиус Солнца и в 1413 раз — радиус Земли. Таким образом, емкость Земли составляет примерно 1/1413 Ф, т. е.   мкФ. Иными словами, 1 Ф — это огромная емкость. Изготовлять конденсаторы такой емкости научились лишь относительно недавно, главным образом, благодаря совершенствованию технологии нанесения сверхтонких диэлектрических и металлических пленок. Например, габаритный размер конденсатора фирмы NEC/TOKIN (www.nec-tokin.net/now/english/index.html) емкостью в 1 Ф меньше 22 мм, а его масса 6,7 грамма.

    Емкость аккумулятора, от чего она зависит

    Емкость аккумулятора показывает, сколько времени аккумулятор сможет питать подключенную к нему нагрузку. Обычно емкость аккумулятора измеряется в ампер-часах, а для небольших аккумуляторов — в миллиампер-часах.

    Взглянув на маркировку любого современного аккумулятора, будь то литий-ионный аккумулятор сотового телефона или свинцово-кислотный аккумулятор от источника бесперебойного питания, — мы всегда сможем найти там сведения не только о номинальном напряжении данного источника питания, но и о его электрической емкости.

    Обычно это цифры вроде: 2200 mAh (читается как 2200 миллиампер-часов), 4Ah (4 ампер-часа) и т. д. Как видите, для измерения электрической емкости аккумулятора применяется внесистемная единица измерения — Ah (Ampere hour) — «ампер-час», а вовсе не «фарад» как для конденсаторов. И часы здесь фигурируют отнюдь не просто так, а по той причине, что обычный аккумулятор, в отличие от обычного конденсатора, способен питать нагрузку буквально часами.

    Если попытаться объяснить совсем просто, то емкость аккумулятора в ампер-часах — это численное выражение того, как долго данный аккумулятор сможет питать нагрузку с определенным током потребления.

    Например, если аккумулятор с номинальным напряжением 12 вольт полностью заряжен, при том имеет емкость 4 Ah, то это значит, что нагрузку с током потребления в 0,4 ампера, с номинальным напряжением в 12 вольт, данный аккумулятор будет в состоянии питать на протяжении 10 часов, пока не наступит состояние, при котором дальнейший его разряд станет опасным для рабочих характеристик. А через нагрузку с током потребления в 1 ампер, этот же аккумулятор будет разряжаться 4 часа (теоретически разумеется).

    Конечно, для каждого аккумулятора существует ограничение по максимально допустимому разрядному току, и чем выше будет разрядный ток — тем ниже окажется линейность разрядной характеристики, и тем быстрее аккумулятор будет садиться по сравнению с расчетным временем.

    Минимально допустимое напряжение, до которого можно разряжать аккумулятор, также регламентируется и всегда указывается в документации на конкретный аккумулятор, как и максимальное безопасное напряжение, выше которого заряжать аккумулятор уже очень не желательно.

    Так например типичное для литий-ионного аккумулятора на 3,7 вольт, предельно допустимое минимальное напряжение разряда составляет 2,75 вольт, а максимальное — 4,25 вольт. Если разрядить литиевый аккумулятор до менее чем 2,75 вольт, то аккумулятор начнет терять емкость, а если перезарядить его сверх меры — может взорваться.

    Для свинцово-кислотного аккумулятора на 12 вольт, предельно безопасный минимум равен 9,6 вольт, а максимум, до которого можно заряжать, составляет 13 вольт и т. д.

    Как видите, в сведениях о емкости (в ампер-часах) вольты не упоминаются вовсе. А между тем, если перевести часы в секунды, а затем величину емкости умножить на напряжение аккумулятора, то получим величину энергии заряда данного аккумулятора в джоулях:

    Так или иначе, емкость исправного аккумулятора практически не зависит от напряжения на его клеммах в текущий момент. А вот когда мы произносим «заряд аккумулятора», то имеем ввиду уже не емкость, а как раз то напряжение, до которого аккумулятор сейчас заряжен. Если аккумулятор заряжен до номинального напряжения, то можно рассчитывать на ту емкость, которой аккумулятор в этот момент обладает. Если же аккумулятор разряжен, то его емкость уже не имеет значения.

    При этом реальная емкость аккумулятора, как можно видеть по семейству разрядных характеристик, сильно зависит от величины тока разряда. 10-часовой разряд и 10-минутный разряд, например для свинцово-кислотного аккумулятора (см. рисунок выше), покажут разницу в емкости приблизительно вдвое!

    Можно обнаружить даже более-менее точную математическую зависимость между разрядным током и временем разряда того или иного экземпляра аккумулятора. Эту зависимость выявил немецкий ученый Пейкерт, и ввел так называемый «коэффициент Пейкерта» р, который, к примеру, для герметичных свинцово-кислотных аккумуляторов находится в районе 1,25. Чем выше ток разряда — тем меньше время разряда. А константа в правой части уравнения — напрямую зависит он номинальной емкости аккумулятора.

    При желании реальную емкость аккумулятора можно определить очень просто: зарядить полностью аккумулятор (до максимально разрешенного напряжения, которое указано в документации), а затем разрядить постоянным током (близким к 10-часовой разрядной характеристике из документации) до конечного напряжения разряда (которое также приведено в документации). Перемножить ток разряда и время разряда в часах — получится реальная емкость аккумулятора в ампер- или в миллиампер-часах.

    Ранее ЭлектроВести писали, что стартап Climate Change Storage (CCT Energy Storage) из Южной Австралии построил и запустил первый в мире термальный аккумулятор, который сможет хранить в шесть раз больше энергии, чем литиевый аккумулятор аналогичной емкости. Кроме того, стоимость термального аккумулятора на 20-40% дешевле.

    По материалам: electrik.info.

    Включение функций «Умная зарядка» и «Умная емкость батареи»

    Включение функций «Умная зарядка» и «Умная емкость батареи»

    Умные устройства оснащены профессиональным модулем управления питанием, который обеспечивает безопасную и надежную работу модуля питания (особенно в средах с высокой и низкой температурой) при ухудшении срока службы батареи и в других неожиданных ситуациях. Функция управления питанием включена по умолчанию, некоторые функции невозможно отключить.

    На телефонах и планшетах с EMUI 9.0, Magic UI 2.1 или более поздней версией функции Умная зарядка и Умная емкость батареи добавлены в модуль управления питанием. Вы можете просмотреть их в разделе . Эти функции включены по умолчанию, чтобы эффективно замедлить старение батареи и продлить срок ее службы. Рекомендуется не отключать эти функции.

    Эти функции и графические интерфейсы пользователя зависят от продукта и версии программного обеспечения.

    Умная зарядка

    Если функция Умная зарядка включена, ИИ системы будет изучать, как владелец использует устройство во время зарядки. Если система заметит, что вы обычно заряжаете свое устройство продолжительный период времени (например, оставляете заряжаться на ночь), она может автоматически включить Умная зарядка, чтобы приостановить зарядку, когда уровень заряда батареи достигнет определенного значения. В этом случае вы увидите сообщение на панели уведомлений, которое указывает, что устройство перешло в режим Умная зарядка. На основании информации о том, как владелец использует устройство во время зарядки, система завершит зарядку перед тем, как вы будете использовать его . Это поможет избежать зарядки батареи на протяжении длительного периода времени после достижения 100% уровня заряда батареи, и замедлит ее старение. Рекомендуется не отключать эту функцию.

    Обратите внимание, что функция Умная зарядка не влияет на обычную скорость зарядки, она только приостанавливает ее. Если эта функция включена, вы можете вручную возобновить зарядку с панели уведомлений в любое время.

    ① Информация о действиях владельца во время зарядки используется только локально и не отправляется в облако. Ее резервная копия также не создается в облаке.

    ② Функция Умная зарядка влияет не на всех пользователей. Она зависит от действий конкретного пользователя во время зарядки. Эти функции и графические интерфейсы пользователя зависят от продукта и версии программного обеспечения.

    Умная емкость батареи

    Пиковая емкость – это максимальная доступная емкость батареи в текущем состоянии. Все перезаряжаемые батареи являются расходными материалами, поэтому они стареют по мере использования, а их емкость уменьшается. В результате этого также постепенно сократится время работы телефона в режиме ожидания.

    Если функция Умная емкость батареи включена, система интеллектуально управляет пиковой емкостью батареи на основании состояния износа батареи и замедляет скорость ее старения. Включение этой функции может слегка повлиять на эффективность работы батареи, но тем не менее рекомендуется включить эту функцию, чтобы продлить срок ее службы. Для этого перейдите в раздел

    Определение емкости Merriam-Webster

    ca · pac · i · ty | \ kə-ˈpa-sə-tē , -вставить \

    : потенциал или пригодность для хранения, хранения или размещения большая вместимость

    : умственные или физические способности человека : способности, навыки У него есть возможность справиться с этой работой.Её дыхательная способность ухудшилась. б : способность или потенциал лечить, испытывать или ценить способность любить 5 : объект или мощность для производства, выполнения или развертывания возможностей : план по удвоению мощности завода также : максимальный выход отрасли, работающие на три четверти мощности

    б : количество электроэнергии, которое батарея может доставить при определенных условиях.

    : соответствует максимальной емкости вместительная толпа

    Объем рабочей памяти увеличивается за счет распределенной префронтальной активации и инвариантной временной динамики.

    Рабочая память — это способность сохранять и манипулировать информацией в уме (1).Общеизвестно, что объем рабочей памяти человека ограничен; только горстка элементов может храниться в памяти в течение нескольких секунд, что создает центральное ограничение человеческого познания (2). Индивидуальные способности зависят от объема рабочей памяти (3, 4). Недавние результаты показывают, что емкость можно улучшить, тренируя задачи на рабочую память (5, 6). Степень, в которой улучшения производительности распространяются на задачи, которые не были частью обучения, является предметом интенсивных дискуссий (7, 8). Не менее спорной является идея о том, что компьютеризированное обучение может улучшить когнитивные функции у здоровых взрослых (9).

    Исследования фМРТ человека дали противоречивые результаты о влиянии тренировок: одни исследования предполагают повышение (10–15), а другие — снижение активности (16–19). Первые интерпретируются как отражающие более высокий уровень активации или рекрутирования более крупной области коры, а вторые как предполагающие повышение эффективности (20). Люди могут эффективно снижать нагрузку на рабочую память, группируя или «разбивая» несколько стимулов (21). Например, серию из 10 цифр, составляющую номер телефона, легче запомнить как набор из трех групп от трех до четырех цифр.Однако эффекты обучения остаются спекулятивными, а понятие эффективности плохо определено на нейронном уровне.

    Считается, что рабочая память опосредуется постоянной активностью в сети взаимосвязанных нейронов, которые действуют как ударный аттрактор и представляют запомненные стимулы на пике сетевой активности, которые могут дрейфовать во времени, что приводит к потере точности (22⇓ – 24 ). Нейроны, которые возбуждаются предпочтительными стимулами, остаются активными в период задержки задачи рабочей памяти.Когда пропускная способность сети превышена, информация об элементе может распадаться или сливаться с другим элементом, что приводит к потере информации об этом элементе ( SI Приложение , рис. S1). Изменения нейрональной активности, которые позволяют сети увеличивать ее пропускную способность, неизвестны. Вычислительные исследования, моделирующие сети нейронов, генерирующих постоянную активность, показывают, что улучшенная емкость может быть достигнута за счет увеличения возбуждающей связи, что приводит к увеличению активности, представляющей стимулы в период задержки, или уменьшению внешнего возбуждения, что приводит к более низкой базовой и управляемой стимулами скорости возбуждения (25, 26) .Однако недавние исследования выявили значительную динамику во времени активности периода задержки, и их влияние на модели емкости неясно (27). Также были предложены альтернативные механизмы в качестве нейронного коррелята рабочей памяти, некоторые из которых вообще не зависят от повышенной активности в период задержки (28, 29). Также обсуждается сайт поддержки информации, при этом некоторые исследования предполагают, что информация о стимулах сохраняется в задних областях, а не в самой префронтальной коре (30, 31).Наше исследование было направлено на определение изменений нейронной активности, которые влияют на улучшение производительности рабочей памяти после практики.

    Результаты

    Мы обучили двух обезьян выполнять задачу с рабочей памятью, которая требовала от них запоминания пространственного расположения множества стимулов, появляющихся на визуальном дисплее, и указания, идентичен ли второй дисплей с равным количеством стимулов первому ( Рис.1 A и B ). Производительность обезьян монотонно снижалась в зависимости от количества стимулов по мере увеличения нагрузки информации, сохраняемой в рабочей памяти (рис.1 C и SI Приложение , рис. S2). Влияние количества стимулов на производительность было очень значимым (односторонний дисперсионный анализ, F 4545 = 35,5, P = 2,25 × 10 −26 для EL обезьяны; F 4,105 = 26,65, P = 2,90 × 10 −15 для обезьяны DA). Основываясь на шаблоне правильных и ошибочных ответов, мы смогли определить объем рабочей памяти K (Рис. 1 D ) в этой задаче (определяемый как размер набора, умноженный на попадания — ложные срабатывания и деленный на 1 — ложные срабатывания).Сеансы поведения и записи нейронов собирались в течение нескольких недель, в течение которых производительность животных постепенно улучшалась (рис. 1 E и F ). Линейная регрессия производительности в последовательные дни регистрации показала положительный наклон для каждого животного ( b = 0,022, F 1,46 = 14,290, P = 4,5 × 10 −4 для EL обезьяны; b = 0,040, F 1,20 = 1,952, P = 0.178 для обезьяны DA). Мы полагались на медианное разделение, чтобы различать сеансы с низкой и высокой производительностью на основе предполагаемой емкости. Обезьяны достигли общего уровня производительности 76,7% и емкости K = 2,24 элемента в сеансах с низкой производительностью и 82,6% правильных испытаний и K = 3,33 в сеансах с высокой производительностью. Ошибки, которые отличали сеансы с высокой производительностью от сеансов с низкой производительностью, в основном связаны с отображением четырех-пяти стимулов, о чем свидетельствуют различия в мощности между этими группами сеансов, построенные в зависимости от количества стимулов (рис.1 G ).

    Рис. 1.

    Задача и поведение емкости оперативной памяти. ( A ) Последовательные кадры иллюстрируют последовательность событий в задаче соответствия / несоответствия. Обезьяны должны были запомнить расположение всех квадратов в сигнальном стимуле в течение периода задержки. Затем появился второй дисплей, содержащий такое же количество стимулов. Если один из квадратов появлялся в новом месте, отображение считалось несовпадением; если дисплеи были идентичны, они составляли совпадение.Две выбранные цели зеленого и синего цвета появлялись в верхней и нижней части (случайным образом чередующиеся в разных испытаниях), и обезьяне требовалось саккадировать на зеленую цель, если два последовательных дисплея соответствовали друг другу, или к синей цели в противном случае. Одно животное было обучено разновидности этой задачи, которая требовала отпускания рычага для соответствующего стимула вместо выбора целей. ( B ) 24 возможных места, где могут появиться стимулы в задаче пространственного соответствия / несоответствия.( C ) Процент правильных испытаний показан как функция количества стимулов на дисплее для двух обезьян. ( D ) Расчетная емкость в сеансах с низкой и высокой производительностью нанесена на график для двух обезьян. ( E ) Емкость оценивалась в последовательных ежедневных сеансах для DA обезьяны, когда также были получены нейрофизиологические записи. Линия представляет линейную регрессию. ( F ) Вместимость обезьяны EL. ( G ) Разница в емкости между сеансами высокой и низкой эффективности, которые были определены на основе среднего разделения отдельно для каждой обезьяны, нанесенного на график в зависимости от количества стимулов.

    Нейронные ответы на множественные раздражители.

    Мы записали данные из областей 8 и 46 дорсолатеральной префронтальной коры, когда животные выполняли задание (рис. 2 A ). Всего было получено 305 нейронов (218 и 87 нейронов от 2 обезьян соответственно). Из них 111 нейронов ( n = 61 для EL обезьяны, n = 50 для DA обезьяны) продемонстрировали значительную селективность на разных дисплеях (односторонний дисперсионный анализ, P <0,05) и, следовательно, могли быть информативными для дисплеев. это нужно было сохранить в памяти.Мы полагались на эти избирательные нейроны для большей части анализа; результаты для всех нейронов также представлены на некоторых рисунках и в приложении SI . Средняя частота срабатывания селективных нейронов показала очень динамичный ход времени, начиная увеличиваться еще до того, как первое отображение стимула даже появилось на экране (время от -1 до 0 на рис. 2 B ), достигая пика вскоре после появления стимула. , уменьшаясь дальше после исчезновения стимула, но снова увеличиваясь в конце периода задержки и во время второго предъявления стимула (рис.2 B и SI Приложение , рис. S3).

    Рис. 2.

    Частота срабатывания при отображении различных стимулов. ( A ) Схематическая диаграмма выделенных областей мозга обезьяны, где производились записи. Записи в дорсолатеральной префронтальной коре (ПФК) в областях 8 и 46. AS, дугообразная борозда; PS, основная борозда. ( B ) PSTH представляет собой среднюю популяционную активность, полученную при предъявлении различных стимулов. ( C и D ) Показана средняя частота возбуждения, усредненная по дисплеям с разным количеством стимулов, в течение периода подсказки ( C ) и периода задержки ( D ).Данные от двух обезьян ( n = 111 нейронов, которые были избирательны к стимулам во время периода сигнала или периода задержки). Полосы представляют собой SEM.

    В популяции селективных нейронов средняя частота возбуждения монотонно увеличивалась в зависимости от количества стимулов в течение периода предъявления сигнала (рис. 2 B и C ). Поскольку расположение стимулов было рандомизировано в каждом сеансе, дисплеи с большим количеством стимулов с большей вероятностью активировали нейрон, и более высокие уровни активности были вызваны среди населения.Разница в скорости активации между дисплеями с разным количеством стимулов была очень значимой (ANOVA с повторными измерениями, F 4 440 = 25,3, P = 7,0 × 10 −19 ). В течение периода задержки (рис.2 D ), как правило, более высокая частота возбуждения присутствовала для дисплеев с большим количеством стимулов, но эффект был менее постоянным (ANOVA с повторными измерениями, F 4,440 = 3,88, P = 4,12 × 10 −3 ).

    Важно подчеркнуть, что это увеличение скорости возбуждения для большего количества стимулов, появляющихся в рандомизированных местах, применяется к общей активности популяции, объединенной вместе.Когда мы исследовали ответы, включающие единственный стимул, появляющийся в рецептивном поле нейрона, активность снижалась по мере добавления дополнительных стимулов вне рецептивного поля ( SI Приложение , рис. S4, красный след). То же самое происходило, когда два стимула появлялись в рецептивном поле, а дополнительные стимулы появлялись снаружи ( SI Приложение , рис. S4, темно-синий след) и так далее. Это похоже на эффекты скученности и бокового торможения (32, 33). Разница в скорости возбуждения достигла статистической значимости для состояния одного стимула, появляющегося в рецептивном поле, поскольку увеличивающееся количество стимулов добавлялось снаружи (односторонний дисперсионный анализ, F 4, 443 = 5.38, P = 3,08 × 10 −4 ) и для двух стимулов в рецептивном поле по мере того, как увеличивающееся количество стимулов добавлялось снаружи ( F 3, 317 = 3,41, P = 0,018 для двух стимулов; F 2,181 = 1,23, P = 0,293 для трех стимулов).

    Помимо периодов подсказки и задержки, мы также исследовали нейронную активность во время представления второго дисплея, и мы различали совпадающие и несоответствующие ответы ( SI Приложение , рис.S5). В популяции префронтальных нейронов ответы на второе предъявление стимулов обычно были выше, когда отображение представляло собой несоответствие, а не совпадение, эффект, который часто называют подавлением повторения (34). Этот эффект тоже был чувствителен к количеству раздражителей. Абсолютная разница между совпадающими и несоответствующими ответами уменьшалась в зависимости от количества стимулов на дисплее (односторонний дисперсионный анализ, F 4, 630 = 2,73, P = 0.029).

    Изменения скорострельности, связанные с улучшением характеристик.

    Поскольку наши нейрофизиологические записи были получены в течение периода времени, в течение которого производительность при выполнении задачи улучшилась (Рис. 1 E и F ), стало возможным изучить нейронные изменения, которые сопровождали повышение способности поддерживать большую память. нагрузка. Всего в сеансах с низкой производительностью было зарегистрировано 203 нейрона на основе среднего разделения в зависимости от производительности (как на рис. 2 G ).Из них 53 (26%) были выборочными по модели стимула. Всего в сеансах высокой производительности было зарегистрировано 102 нейрона. Процент нейронов, селективных по образцу стимула, существенно увеличился до 57% (58 из 102 нейронов). Это увеличение процента селективных нейронов было статистически значимым (тест χ 2 , P = 1,39 × 10 −7 ).

    Мы выдвинули гипотезу, что по мере повышения производительности задачи с рабочей памятью частота нейронов, избирательных для стимулов, также будет увеличиваться, как показали предыдущие исследования взаимосвязи между нейронной активностью и производительностью рабочей памяти между сеансами в более простых задачах с рабочей памятью. (35).Неожиданно мы обнаружили, что префронтальная активация обычно снижалась в сеансах с более высокой производительностью (рис. 3 A и B ). Двусторонний дисперсионный анализ с количеством стимулов и низкой / высокой эффективностью в качестве факторов показал, что основной эффект производительности был значительным в период фиксации ( F 1,545 = 18,44, P = 2,08 × 10 −5 ; Рис.3 C ), период реплики ( F 1,545 = 10,85, P = 1.05 × 10 −3 ; Рис.3 D ), и период задержки ( F 1,545 = 5,86, P = 0,016; Рис.3 E ). Для периода выборки (рис. 3 F ) префронтальная активация была немного выше для сеансов с более высокой производительностью, хотя разница не достигла значимости ( F 1,545 = 3,27, P = 0,071).

    Рис. 3.

    Активность в низко- и высокопроизводительных сессиях. ( A и B ) Популяция PSTH, полученная во время предъявления множественных стимулов для ( A ) сеансов низкой производительности и ( B ) сеансов высокой производительности.Данные двух обезьян ( n = 111 нейронов). ( C ) Средняя частота возбуждения разного количества стимулов для сеансов с низкой и высокой эффективностью в течение периода фиксации. ( D F ) Необработанная частота активации и частота вызванной активации после вычитания базовой частоты фиксации в периоде сигнала ( D ), периоде задержки ( E ) и периоде выборки ( F ). ( G ) Функция автокорреляции, отображающая коэффициент корреляции между частотой срабатывания в первые 500 мс фиксации и каждым последующим интервалом 500 мс для сеансов с низкой и высокой производительностью.

    Аналогичные результаты были получены, если мы разделяли сеансы чисто хронологически, а не на основе производительности ( SI Приложение , рис. S6). Эти анализы были основаны на правильных испытаниях. Поскольку повышение производительности повлекло за собой снижение количества испытаний, которые в конечном итоге оказываются неверными, мы также повторили наш анализ, используя правильные испытания и испытания с ошибками ( SI, приложение , рис. S7). Результаты, включая испытания на ошибки, были практически идентичны; за период фиксации наблюдалось значительное снижение активности ( F 1,545 = 18.73, P = 1,79 × 10 −5 ), период сигнала ( F 1,545 = 10,97, P = 9,90 × 10 −4 ) и период задержки ( F 1,545 = 6,98, P = 8,48 × 10 −3 ) как функция совокупного количества сеансов.

    Разница в активности между сеансами с низкой и высокой производительностью уже присутствовала по сравнению с исходным периодом фиксации, поэтому мы были заинтересованы в изучении частоты вызванных нейронов по сравнению с исходным уровнем и для сравнения этого показателя между сеансами с низкой и высокой производительностью. (Рис.3 D F , пунктирные линии). По сравнению с сеансами с низкой производительностью, не было обнаружено существенной разницы в сеансах с более высокой производительностью в период реплики ( F 1,545 = 0,37, P = 0,543), но теперь было обнаружено увеличение префронтальной активации в период задержки. ( F 1,545 = 22,49, P = 2,71 × 10 −6 ) и период выборки ( F 1,545 = 49,45, P = 6,12 × 10 −12 ).Тот же эффект имел место, если мы разделили сеансы в хронологическом порядке ( SI Приложение , рис. S6).

    Комбинированный эффект большей доли активируемых нейронов и более низкого уровня абсолютной скорости возбуждения этих нейронов привел к более распределенному представлению информации о стимулах в префронтальной популяции. Этот эффект можно было увидеть, когда мы выполнили анализ рабочих характеристик приемника (ROC), сравнивая ответы для лучшего и худшего отображения среди отображений с равным количеством стимулов для всех нейронов, записанных в сеансах с низкой и высокой производительностью (рис.4 и SI Приложение , рис. S8 для периода задержки). Большая часть нейронов достигла значений площади под кривой ROC более 0,75 (средняя точка между случайностью и идеальной производительностью) в сеансах с высокой производительностью.

    Рис. 4.

    ROC-анализ. ( A и B ) Показаны значения ROC для каждого записанного нейрона в сеансах низкой производительности ( A, ) и высокой производительности ( B ). Темно-красные цвета указывают на высокую избирательность между различными отображениями стимулов с одним и тем же номером.Пунктирные белые линии показывают значение ROC 0,75. Данные двух обезьян ( n = 305 нейронов).

    Мы также исследовали селективность совпадения или несовпадения ответов в сеансах с низкой и высокой производительностью ( SI Приложение , рис. S5 G ). Несмотря на то, что в популяции существенная разница в скорости стрельбы была очевидна для совпадений и несоответствий во время предъявления второго стимула, оказалось, что это не является предиктором низкой производительности по сравнению с высокой.Двусторонний дисперсионный анализ с факторами количества стимулов и группой с низкой / высокой эффективностью не выявил основного эффекта количества стимулов ( F 4625 = 1,81, P = 0,126), производительности ( F 1,625 = 0,75, P = 0,386), или взаимодействие между количеством стимулов и группой производительности ( F 4,625 = 0,71, P = 0,584). Результаты практически не изменились, когда мы повторили этот анализ, включая ошибки и правильные испытания ( F 1,625 = 1.29, P = 0,256 для основного эффекта производительности; SI Приложение , рис. S5 H ). Была очевидна незначительная разница между условиями высокой и низкой производительности, особенно для дисплеев с пятью стимулами, для которых наблюдалось наибольшее улучшение производительности. По этой причине, и хотя эффект соответствия / несоответствия предсказывал поведение во всех сеансах ( SI Приложение , рис. S5, F ), он не мог учесть улучшение производительности рабочей памяти.

    Изменения в нейрональной динамике.

    Эффекты улучшения рабочей памяти не могут быть ограничены только средним изменением скорости стрельбы между условиями. Действительно, в последнее время стали цениться эффекты динамики в представлении информации о стимулах (27). Поэтому мы приступили к изучению изменений нейронной активности, помимо простых изменений в скорости стрельбы, усредненных за целые эпохи. Дополнительное различие между сеансами с низкой и высокой производительностью заключалось в том, что диапазон изменений скорости стрельбы стал гораздо более стереотипным в сеансах с высокой производительностью [о чем свидетельствует гладкость кривых на гистограмме времени перистимула популяции (PSTH) на рис.3 A и B ]. Мы количественно оценили это изменение, выполнив анализ разделенных основных компонентов (dPCA), который определяет компоненты скорости стрельбы, связанные с различными аспектами задачи и стимулов (36). Подобно PCA, этот метод уменьшает размерность матрицы частоты импульсов нейронов, определяя измерения, которые отражают наибольшую вариацию в частоте импульсов нейрональной популяции в зависимости от условий. Важно отметить, что dPCA разделяет дисперсию на компоненты, которые учитывают экспериментальные параметры, которые, в нашем случае, включали время предъявления стимула, различные используемые дисплеи и категориальное решение между соответствием и несоответствием.

    Результаты этого анализа показали, что «независимые от условий» компоненты (т. Е. Компоненты, не связанные с тем, какое отображение стимула появлялось на экране или было ли испытание совпадением или несоответствием) составляли 50% от общей дисперсии скорости стрельбы в сессиях. низкой производительности и увеличивается до 64% ​​в сеансах высокой производительности (круговые диаграммы на рис. 5). Другими словами, большая часть дисперсии может быть объяснена изменениями в скорости стрельбы, которые отслеживают ход испытания во времени (например,g., нарастание в ожидании начального стимула, переходный сигнал, снижение активности в период задержки, переходный процесс сэмпла). Напротив, компоненты, представляющие стимул и смесь стимула и других параметров, уменьшились с 46% в сеансах с низкой производительностью до 32% в сеансах с высокой производительностью (рис. 5). Анализ также подтвердил, что представление переменных решения (по существу, был ли стимул совпадающим или несоответствующим в контексте нашей задачи) мало изменилось между сеансами с низкой и высокой эффективностью: 24% общей дисперсии частоты увольнений приходилось на долю решений. переменные и смеси в низкоэффективных сеансах по сравнению с 18% в высокопроизводительных сеансах.

    Рис. 5.

    dPCA анализ низкоэффективных ( слева, ) и высокопроизводительных сессий ( справа, ). Верхняя строка графиков представляет первые два независимых от условий компонента анализа dPCA, вторая строка представляет первые два компонента dPCA, связанных со стимулом, третья строка представляет первый компонент dPCA, связанный с принятием решения, а нижняя строка представляет первый стимул. / Решение смеси компонентов dPCA. Данные от двух обезьян ( n = 199 нейронов с достаточным количеством испытаний для этого анализа из низкоэффективных сеансов; n = 92 для высокопроизводительных сеансов).

    В результате неизменной динамики возбуждения в высокопроизводительных сеансах, частота срабатывания нейрона в период фиксации в высокой степени предсказывала срабатывание в течение периода задержки в высокопроизводительных сеансах и не просто отражала «исходный уровень». »Уровень активности. В качестве способа количественной оценки регулярности изменения скорости активации во времени мы провели автокорреляционный анализ, измеряя коэффициент корреляции между скоростью активации нейрона в первые 500 мс периода фиксации и последующие 500-миллисекундные интервалы (рис.3 G ). Увеличение и уменьшение скорости стрельбы было очень стереотипным, что приводило к гораздо большим положительным и отрицательным отклонениям в сессиях с высокой и низкой производительностью. Этот эффект можно также увидеть на шкале ошибок на рис. 3 E ( SI Приложение , рис. S6 H показывает сеансы, разделенные в хронологическом порядке). Стандартное отклонение частоты срабатывания периода задержки минус скорость срабатывания фиксации было значительно ниже в сеансах с высокой производительностью (σ = 3,2 пика в секунду), чем в сеансах с низкой производительностью (σ = 12.7 пиков в секунду). Обратите внимание, что изменчивость абсолютной скорости стрельбы в течение периода задержки не была заметно больше в сеансах с высокой и низкой производительностью (столбцы ошибок для сплошных линий по сравнению с пунктирными линиями на рис. 3 E ).

    Поскольку различия в паттернах возбуждения между сеансами с низкой и высокой эффективностью были очевидны в период фиксации, до появления первого отображения стимула, мы вычислили постоянную времени автокорреляции скорости возбуждения в период фиксации ( SI Приложение , рис.S9). Это мера внутренней шкалы времени нейрона, которая количественно определяет стабильность динамики срабатывания (37). Постоянная времени увеличилась с 97 мс в сеансах с низкой производительностью до 131 мс в сеансах с высокой производительностью, существенная разница (тест перестановки, P = 7,77 × 10 −5 ).

    Отношение к поведению.

    Не все изменения, которые мы выявили между сеансами с низкой и высокой производительностью, предсказывали поведение в задаче. Чтобы определить критические аспекты нейрональной активности, которые были связаны с производительностью, мы сравнили образцы активности при правильных и ошибочных испытаниях в высокопроизводительных сеансах ( SI Приложение , рис.S10 A и B ). Различия в скорости стрельбы между правильными и ошибочными испытаниями, как правило, были незначительными. В то время как огромное снижение базовой активности было очевидным в высокопроизводительных сеансах по сравнению с низкоэффективными (рис. 3), средние показатели в правильных и ошибочных испытаниях были очень похожими ( SI Приложение , рис. S10 C ) и существенной разницы не было (парный тест t , t 58 = 0,4563, P = 0,650).При всех условиях стимула испытания, когда сигнал вызывал более высокую активность, несколько чаще приводили к ошибкам (парный тест t , t 58 = 2,835, P = 6,33 × 10 −3 ). То же самое относится и к образцам презентаций ( SI Приложение , рис. S10, C ). Самым сильным показателем эффективности была регулярность хода темпов стрельбы. Коэффициент корреляции между частотой стрельбы в течение периода фиксации и любой другой временной точкой во время испытания был значительно снижен (т.е., сглаженный) в испытаниях ошибок ( SI Приложение , рис. S10 D ). Другими словами, испытания, в которых скорость стрельбы не увеличивалась или не снижалась во время испытания, с большей вероятностью привели к ошибкам. Различия между сеансами высокой и низкой производительности и попытками правильного и ошибочного анализа складывались; наиболее выраженная динамика наблюдалась при правильных испытаниях высокопроизводительных сессий и наименьшая — при испытаниях ошибок низкоэффективных ( SI Приложение , рис.S10 D F ).

    Региональная специфика изменений, связанных с эффективностью.

    Снижение активности префронтальной коры после тренировки может означать, что информация о расположении стимулов представлена ​​в активности более задних областей, как предполагают некоторые современные теории рабочей памяти (30, 38). Чтобы проверить эту идею, мы исследовали активность задней теменной коры (область 7a и латеральная интрапариетальная область), области мозга, обеспечивающей прямой афферентный вход в префронтальную кору (39).Изменения активности в задней теменной коре совпадали с изменениями в префронтальной коре. Базовая активность задней теменной коры также снижалась в сеансах с высокой производительностью по сравнению с более низкой, а инвариантная временная динамика также позволяла предсказывать правильные и ошибочные испытания ( SI Приложение , рис. S11).

    Обсуждение

    В нашем исследовании изучалась нейронная основа улучшения задачи, которая требовала от обезьян поддерживать несколько стимулов в рабочей памяти. Улучшение показателей не было совершенно монотонным по отношению к практике.Мы сосредоточились в первую очередь на сеансах, на которых обезьяны накопили опыт и получили от него пользу; однако, по сути, идентичные выводы были сделаны, когда мы разделили ежедневные занятия на основе достигнутого уровня производительности или совокупного количества тренировок. Три типа изменений были связаны с улучшением производительности рабочей памяти. Во-первых, больший процент нейронов проявлял избирательность к стимулам. Во-вторых, избирательные нейроны характеризовались пониженной частотой возбуждения. Это было видно по исходному уровню, интервалу фиксации задачи.Однако не было очевидного снижения скорости стрельбы по сравнению с исходным уровнем для периодов задержки и выборки. Комбинированный эффект увеличения числа селективных нейронов и более низкой средней скорости возбуждения привел к более распределенному представлению информации о стимулах в популяции. Снижение скорости стрельбы не было исключительным для префронтальной коры; задние теменные нейроны претерпели аналогичные изменения. В-третьих, улучшенная производительность характеризовалась более стереотипным временным ходом нейронального срабатывания, при этом большая доля дисперсии приходилась на компоненты, не зависящие от состояния.Этот эффект был предсказуем для производительности после тренировки и оказался более выраженным в префронтальной коре. Наши результаты показывают, что повышение эффективности представлений рабочей памяти зависит от более распределенного представления информации в сети нейронов, подавления фоновых уровней активности и более инвариантной временной активации.

    Эффекты от практики рабочей памяти.

    Существуют доказательства того, что тренировка может улучшить рабочую память и что повышение производительности проявляется не только для тренированных задач, но также и для задач, которые не были частью тренировки; то есть происходит переход от одной задачи к другой (5, 6, 40).Некоторые из этих результатов были оспорены, и преимущества тренировки рабочей памяти для здоровых взрослых остаются неясными (9). Тем не менее, недавние метаанализы оценили, по крайней мере, умеренное преимущество улучшения рабочей памяти (7, 8). Кроме того, есть убедительные доказательства того, что тренировка рабочей памяти полезна для клинических групп населения, включая детей с синдромом дефицита внимания / гиперактивности, пациентов с инсультом и больных шизофренией (5, 13, 41).

    Обучение может повысить эффективность управления содержимым рабочей памяти и емкостью для количества элементов, хранящихся в памяти (20).Такие стратегии, как разбиение на части, позволяют испытуемым сгруппировать несколько стимулов в меньшее количество элементов, которые можно более эффективно хранить и поддерживать в памяти (21). В случае мультистимульных визуальных дисплеев испытуемые могут группировать идентичные предметы, а не пытаться вспомнить их все по отдельности (42, 43). Известно, что такие факторы, как группировка, гештальт-принципы близости и связанности, а также конкретное расположение стимулов, дают группам стимулов, сохраняемых в памяти, преимущество над стимулами, распределенными между полями (44, 45).Даже восприятие визуальных сцен, которые присутствуют физически, основывается на извлечении сводной статистики, которая упрощает информационное содержание сложных сцен (46). В контексте задачи, которую мы обучали выполнять обезьяны, эффективности можно достичь, мысленно преобразовав отображение нескольких квадратов в мысленный «многоугольник», вместо того, чтобы сохранять в памяти каждый элемент отдельно (47). Наши результаты показывают, что такое более эффективное представление информации в памяти оказывает ощутимое влияние на нейронную активность.Скорострельность во время испытаний сильно снизилась. Изменения активности не ограничивались кодированием стимула в период предъявления стимула, а предшествовали стимулу и следовали за ним в период поддержания рабочей памяти. Исследования с использованием изображений человека дали противоречивые результаты относительно эффектов тренировки рабочей памяти (20), при этом некоторые исследования предполагают увеличение (10–15), а другие — снижение активности (16–19). Наши результаты дают более подробную картину на уровне нейронной популяции и предлагают понимание этих результатов.Мы документируем, что больше префронтальных нейронов реагировали после практики, с более низким общим уровнем базовой активности в сеансах, во время которых производительность улучшалась.

    Нейронные основы рабочей памяти и ограничение ее емкости.

    Помимо эффективности, с помощью обучения можно улучшить объем рабочей памяти. Считается, что рабочая память опосредуется постоянной активностью, генерируемой в течение интервала задержки при выполнении задач с рабочей памятью, но этот вопрос также является предметом дискуссий (28–30, 38).Хорошо известный эффект, не зависящий от постоянной активности, — это дифференциальные ответы на стимулы, которые совпадают или не соответствуют ранее предъявленным (34). В предыдущих исследованиях (48) было показано, что эти ответные / несовпадающие-дифференцирующие ответы предсказывают поведение, и мы зафиксировали тот же эффект здесь ( SI Приложение , рис. S5). Однако мы не увидели систематических изменений в способности нейронов различать совпадающие и несоответствующие стимулы в зависимости от уровня производительности ( SI Приложение , рис.S5 G и H ), и никакой больший процент дисперсии среди населения не может быть отнесен к переменным решения в высокопроизводительных сеансах (рис. 5). Следовательно, улучшение объема рабочей памяти не может быть опосредовано такими механизмами молчания.

    Напротив, постоянная активность, генерируемая в префронтальной коре, представляет информацию о стимулах, сохраняемых в памяти, позволяет прогнозировать общую производительность при выполнении задачи и может учитывать поведенческий результат припоминания (23).Модель постоянной активности пространственной рабочей памяти предполагает, что появление стимула порождает активность, которая сохраняется в течение периода задержки, но может со временем смещаться из исходного местоположения (24). Местоположение, вспоминаемое субъектом, точно определяется дрейфом активности периода задержки ( SI Приложение , рис. S1). Активность каждого из множества хранимых в памяти элементов также можно рассматривать как ударный аттрактор (26). По мере того, как в память добавляется больше элементов, общая активность популяции увеличивается до тех пор, пока емкость системы не будет превышена, постоянная активность, представляющая некоторые стимулы, затухает, и соответствующие стимулы не могут быть вызваны в конце периода задержки (26).Предыдущие нейрофизиологические исследования, изучающие активность в задачах рабочей памяти, включающих несколько стимулов, показали, что активность обычно снижается по мере добавления дополнительных стимулов в поле зрения в результате таких факторов, как латеральное торможение, и информация о стимулах, представленных в активности в период задержки, быстро насыщается ( 31, 49, 50). Наши настоящие результаты согласуются с этой интерпретацией. Здесь мы показываем, что постоянная активность, отобранная для стимулов, генерируется в задаче рабочей памяти с несколькими стимулами.После практики, которая приводит к повышению производительности, абсолютный уровень активности в период задержки снижается по сравнению с более ранним этапом; однако постоянная активность остается повышенной по сравнению с исходным уровнем. Это полезно для стабильности сети, которая требует поддержания нескольких пиков активности в разных популяциях нейронов, как предсказывают вычислительные исследования, показывающие, что уменьшение внешнего возбуждения, которое приводит к более низкой базовой линии и скорости срабатывания, вызванной стимулами, может повысить надежность сети. (26).Такая специфическая для задачи трансформация нейронной активности может также учитывать психофизические преимущества, связанные с группировкой и разбиением на части множественных стимулов (44, 45). О некотором аналогичном снижении активности также сообщалось в контексте выполнения двойных задач, требующих сохранения в рабочей памяти не только нескольких стимулов, но и нескольких задач (51).

    Последним фактором, на который повлияла тренировка, была временная динамика возбуждения нейронов. Недавно было обнаружено, что префронтальные нейроны демонстрируют сильную временную динамику, которая, однако, сосуществует со стабильным популяционным кодированием запомненного стимула, поскольку траектории активации нейрональной популяции остаются разделенными в подпространстве параметров (27).Наши результаты показывают, что уменьшение вариабельности нейрональной динамики увеличивает стабильность представления стимула в этой схеме кодирования.

    Изучение концепции перенапряжения

    Лавонн М. Адамс, PhD, RN, CCRN

    Стихийные бедствия и вспышки инфекционных заболеваний за последние несколько лет продемонстрировали важность готовности к чрезвычайным ситуациям в случае крупномасштабных событий, затрагивающих многих людей. Способность эффективно реагировать на события, вызывающие массовый приток пациентов, нарушающие повседневную работу, требует повышенной мощности.Ключевые компоненты экстренной помощи включают четыре S: «персонал», «персонал», «структура» и «системы». Как эксперты в планировании и координации ухода за пациентами, медсестры играют решающую роль в планировании действий на случай стихийных бедствий. Медсестры должны быть знакомы с концепцией увеличения пропускной способности и понимать, как она связана со здоровьем и безопасностью населения, и как она применима к их сестринской практике. В этой статье исследуется концепция резервной мощности и описывается, как резервная мощность может быть полезна в различных аспектах планирования готовности к чрезвычайным ситуациям.

    Образец цитирования: Адамс, Л. М. (31 марта 2009 г.) «Изучение концепции скачка емкости» OJIN: Интернет-журнал проблем сестринского дела ; Vol. 14 №2.

    DOI: 10.3912 / OJIN.Vol14No02PPT03

    Ключевые слова: стихийное бедствие, планирование стихийных бедствий, готовность к стихийным бедствиям, готовность к чрезвычайным ситуациям, роль медсестры в резервных мощностях, резервные мощности

    Сибирская язва. Тяжелый острый респираторный дистресс-синдром (ОРВИ). Катрина.Айк. Пандемический грипп. Все эти слова подчеркивают важность местного, регионального и национального планирования действий в чрезвычайных ситуациях. С 2001 года в Соединенных Штатах (США) активизировались усилия по чрезвычайному планированию, и различные организации представили рекомендации по планам готовности к чрезвычайным ситуациям и управлению в чрезвычайных ситуациях. Например, Совместная комиссия (TJC, 2003) сделала аварийное планирование, основанное на анализе уязвимости опасностей, обязательным. Министерство здравоохранения и социальных служб США (US DHHS, 2008), Агентство медицинских исследований и качества (AHRQ, 2005) и Центры по контролю и профилактике заболеваний (CDC, 2008) начали уделять особое внимание готовности к чрезвычайным ситуациям в своих повестки дня исследований.Министерство внутренней безопасности (DHS, 2008) профинансировало инициативы, направленные на повышение готовности к чрезвычайным ситуациям.

    Критически важным компонентом способности реагировать на крупномасштабные бедствия является резервная мощность. Эффективная готовность к чрезвычайным ситуациям в сфере здравоохранения требует планирования крупномасштабных событий, которые затрагивают многих людей. Эти события могут включать химические, биологические, радиологические или стихийные бедствия. Последствия урагана Катрина являются ярким примером крупномасштабного стихийного бедствия.Вспышки инфекционных заболеваний, таких как тяжелый острый респираторный дистресс-синдром или пандемический птичий грипп, являются еще одним примером потенциально крупномасштабных событий. Важнейшим компонентом способности реагировать на крупномасштабные бедствия является резервная мощность.

    Изучение перенапряжения — сравнительно недавняя наука, чаще всего изучаемая в областях военной и неотложной медицины, а также общественного здравоохранения. Немногие медсестры за пределами этих арен знакомы с этой концепцией; и даже в этих областях определение скачка мощности остается неуловимым.Поскольку резервная способность становится все более предметом обсуждения и исследований в области планирования стихийных бедствий и готовности к чрезвычайным ситуациям, крайне важно, чтобы медсестры понимали концепцию резервной мощности и ее значение для их практики. Один из способов добиться этого повышения осведомленности — использовать концептуальный анализ.

    Анализ концепта — это процесс, который исследует основные элементы концепции, описывает значение и использование слова или терминов, выражающих концепцию, и исследует, насколько терминология концепции похожа на родственные слова или отличается от них.Анализ понятий помогает прояснить значение понятий, чтобы последующее использование терминологии было согласованным. Этот процесс приводит к рабочему определению концепции, которое позволяет более четко определять вопросы для изучения и более легкой проверки (Walker & Avant, 2005). Целью концептуального анализа, представленного в этой статье, является помочь медсестрам понять значение и значение перенапряжения, чтобы улучшить их клиническую практику и облегчить исследования в этой области.

    Поскольку резервные возможности становятся все более предметом обсуждения и исследований в области планирования бедствий и готовности к чрезвычайным ситуациям, крайне важно, чтобы медсестры понимали эту концепцию … и ее значение для их практики. Разработка стандартизированной терминологии и постановка четких вопросов, касающихся концепции резервных мощностей, необходимы для эффективного планирования и обеспечения готовности к стихийным бедствиям. Поскольку импульсная мощность еще не была четко определена, ее изучение и измерение являются сложной задачей.В настоящее время для организации здравоохранения или региона сложно понять, что они должны делать, чтобы добиться резкого увеличения мощности для крупномасштабных событий или как планы должны быть изменены в зависимости от типа события, будь то широко распространенное инфекционное заболевание, стихийное бедствие или радиологическое событие. Оптимальные клинические исходы требуют ответов на такие вопросы. Чтобы обеспечить оптимальные результаты в плане готовности к стихийным бедствиям, необходимо эффективно задействовать резервные мощности по всему спектру здравоохранения (Barbisch & Koenig, 2006).Медсестры могут сыграть решающую роль в этих усилиях, выработав четкое понимание концепции, которая может привести как к расширению знаний медсестер посредством исследований, так и к улучшению клинических результатов за счет более эффективного планирования действий в случае бедствий на основе фактических данных.

    Уокер и Авант (2005, стр. 65) описали одну из наиболее часто используемых схем сестринского дела для анализа концепций. Эта структура предоставляет руководящие принципы, которые ценны, потому что они служат подсказками для рассмотрения концепции с разных точек зрения.

    В их структуру входят следующие процедуры:

    1. Выбор концепции
    2. Определение целей или задач анализа
    3. Обозначение всех видов использования концепции
    4. Определение определяющих атрибутов
    5. Обозначение типового корпуса
    6. Выявление пограничных, связанных, противоположных, выдуманных и незаконных дел
    7. Выявление антецедентов и последствий
    8. Определение эмпирических референтов

    Структура Уокера и Аванта направляет концептуальный анализ, описанный в этой статье.Вместо определения единственного модельного случая, как это предлагается в рамках модели Walker и Avant, автор обсудит последствия увеличения емкости для планирования действий в чрезвычайных ситуациях организациями здравоохранения и администраторами медсестер.

    Обзор литературы

    Не существует единого определения или стандарта измерения перенапряжения в сфере здравоохранения или планирования действий в случае стихийных бедствий. Поиск по ключевому слову «скачок мощности» с помощью PubMed, CINAHL, SOCIndex и PsychInfo выявил 225 статей, посвященных этой теме.Дополнительный поиск был выполнен с использованием списков литературы из статей, размещенных в поиске дополнительной мощности. Большинство статей, посвященных проблеме перенапряжения, опубликовано в журналах по неотложной медицине. Несколько статей по медсестринскому делу, в которых рассматривалась способность к перенапряжению как элемент готовности к стихийным бедствиям, были размещены в журналах, посвященных неотложной медицинской помощи (Chapman & Arbon, 2008; Jagim, 2007) и медсестринскому делу (Jakeway, LaRosa, Cary, & Schoenfisch, 2008; Kuntz, Frable, Qureshi, & Strong, 2008).

    Полезно начать исследование перенапряжения с изучения общих значений этих терминов. Интернет-словарь Вебстера (2009b) определяет всплеск как «внезапный мощный поток» или «внезапное или резкое сильное увеличение», а мощность (2009a) определяет как «способность выполнять или производить» или «максимально возможное производство».

    Не существует единого определения или стандарта измерения перенапряжения в сфере здравоохранения или планирования действий в случае стихийных бедствий. Одним из общих описаний перенапряжения является «способность справляться с внезапным, неожиданным увеличением количества пациентов, которое в противном случае серьезно затруднило бы или превысило текущие возможности системы здравоохранения» (Hick et al.2004, стр. 254). Совместная комиссия (2008 г.) определила пиковую мощность как «способность расширять возможности оказания помощи в ответ на внезапный или более продолжительный спрос» (стр. 19). Управление ресурсов и служб здравоохранения (HRSA) попыталось описать всплески мощностей с помощью числовых критериев; он определил региональный резервный потенциал как способность отсортировать, лечить или достичь 500 случаев на миллион для инфекционных заболеваний и 50 случаев на миллион для каждого из следующих инцидентов: химическая токсичность, ожоги или травмы и радиация (HRSA в Schultz & Koenig, 2006).Целевая группа по оказанию неотложной медицинской помощи пострадавшим предложила больницам, планирующим оказывать экстренную массовую реанимацию (EMCC) для полной переписи тяжелобольных пациентов, возможность утроить их обычную перепись отделений интенсивной терапии (ICU) в течение 10 дней без внешней поддержки (Рубинсон и др., 2008b).

    Пропускная способность была изучена более тщательно в отношении отделений неотложной помощи (ED) и внебольничного реагирования, чем для стационарного лечения в больнице. Этот пробел вызывает беспокойство, потому что «способность больниц принимать новых стационарных пациентов имеет решающее значение для поддержания функций неотложной помощи в случае массового несчастного случая» (Kanter & Moran, 2007, p.314). До тех пор, пока не будет доступно больше опубликованных данных о соотношении между прогнозируемыми потребностями бедствия и существующими ресурсами больниц, планирование будет затруднено (Kanter & Moran). Эта проблема начала решаться с формированием Целевой группы по оказанию неотложной медицинской помощи массовым раненым, которая должна разработать основу для оказания неотложной медицинской помощи в критических состояниях. Целевая группа — это широкая группа, состоящая из экспертов в области здравоохранения из различных областей, таких как реанимация, неотложная медицина, медицина катастроф и общественное здравоохранение, а также из различных организаций, включая Министерство здравоохранения и социальных служб. , Министерство обороны (DoD), CDC и DHS.

    Больницы любого размера и в любых условиях сталкиваются с проблемами … удовлетворять резкий рост спроса. Крупные больницы … обычно работают «на пределе своих возможностей …». Небольшие больницы … сталкиваются с ограниченными ресурсами и внешней поддержкой … Больницы любого размера и в любых условиях сталкиваются с проблемами, не способными справиться Большие больницы, особенно те, которые укрепляют системы социальной защиты населения, обычно работают «на пределе своих возможностей или почти полностью, поэтому их способность обслуживать большой приток критически важных пациентов ограничена» (Katz, Staiti, & McKenzie, 2006, p.953). Небольшие больницы, особенно в сельской местности, сталкиваются с ограниченным доступом к ресурсам и внешней поддержкой, в том числе с небольшими или отсутствующими местными отделами общественного здравоохранения, ограниченными коммуникационными технологиями, опорой на волонтеров, плохо оборудованными медицинскими транспортными единицами и большим расстоянием от других потенциальных спасателей или вспомогательные ресурсы (Manley et al., 2006, стр. 80).

    Пропускная способность рассматривается в нескольких научных или концептуальных статьях, которые были опубликованы в основном в журналах по неотложной медицине.Барбиш и Кениг (2006) описали основные элементы перенапряжения. Bonnett et al. (2007) предложили концептуальную основу для лучшего понимания перенапряжения. Филлипс (2006) сообщил об исследовании, проведенном при поддержке AHRQ. Эксперты на медицинской конференции по проблеме перенапряжения встретились на секционном заседании, чтобы определить приоритетные темы исследований; результаты этого сеанса были опубликованы Ротманом, Хсу, Каном и Келеном (2006). Целевая группа по оказанию неотложной помощи массовым пострадавшим подготовила несколько отчетов, посвященных текущим возможностям оказания помощи тяжелобольным во время стихийных бедствий и факторам, влияющим на эти возможности (Christian, Devereaux, Dichter, Gerling, & Rubinson, 2008; Rubinson et al., 2008a; Rubinson et al., 2008b). В концептуальном анализе готовности к чрезвычайным ситуациям Слепски (2005) отстаивал необходимость «разработки систем показателей для измерения мощности и производительности» (стр. 427).

    Компоненты перенапряжения

    … существует общее согласие по ключевым компонентам [резервной мощности], которые называются … «персонал», «персонал», «структура» и «системы». … Системам уделяется меньше всего внимания все «S» … Хотя не существует единого определения или стандарта измерения для перенапряжения, существует общее согласие по его ключевым компонентам, которые называются «4 S»: «персонал», «персонал», «структура». , »И« системы.«Персонал относится к персоналу, персонал состоит из материалов и оборудования, структура относится к помещениям, а системы включают интегрированные политики и процессы управления» (Barbisch & Koenig, 2006; Phillips, 2006; Schultz & Koenig, 2006). Эти ключевые компоненты можно описать как «определяющие атрибуты», которые представляют собой кластер атрибутов, наиболее часто связанных с концепцией (Walker & Avant, 2005).

    В мире здравоохранения под персоналом понимается медицинский персонал, такой как медсестры, врачи, фармацевты, респираторные терапевты и техники.Под персоналом также понимается множество другого персонала, необходимого для функционирования данного медицинского учреждения или организации, например, канцелярский вспомогательный персонал, специалисты по безопасности и специалисты по физическому оборудованию.

    Медицинский персонал включает в себя оборудование длительного пользования, такое как кардиомониторы, дефибрилляторы, внутривенные (IV) помпы, вентиляторы, глюкометры, инвалидные коляски и кровати. К материалам также относятся расходные материалы, такие как лекарства, кислород, стерильные повязки, жидкости для внутривенного введения, катетеры для внутривенного введения, шприцы, нити и средства индивидуальной защиты.

    Больницы — это первые структуры, которые приходят на ум в сфере здравоохранения, хотя учреждения расширенного медицинского обслуживания, общинные медицинские центры, лаборатории и департаменты общественного здравоохранения также включают структурный компонент резервной мощности. Больницы — это первые структуры, которые приходят на ум в сфере здравоохранения, хотя учреждения расширенного медицинского обслуживания, общественные медицинские центры, лаборатории и департаменты общественного здравоохранения также включают структурный компонент резервной мощности. Более полное представление о структуре также будет включать «здания возможностей», которые предпочтительно будут вмещать более 1000 человек.К таким зданиям относятся отели, конференц-центры и спортзалы (Barbisch & Koenig, 2006, p. 1000).

    Системы

    для медицинских организаций включают интегрированные политики и процедуры, которые связывают отделы в медицинском учреждении. Кроме того, системы могут относиться к политикам и процедурам, которые могут связывать медицинское учреждение с другими аспектами здравоохранения, такими как внебольничная служба экстренной медицинской помощи (EMS), медицинское обслуживание на дому и кабинеты врачей. Совместная комиссия рекомендовала сотрудничать с общественными организациями для увеличения резервных мощностей в случае бедствия.Это потребует расширения систем, чтобы включить в них соглашения о сотрудничестве, разработанные с организациями здравоохранения и местными добровольными организациями, активно участвующими в стихийных бедствиях (VOAD). Системам уделяется меньше всего внимания из всех «S», и фактически, это «S» иногда не включается в список, оставляя «3 S»: персонал, персонал и структура.

    Индикаторы потребности в перенапряжениях

    «Событие, генерирующее скачок напряжения» должно произойти до того, как можно будет фактически проверить пропускную способность…События, генерирующие выбросы, могут быть ограниченными или основанными на популяции. События, генерирующие выбросы, могут быть локализованными или основанными на совокупности. «Событие, генерирующее скачок напряжения», должно произойти до того, как можно будет фактически проверить пропускную способность. События, такие как стихийные бедствия или другие чрезвычайные ситуации, можно описать как «предшествующие события» (Walker & Avant, 2005). События, генерирующие выбросы, могут быть локализованными или основанными на популяции. Контролируемое событие имеет четко выраженную географическую направленность, даже если фокус очень велик. Место происшествия является неотъемлемой частью локализованного события.Событие, связанное с популяцией, не имеет географического определения и может передаваться инфекционным путем.

    Тип события, вызывающего скачок напряжения, будет играть важную роль в том, как будет развиваться скачок мощности. В зависимости от потребности, импульсная способность может быть развита с нескольких точек зрения, включая внутреннюю, внешнюю или связанную с эвакуацией. Внутренняя импульсная способность учитывает местные ресурсы и стратегии, которые медицинские учреждения и сообщества, находящиеся в зоне бедствия, могут реализовать для расширения операций (Bonnett et al., 2007). Внешний потенциал перенапряжения может включать стратегии, которые включают доставку внешней помощи в пострадавший район и эвакуацию выживших в незатронутые районы (Bonnett et al.). Пропускная способность эвакуированных создается с точки зрения незатронутой территории. При планировании с этой точки зрения учитывается способность сообщества использовать различные ресурсы, включая транспорт, жилье, питание и здравоохранение. Цель планирования с этой точки зрения — распределить эвакуированных таким образом, чтобы можно было поддерживать относительно нормальную работу (Bonnett et al.). Такой подход может иметь решающее значение для предотвращения перехода к EMCC.

    Что не является импульсной емкостью

    Пропускная способность не является отдельной составляющей; это не статично; и это не стандартные повседневные операции. Иногда легче описать, чем не является перенапряжение, чем определить, что это такое. Пропускная способность — это не единичный компонент; это не статично; и это не стандартные повседневные операции. Когда мы обсуждаем эти примеры того, чем не является перенапряжение, мы часто описываем пограничные случаи или противоположные случаи.Пограничный случай — это случай, в котором присутствуют некоторые, но не все, ключевые компоненты или предшественники скачка пропускной способности (Walker & Avant, 2005). Противоположный случай — это пример, который действительно не иллюстрирует концепцию перенапряжения (Walker & Avant). Пограничные случаи, динамический характер скачка пропускной способности и противоположные случаи будут рассмотрены ниже.

    Пограничные случаи перенапряжения являются результатом рассмотрения меньшего числа определяющих атрибутов перенапряжения, чем каждый из определяющих атрибутов. Часто пограничные случаи возникают в результате рассмотрения только одного компонента перенапряжения.Важно помнить, что импульсная способность — это не просто один компонент. В условиях больницы увеличение емкости часто измеряется с помощью показателей занятости стационарных пациентов и количества пустых коек, которые могут быть немедленно доступны в экстренных случаях (DeLia, 2006; Taylor, 2003). Хотя статистические данные о больничных койках легко доступны и легко рассчитываются, они не принимают во внимание ежедневные изменения переписи или изменения наличия коек в течение года. Несоблюдение этих различий может привести к неточной картине реальной повседневной доступности коек.Кроме того, это измерение слишком упрощено, потому что оно ограничено одним аспектом перенапряжения. Он не принимает во внимание медицинский персонал, который потребуется для оказания помощи пациентам, размещаемым на койках; он также не принимает во внимание наличие таких материалов, как лекарства, кислородные трубки и внутривенные катетеры, необходимые для ухода за пациентами.

    Пропускная способность … состоит из нескольких компонентов, и каждый … может варьироваться по-разному в разное время.По мере того, как меняются потребности … меняются и возможности организации. Пропускная способность не статична. Скорее он состоит из нескольких компонентов, и каждый из этих компонентов может отличаться по-разному в разное время. По мере того, как меняются требования к отдельным компонентам, меняется и рост производственных мощностей организации. Например, больница, которая обычно работает при полной переписи населения и ежедневно обслуживает 180 человек в своем отделении неотложной помощи, может принять еще 150 человек после крушения поезда, вызвавшего выброс токсичного газа.Может потребоваться госпитализация не менее 100 человек из-за респираторных осложнений. Все они требуют кардиологического мониторинга; но все койки телеметрии в больнице заполнены. Эта больница может иметь достаточную емкость для перенапряжения для большинства стихийных бедствий, но может не иметь возможности справиться с этой очень конкретной катастрофой. Структура больницы и компоненты персонала, обеспечивающие максимальную пропускную способность, изменены уникальными потребностями стихийного бедствия в сочетании с повседневными обычаями.

    Пропускная способность не является стандартной ежедневной работой.Некоторые авторы (Asplin, Flottemesch, & Gordon, 2006; Jenkins, O’Connor, & Cone, 2006; McCarthy, Aronsky, & Kelen, 2006) ссылаются на «ежедневный всплеск» при описании всплесков количества пациентов во время рутинных операций. Другие авторы (Bonnett et al., 2007) подчеркивают, что если стандартные операции … если стандартные операции могут разрешить ситуацию, это не настоящий всплеск. Использование одного и того же термина как для повседневных операций, так и для операций в случае стихийных бедствий приводит к путанице. Ситуация может быть исправлена ​​с помощью различных подходов, но на самом деле это не всплеск.Использование одного и того же термина как для повседневных операций, так и для операций в случае стихийных бедствий приводит к путанице. Bonnett et al. укажите, что «система либо работает в обычном режиме, либо нет» (стр. 300). Рубинсон и др. (2008b) делают то же самое в отношении интенсивной терапии, указывая, что EMCC — это отход от повседневной функции и должен использоваться только тогда, когда количество пациентов в критическом состоянии превышает возможности обычной системы.

    Кроме того, в последнее время внимание было сосредоточено на необходимости принятия измененных стандартов оказания помощи при реагировании на стихийные бедствия (AHRQ, 2005; DoD, 2008).Перед медицинским персоналом, ответственным за планирование действий в чрезвычайных ситуациях, теперь стоит задача найти различные способы распределения ограниченных ресурсов при оказании помощи большому количеству пострадавших (AHRQ, 2005; DoD, 2008). В таком случае достаточность заботы становится ожиданием; достаточный уход — это тот уход, который предоставляется для удовлетворения насущных потребностей людей, но не обязательно отвечает стандартным или идеальным потребностям в уходе. Когда стихийное бедствие требует, чтобы система здравоохранения перешагнула порог предоставления стандартной помощи в среду достаточного ухода, становится возможным всплеск (Bonnett et al.).

    Связанные понятия

    Существует ряд связанных понятий, некоторые из которых использовались взаимозаменяемо с термином перенапряжение. Связанные случаи или концепции аналогичны перенапряжениям, но в некоторой степени отличаются (Walker & Avant, 2005).

    Готовность к чрезвычайным ситуациям является примером связанной концепции. Недавно предложенное определение аварийной готовности — это «всеобъемлющие знания, навыки, способности и действия, необходимые для подготовки и реагирования на угрожающие, фактические или предполагаемые химические, биологические, радиологические, ядерные или взрывные инциденты, антропогенные инциденты, стихийные бедствия». , или другие связанные события »(Slepski, 2005, с.426). Пропускная способность явно играет решающую роль в готовности к чрезвычайным ситуациям, но это определение конкретно не рассматривается и не иллюстрируется.

    Другие примеры связанных понятий включают в себя различные фразы, которые включают слово всплеск . Они включают готовность к перенапряжению, защиту от перенапряжения и возможность перенапряжения. Готовность к перенапряжению иногда использовалась как синоним мощности перенапряжения (Taylor, 2003). Защита от перенапряжения — это «способность расширять возможности [системы] для сортировки или лечения большего числа пациентов в условиях, когда персонал затруднен» (Taylor, p.92). Возможности всплеска — это концепция, которая лучше всего описывает специализированные ресурсы или навыки, необходимые для удовлетворения особых потребностей конкретных групп населения (Bonnett et al., 2007). Примеры могут включать людей, которым требуется диализ или искусственная вентиляция легких.

    Предлагаемое определение перенапряжения

    На основании предыдущего анализа импульсная мощность может быть описана следующим образом:

    Способность получить соответствующий персонал, материалы и оборудование, конструкции и системы для оказания достаточной помощи для удовлетворения неотложных потребностей большого количества пациентов после крупномасштабного инцидента или стихийного бедствия.

    Это определение необходимо дополнительно уточнить в зависимости от типа события, вызывающего всплеск, и с точки зрения, с которой оно рассматривается: внутреннего, внешнего или связанного с эвакуацией. Дальнейшее изучение этих областей может быть полезным для установления более конкретных измерений перенапряжения.

    Последствия для планирования стихийных бедствий в системе здравоохранения

    Медицинский персонал … теперь должен найти различные способы распределения ограниченных ресурсов при оказании помощи большому количеству раненых…Планы, которые собирают пыль на полке и понятны лишь немногим ключевым сотрудникам, мало пригодятся в … настоящей катастрофе. Чтобы планы действий в случае стихийных бедствий были эффективными, они должны быть динамичными, а также должны быть общедоступными для персонала. Планы, которые собирают пыль на полке и понятны лишь немногим ключевым сотрудникам, будут малоэффективны в случае реальной катастрофы. Медсестры должны прилагать все усилия, чтобы быть полностью проинформированными о плане действий в случае стихийных бедствий своей организации, и выступать за проведение учений по ликвидации последствий стихийных бедствий, в которых задействован весь персонал, работающий в разные смены.

    Медсестрам, участвующим в планировании действий в чрезвычайных ситуациях, следует избегать простого составления статических списков ресурсов. Независимо от того, содержат ли списки персонал, предметы снабжения или дополнительные помещения, доступные для оказания неотложной помощи, существует тенденция предполагать, что персонал будет реагировать, когда их вызовут, предметы снабжения будут на месте всякий раз, когда они понадобятся, и наиболее желательное создание возможностей будет незанятым. Эти предположения часто ошибочны, даже в случае бедствий небольшого или умеренного масштаба. Чтобы не оказаться неподготовленными к стихийным бедствиям, медсестрам следует предвидеть необходимость творческого планирования 4-х факторов увеличения пропускной способности.

    Планирование персонала

    … совместное укомплектование персоналом [и] перекрестное обучение [могут] максимально увеличить количество имеющегося обученного персонала … Все медсестры должны разработать личный план действий на случай бедствия, чтобы быть частью решения кадровых потребностей в случае бедствия. Помимо вызова сотрудников и изменения графика работы сотрудников, важно будет получить дополнительную кадровую поддержку от других организаций (Christian et al., 2008). Примеры включают экстренные системы предварительной регистрации добровольцев-медиков (ESAR VHP), Медицинский резервный корпус (MRC), Американский Красный Крест, департаменты общественного здравоохранения и / или школы.Дополнительную поддержку могут оказать члены религиозного сообщества и добровольные организации, активно участвующие в стихийных бедствиях (VOAD) (Cantrill, Bonnett, Hanfling, & Pons, 2007; Hick et al., 2007; Katz et al., 2006; Koenig, 2007). Медицинские учреждения могут пожелать рассмотреть возможность совместного укомплектования специализированным персоналом с другими больницами или медицинскими организациями (Rubinson et al., 2008b). Перекрестное обучение может максимально увеличить количество доступного обученного персонала, особенно в случае крупномасштабного бедствия. Медсестры должны знать о препятствиях, которые могут повлиять на желание и способность персонала явиться на работу после стихийного бедствия (Qureshi et al., 2005). Сестринским администраторам, менеджерам и руководителям групп следует рассмотреть способы устранения препятствий на пути к адекватному укомплектованию персоналом внутри организации или сотрудничать с другими организациями, которые могут помочь устранить эти препятствия (Christian et al., 2008; Qureshi et al., 2005). Все медсестры должны разработать личный план действий в случае бедствия, чтобы быть частью решения кадровых вопросов в случае бедствия (Adams, 2009; Phillips & Knebel, 2007).

    Планирование поставок и оборудования (материалов)

    Медперсонал должен быть готов к эффективному функционированию в ситуациях, требующих изменения стандартов ухода… [и уметь] измерять артериальное давление вручную, измерять температуру без электронных термометров и вводить капельницы с помощью гравитационной инфузии. Медперсонал должен быть готов к эффективному функционированию в ситуациях, требующих изменения стандартов ухода. Клинические педагоги должны убедиться, что персонал может измерять артериальное давление вручную, измерять температуру без электронных термометров и вводить капельницы посредством гравитационной инфузии. Для того чтобы персонал мог это сделать, предприятиям потребуется дополнительное оборудование, такое как сфигмоманометры, термометры с батарейным питанием и микрокапельные трубки.Персонал также должен будет подумать о том, как повторно использовать одноразовое оборудование, такое как перчатки, халаты и маски (Rubinson et al., 2008a). Во время стихийного бедствия медицинский персонал должен будет распределять кровати, аппараты ИВЛ и другие принадлежности в соответствии с целью спасти как можно больше жизней (AHRQ, 2005). Администраторам медсестер, возможно, потребуется спланировать средства для обеспечения мест альтернативного ухода кислородом, оборудованием для тестирования в местах оказания помощи, ходунками, инвалидными колясками, средствами индивидуальной защиты и другими принадлежностями.Будет важно обеспечить наличие цепочки поставок, особенно для фармацевтических препаратов (Cantrill et al., 2007; Christian et al., 2008). Это будет включать не только создание альтернативных источников для лекарств и потенциальное накопление запасов, но также может включать извлечение лекарств из электронной системы, такой как система Pyxis, в случае отключения электроэнергии и поиск альтернативных мест хранения контролируемых веществ.

    Планирование структуры

    Медсестры, выполняющие административные или управленческие роли, должны рассмотреть альтернативные варианты использования имеющихся возможностей, которые могут быть адаптированы в хирургические больницы из-за их размера или близости к медицинскому центру (Cantrill et al., 2007). Примеры включают местные развлекательные центры, церкви, общественные центры, школы, спортивные сооружения и отели. Медсестры, руководители групп и супервизоры должны знать о пациентах, которых можно выписать или перевести в другие отделения для освобождения коек. Менеджеры должны знать о дополнительных внутрисетевых объектах, таких как подострые отделения и учреждения с квалифицированным медперсоналом (Hick et al., 2004; Phillips, 2006). Администраторы должны планировать развитие партнерских отношений с близлежащими организациями, такими как общественные центры, гостиницы или школы (Cantrill et al., 2007; Hick et al., 2007). Будет важно рассмотреть возможность использования мобильных и переносных учреждений, хотя эксперты прогнозируют, что большинство пунктов альтернативной медицинской помощи будут открытыми из-за потенциальных проблем, связанных с укомплектованием персоналом и / или обеспечением других пунктов альтернативной помощи (Cantrill et al., 2007).

    Планирование систем

    Эффективное системное планирование будет учитывать внутренние и внешние коммуникационные процессы. Когда системы связи выходят из строя из-за перебоев в подаче электроэнергии, перегрузки цепи или потерь вышек сотовой связи, крайне важно иметь альтернативные планы (Cantrill et al., 2007). Медсестры должны быть знакомы с планами коммуникации, чтобы при необходимости они могли эффективно общаться с внешними организациями, такими как скорая помощь, дома престарелых и официальные органы здравоохранения. Они также должны быть знакомы с альтернативными устройствами связи в учреждении, такими как двусторонняя радиосвязь (Международная коалиция медсестер по обучению массовых травм, 2003 г.). Основные вопросы, на которые необходимо ответить при любой катастрофе, включают:

    • Когда стандартные операции перегружены?
    • Когда уместно изменить стандарты ухода?
    • Когда поставщикам услуг необходимо стремиться к обеспечению достаточного ухода, а не стандартного или идеального ухода?

    Поскольку эти вопросы задаются и получают ответы, очень важно знать, кто несет ответственность за принятие этих решений и передачу ответов как персоналу, так и сообществу (Hick et al., 2007; Jakeway et al., 2008).

    Эффективное системное планирование поддерживает развитие способности принимать решения … Бедствия не всегда случаются в течение стандартной рабочей недели или дня; они часто возникают в нерабочие, выходные и праздничные дни. Медицинским учреждениям крайне важно быть готовыми … когда обычный персонал для ведения критического события недоступен. Эффективное системное планирование поддерживает развитие способности принимать решения. Это включает в себя наличие эффективных процессов принятия решений с подготовкой нескольких сотрудников и полномочиями для принятия ключевых решений по мере необходимости (Hick et al., 2007). Бедствия не всегда случаются в течение стандартной рабочей недели или дня; они часто возникают в нерабочие, выходные и праздничные дни. Медицинским учреждениям крайне важно быть готовыми к событиям, когда обычный персонал для ведения критического события недоступен. Реалистичные учения по ликвидации последствий стихийных бедствий должны происходить в режиме реального времени без предупреждения; они должны привлекать самых разных сотрудников (Bergin & Khosa, 2007). Очень важно проводить аварийные тренировки во время работы в нерабочие дни, а также в выходные и праздничные дни, чтобы полностью протестировать систему.

    Еще одним элементом системного планирования являются отношения медицинского учреждения с окружающим сообществом и регионом. Отношения взаимопомощи могут потребоваться внутри сообщества, региона и государства (Rubinson et al., 2008b). Руководители медсестер и менеджеры должны ожидать участия в переговорах о таких отношениях. Медсестры на всех уровнях организации здравоохранения будут играть роль в налаживании отношений.

    Заключение

    Пропаганда эффективного планирования действий на случай чрезвычайных ситуаций с максимальным увеличением резервных мощностей является логическим продолжением роли медсестры как защитника интересов пациентов.Последние несколько лет показали, что готовность к чрезвычайным ситуациям необходима для реагирования на различные опасности. Часть способности реагировать на стихийные бедствия и другие чрезвычайные ситуации включает в себя резервные мощности. Пропускная способность имеет отношение к роли медсестры в различных условиях, и медсестры должны знать эту концепцию и то, как она связана с здоровьем и безопасностью сообщества. Будучи экспертами в планировании и координации ухода за пациентами, медсестры должны сыграть решающую роль в разработке эффективных планов действий в случае стихийных бедствий в своих организациях.Пропаганда эффективного планирования действий на случай чрезвычайных ситуаций, максимально увеличивающего резервные возможности, является логическим продолжением роли медсестры как защитника интересов пациентов. Поэтому медсестры должны принимать активное участие в изучении и планировании увеличения пропускной способности, поскольку это становится темой более широкого обсуждения и исследований.

    Благодарности:
    Эта рукопись была разработана в рамках проекта, частично финансируемого исследовательской премией Альмы и Роберта Д. Мортона (2007–2008 гг.). Автор благодарит Орфеулию Дэвис, Р.Н. за помощь в поиске литературы для этой рукописи.

    Лавонн М. Адамс, PhD, RN, CCRN
    Эл. Почта: [email protected]

    Лавонн М. Адамс, PhD, RN, CCRN, доцент Колледжа медсестер и медицинских наук Харриса Техасского христианского университета. С 2006 по 2008 год она работала председателем волонтерских организаций округа Таррант, активно участвующих в стихийных бедствиях (VOAD), с 2005 года — волонтером службы здравоохранения при стихийных бедствиях Американского Красного Креста, а также представителем адвентистской общественной службы реагирования на стихийные бедствия (ACS-DR) в Тарранте Округ VOAD с 2004 года, волонтер и тренер ACS-DR с 2003 года.Клинический опыт доктора Адамс включает в себя реанимацию и неотложную медицинскую помощь, и она продолжает работать инструктором по BLS и ACLS. Она имеет степень в области лидерства в Университете Эндрюса (штат Мичиган), степень магистра сестринского дела в Колледже медицинских искусств Кеттеринга (штат Огайо), степень бакалавра медицинских наук в Государственном университете Райта (штат Огайо) и степень магистра медсестер в Университете Эндрюса.

    Адамс, Л.М. (2009). Готовность к скачку напряжения. Старшая медсестра, 7, 8-10.

    Агентство медицинских исследований и качества.(2005). Изменены стандарты оказания помощи при массовых травмах. Подготовлено Health Systems Research Inc. по контракту № 290-04-0010. Публикация AHRQ № 05-0043. Роквилл, Мэриленд: AHRQ.

    Асплин, Б.Р., Флоттемеш, Т.Дж., и Гордон, Б.Д. (2006). Разработка моделей для исследования потока пациентов и суточной пропускной способности. Academic Emergency Medicine, 13, 1109-1113.

    Barbisch, D.F., & Koenig, K.L. (2006). Понимание перенапряжения: основные элементы. Academic Emergency Medicine, 13 , 1098-1102.

    Бергин А. и Хоса Р. (2007). Мы готовы? Готовность здравоохранения к катастрофическому терроризму. Австралийский институт стратегической политики. Получено 4 ноября 2008 г. с сайта www.aspi.org.au/publications/publication_details.aspx?contentID=121.

    Боннетт, С.Дж., Пири, Б.Н., Кантрилл, С.В., Понс, П.Т., Хаукоос, Дж. С., Маквани, К. и другие. (2007). Пиковая мощность: предлагаемая концептуальная основа. Американский журнал экстренной медицины, 25, 297-306.

    Кантрилл, С., Боннетт К., Хэнфлинг Д. и Понс П. (2007). Сайты альтернативного ухода. В Филлипс, С.Дж., Кнебель, А. (ред.) (2007). Массовая медицинская помощь при ограниченных ресурсах: руководство по планированию сообщества. (публикация AHRQ № 07-0001, стр. 75-99). Роквилл, Мэриленд: Агентство медицинских исследований и качества.

    Центры по контролю и профилактике заболеваний. (2008). Готовность к чрезвычайным ситуациям и реагирование на них . Получено 6 января 2009 г. с сайта http://emergency.cdc.gov/planning/.

    Чепмен, К., & Арбон, П. (2008). Медсестры готовы? Готовность к стихийным бедствиям в острой обстановке. Australasian Emergency Nursing Journal, 11, 135-144.

    Кристиан, доктор медицины, Деверо, А.В., Дихтер, Дж. Р., Гейлинг, Дж. А., и Рубинсон, Л. (2008). Окончательная помощь тяжелобольным во время стихийного бедствия: текущие возможности и ограничения. СУНДУК , 133 (дополнение) , 8С-17С.

    Делия, Д. (2006). Ежегодная статистика койко-мест дает неверную картину увеличения пропускной способности больниц. Annals of Emergency Medicine, 48, 384-388.

    Министерство обороны. (1 сентября 2008 г.). Политика Министерства обороны в отношении приоритетности оказания медицинской помощи во время пандемий и других чрезвычайных ситуаций в области общественного здравоохранения национального значения. Политика HA 08-010. Вашингтон, округ Колумбия: Автор. Получено 6 октября 2008 г. с веб-сайта www.health.mil/content/docs/pdfs/policies/2008/08-010.pdf.

    Департамент здравоохранения и социальных служб. (2008). Программа готовности больниц .Получено 12 января 2009 г. с веб-сайта www.hhs.gov/aspr/opeo/hpp/.

    Департамент внутренней безопасности. (2008). Национальный план защиты инфраструктуры. Получено 6 января 2009 г. с веб-сайта www.dhs.gov/xprevprot/programs/editorial_0827.shtm

    .

    Хик, Дж. Л., Келен, Г., О’Лафлин, Д., Рубинсон, Л., Уолдхорн, Р., и Уэлен, Д. П. (2007). Больница / неотложная помощь. В Филлипс, С.Дж., Кнебель, А. (ред.) (2007). Массовая медицинская помощь при ограниченных ресурсах: руководство по планированию сообщества. (Публикация AHRQ No.07-0001, стр. 53-74). Роквилл, Мэриленд: Агентство медицинских исследований и качества.

    Hick, J.L., Hanfling, D.G., Burstein, J.L., DeAttley, C., Barbisch, D., Bogdan, G.M., et al. (2004). Стратегии медицинского учреждения и сообщества для увеличения возможностей оказания помощи пациентам. Annals of Emergency Medicine, 44, 253-261.

    Международная коалиция медсестер по обучению массовым травмам. (2003). Образовательные компетенции для дипломированных медсестер начального уровня, связанные с массовыми несчастными случаями. Получено 16 декабря 2008 г. с сайта www.nursing / vanderbilt.edu / incmce / comptencies.html.

    Ягим, М. (2007). Реагирование на чрезвычайные ситуации: Строительство инфраструктуры. Journal of Emergency Nursing, 33, 567-570.

    Джейкуэй, К., ЛаРоса, Г., Кэри, А., и Шонфиш, С. (2008). Роль медицинских сестер в обеспечении готовности к чрезвычайным ситуациям и реагирования на них: документ с изложением позиции Ассоциации государственных и территориальных директоров по сестринскому делу. Медсестра общественного здравоохранения, 25, 353-361.

    Дженкинс, Дж. Л., О’Коннор, Р. Э., и Кон, округ Колумбия (2006). Отличие крупномасштабного всплеска от ежедневного всплеска. Academic Emergency Medicine, 13, 1169-1172.

    Кантер Р.К. и Моран Дж.Р. (2007). Пропускная способность больниц экстренной помощи: эмпирическое исследование штата Нью-Йорк. Annals of Emergency Medicine, 50, 314-319.

    Кац, А., Стаити, А.Б., и Маккензи, К.Л. (2006). Подготовка к неизвестному, реагирование на известное: готовность сообществ и общественного здравоохранения. Департамент здравоохранения, 25, 946-957.

    Кениг, Х.Г. (2007). Система экстренного реагирования в США. Южный медицинский журнал, 100 , 924-925.

    Кунц, С.В., Фрэбл, П., Куреши, К., & Стронг, Л.Л. (2008). Ассоциация преподавателей медицинских сестер в общинах: информационный документ о готовности к стихийным бедствиям для преподавателей медицинских сестер на уровне общины / общественного здравоохранения. Медсестра общественного здравоохранения, 25, 362-369.

    Мэнли, У.Г., Ферби, П.М., Кобен, Дж. Х., Смит, С.К., Саммерс, Д.Э., Альтхаус, Р.С., и др. (2006). Реалии готовности к стихийным бедствиям в сельских больницах. Управление стихийными бедствиями и реагирование, 4, 80-87.

    Маккарти, М.Л., Аронски, Д., и Келен, Г.Д. (2006). Измерение ежедневного всплеска и его значение для готовности к стихийным бедствиям. Academic Emergency Medicine, 13, 1138-1141.

    Филлипс, С. (2006). Текущее состояние исследований пульсации. Academic Emergency Medicine, 13 , 1103-416.

    Филлипс, С.Дж. И Кнебель А. (ред.) (2007). Массовая медицинская помощь при ограниченных ресурсах: руководство по планированию сообщества. (публикация AHRQ № 07-0001). Роквилл, Мэриленд: Агентство медицинских исследований и качества.

    Куреши К., Гершон Р. Р. М., Шерман М. Ф., Штрауб Т., Гебби Э., МакКоллум М. и др. (2005). Способность и готовность медицинских работников нести службу во время катастрофических бедствий. Журнал городского здоровья: бюллетень Нью-Йоркской медицинской академии, 82, 378-388.

    Ротман, Р.Э., Сюй, Э.Б., Кан, К.А., и Келен, Г.Д. (2006). Приоритеты исследований для увеличения емкости. Academic Emergency Medicine, 13, 1160-1168.

    Рубинсон, Л., Хик, Дж. Л., Кертис, Дж. Р., Брэнсон, Р. Д., Бернс, С., Кристиан, М. Д. и др. (2008a). Окончательный уход за тяжелобольными во время стихийного бедствия: медицинские ресурсы для перенапряжения. СУНДУК, 133 (Приложение), 32С-50С.

    Рубинсон, Л., Хик, Дж. Л., Ханфлинг, Д. Г., Деверо, А.В., Дихтер, Дж. Р., Кристиан, М. Д. и др. (2008b). Полноценная помощь тяжелобольным во время стихийного бедствия: основа для оптимизации резервных возможностей для оказания неотложной помощи. СУНДУК, 133, 18С-31С.

    Schultz, C.H., & Koenig, K.L. (2006). Состояние исследований в области перенапряжения больниц с тяжелыми последствиями. Academic Emergency Medicine, 13, 1153-1156.

    Слепски, Л.А. (2005). Готовность к чрезвычайным ситуациям: разработка концепции сестринской практики. Nursing Clinics of North America, 40, 419-430.

    Тейлор, C.W. (2003). Пропускная способность: подготовка вашей системы здравоохранения. Скорая медицинская помощь, 32 , 91-92.

    Совместная комиссия. (2003, март). Здравоохранение на перепутье: стратегии создания и поддержки систем готовности к чрезвычайным ситуациям в масштабах всего сообщества. Получено 6 января 2009 г. с сайта www.jointcommission.org/NR/rdonlyres/9C8DE572-5D7A-4F28-AB84-3741EC82AF98/0/emergency_preparedness.pdf.

    Совместная комиссия. (2008). Программа аккредитации Объединенной комиссии: Управление неотложной медицинской помощью в больницах .Получено 6 января 2009 г. с сайта www.jointcommission.org/NR/rdonlyres/DCA586BD-1915-49AD-AC6E-C88F6AEA706D/0/HAP_EM.pdf

    .

    Walker, L.O., & Avant, K.C. (2005). Стратегии построения теории (4 th ed .). Река Аппер Сэдл, Нью-Джерси: Пирсон / Прентис-Холл.

    Интернет-словарь Вебстера (2009a). Определения: Вместимость . Получено 6 января 2009 г. с сайта www.websters-online-dictionary.org/definition/capacity.

    Интернет-словарь Вебстера (2009b). Определения: Скачок . Получено 6 января 2009 г. с сайта www.websters-online-dictionary.org/definition/surge.


    © 2009 OJIN: Интернет-журнал проблем сестринского дела
    Статья опубликована 31 марта 2009 г.


    Статьи по теме

    • Будьте в безопасности, будьте готовы: система экстренной помощи для предварительной регистрации добровольцев-медиков, участвующих в реагировании на стихийные бедствия
      Шерил А. Петерсон, MSN, RN (30 сентября 2006 г.)
    • Кто появится? Оценка способности и готовности основного медицинского персонала сообщать о работе в случае стихийного бедствия
      Lavonne M.Адамс, PhD, RN, CCRN; Девон Берри, PhD, RN (26 марта 2012 г.)
    • Предлагаемая модель для оказания медицинской помощи в случае стихийных бедствий военнослужащих
      Кристин А. Винд, PhD, RN, CNAA (30 сентября 2006 г.)
    • Питание и готовность к бедствиям: внимание к уязвимости, строительство Вместимость
      Мэрион Э. Райт, бакалавр, магистр, доктор философии, RN, RM, RHV; Майя Весала-Хусеманн, магистр, RN, RHV, QNT (30 сентября 2006 г.)
    • Международная подготовка медсестер к планированию и реагированию на чрезвычайные ситуации
      Элизабет Вайнер, PhD, RN, Британская Колумбия, FAAN (30 сентября 2006 г.)
    • Исторический вызов : Медсестры и скорая помощь
      Kristine M Gebbie, DrPH, RN, Kristine A.Куреши, DNSc, RN (30 сентября 2006 г.)
    • Готовность к стихийным бедствиям: партнерство сообщества и университета
      Lavonne M. Adams, PhD, RN, CCRN; Шарон Б. Канклини, MS, RN, FCN (29 августа 2008 г.)
    • Техногенные катастрофы: исторический обзор терроризма и его последствий для будущего
      Кэтрин Уилсон Кокс, RN, доктор философии, CCRN, CEN, CCNS (январь 31 августа 2008 г.)

    определение емкости по The Free Dictionary

    Другой вид качества — это качество, благодаря которому мы, например, называем мужчин хорошими боксерами или бегунами, здоровыми или болезненными: фактически оно включает в себя все те термины, которые относятся к врожденным способностям или недееспособности.Геометрические детали. Расчет емкости воздушного шара………………………. люди Америки; с основополагающими принципами Революции; или с той благородной решимостью, которая одушевляет каждого поборника свободы, поставить все наши политические эксперименты на способность человечества к самоуправлению. Здесь я, например, вполне естественно хочу жить, чтобы удовлетворить все свои способности к жизни и не просто моя способность рассуждать, то есть не просто одна двадцатая моей способности к жизни.Вы увидите, что тайны, которые раскрывает полиция, почти без исключения являются тайнами, доступными для понимания самой общей способностью, благодаря необычайной глупости, проявляемой в средствах, используемых для сокрытия преступления. Такие случаи очень важны, поскольку они доказывают, что способность в любых двух видах скрещивание часто полностью не зависит от их систематической близости или от каких-либо заметных различий во всей их организации. Эти вещи рассчитываются в соответствии с МОЩНОСТЬЮ человека.Один человек может быть способен на одно, а другой — на другое, и несколько их способностей предписаны самим Господом Богом. Пьера всегда удивляло спокойное отношение князя Андрея ко всем, его необычайная память, его обширное чтение (он читал все, все знал и обо всем имел свое мнение), но прежде всего своей способностью к работе и учебе. Ноэль Ванстон в той же должности по хозяйству, которую она выполняла с его отцом, сопровождал его в новую резиденцию на Воксхолл-Уок. .По этой причине я был бы рад, что удача вскоре предоставила мне возможность стать императором, чтобы показать свое сердце, делая добро моим друзьям, особенно этому бедному Санчо Панса, моему оруженосцу, который является лучшим товарищем в мире. мир; и я бы с радостью дал ему графство, которое я обещал ему так долго, только я боюсь, что он не в состоянии управлять своим королевством ». Тогда Лев встал перед трупом и объявил приговор: Первое четверть принадлежит мне в качестве Царя зверей; вторая — моя как судья; другая доля достается мне за мою долю в погоне; а что касается четвертой четверти, ну, что касается этого, я хотел бы посмотреть, какой из вас осмелится наложить на него лапу.»Но сколько писателей заметили этих других непонятных людей, членов семей, невиновных на протяжении поколений, занимавшихся искусством или заботящихся об искусстве, которые, несмотря на то, что с ранних лет проявляли непреодолимое желание культивировать поэзию, живопись или музыку; которые преодолели препятствия и пережитые разочарования в беззаветном решении посвятить свою жизнь интеллектуальному поиску, будучи абсолютно лишенным способности, подтверждающей призвание и оправдывающей жертву.

    Использование мощностей — определение, пример и экономическое значение

    Что такое использование мощностей?

    Использование мощностей относится к производственным и производственным возможностям, которые используются государством или предприятием Корпорация Корпорация — это юридическое лицо, созданное физическими лицами, акционерами или акционерами с целью работы с целью получения прибыли. Корпорациям разрешено заключать контракты, предъявлять иски и предъявлять иски, владеть активами, перечислять федеральные налоги и налоги штата, а также занимать деньги в финансовых учреждениях.в любой момент времени. Это взаимосвязь между выпуском, произведенным с использованием данных ресурсов, и потенциальным выпуском, который может быть произведен при полном использовании производственных мощностей.

    Загрузка мощностей также может быть определена как метрика, используемая для расчета скорости, с которой достигаются или используются предполагаемые уровни выпуска. Ставка отображается в процентах и ​​дает представление об общем использовании ресурсов и о том, как компания может увеличить объем производства без увеличения затрат, связанных с производством.Коэффициент использования производственных мощностей также называется операционной скоростью.

    Сводка
    • Коэффициент использования производственных мощностей полезен для компаний, поскольку он дает представление о стоимости производства и используемых ресурсов в любой момент времени.
    • Определяет способность компании справляться с увеличением выпуска продукции без увеличения затрат.
    • Снижение ставки указывает на замедление экономического роста, в то время как повышение означает экономический рост.

    Формула для использования производственных мощностей

    Математическая формула для расчета использования производственных мощностей:

    Пример использования производственных мощностей

    Предположим, что компания XYZ производит 20 000 и определено, что компания может производить 40 000 единиц. Коэффициент использования производственных мощностей компании составляет 50% [(20 000/40 000) * 100]. Если все ресурсы используются в производстве, коэффициент мощности равен 100%, что указывает на полную мощность.Если ставка низкая, это означает ситуацию «избыточных мощностей» или «избыточных мощностей».

    Маловероятно, что экономика или компания будут функционировать со 100% загрузкой, поскольку в производственном процессе всегда есть препятствия (например, неисправность оборудования или неравномерное распределение ресурсов). Ставка 85% считается оптимальной для большинства компаний. Коэффициент использования производственных мощностей используется компаниями, которые производят физические продукты, а не услуги, потому что товары легче определить количественно, чем услуги.

    Экономическое значение использования мощностей

    Если спрос на рынке возрастает, это повысит коэффициент использования мощностей, но если спрос снизится, показатель снизится. Экономисты используют ставку в качестве индикатора инфляции Инфляция Инфляция — это экономическое понятие, которое относится к повышению уровня цен на товары за определенный период времени. Повышение уровня цен означает, что валюта в данной экономике теряет покупательную способность (то есть за ту же сумму денег можно купить меньше).давления. Низкий коэффициент использования производственных мощностей приведет к снижению цены из-за избыточных мощностей и недостаточного спроса на производимую продукцию.

    Экономия с коэффициентом мощности намного меньше 100% может значительно увеличить производство, не влияя на связанные с этим затраты.

    Многие капиталистические страны сталкиваются с высокими показателями избытка производственных мощностей, и экономисты используют эту ставку как аргумент против капитализма Капитализм Капитализм — это экономическая система, которая допускает и поощряет частную собственность предприятий, которые работают для получения прибыли.Кроме того, заявив, что ресурсы распределяются не так хорошо, как могли бы. Однако, независимо от экономических условий, никогда не будет полной загрузки производственных мощностей, поскольку в экономике всегда существует неэффективность распределения ресурсов.

    Корпоративные мощности

    Уровень использования производственных мощностей является важным показателем для компаний, поскольку он может использоваться для оценки операционной эффективности и дает представление о структуре затрат Структура затрат Структура затрат относится к типам расходов, которые несет бизнес, и обычно состоит из постоянных и переменных затрат.Постоянные затраты остаются неизменными. Его можно использовать для определения уровня увеличения или уменьшения затрат на единицу продукции. При росте выпуска средняя себестоимость продукции снижается.

    Это означает, что чем выше коэффициент использования производственных мощностей, тем ниже стоимость единицы продукции, что позволяет предприятию получить преимущество перед конкурентами. Многие крупные компании стремятся производить как можно ближе к полной мощности (100%).

    Несмотря на то, что выход на полную мощность невозможен, есть способы, которыми компании могут увеличить свой текущий коэффициент использования, в том числе:

    • Увеличение количества сотрудников и поощрение сверхурочной работы для обеспечения выполнения всех производственных целей
    • Тратя меньше времени на техническое обслуживание оборудования, чтобы можно было потратить больше времени на производство товаров
    • Передача некоторых видов производственной деятельности на субподряд

    Последствия низкой загрузки

    Низкая загрузка производственных мощностей является проблемой для лиц, определяющих налоговую и денежно-кредитную политику, которые используют такую ​​политику для стимулировать экономику.В 2015 и 2016 годах многие европейские страны, такие как Франция и Испания, боролись с последствиями низкой загрузки производственных мощностей. Несмотря на вмешательство правительства через исторически низкие процентные ставки, инфляция оставалась значительно низкой при угрозе дефляции.

    Низкая загрузка производственных мощностей привела к высокому уровню безработицы, что привело к спаду в экономике, из-за чего цены не могли реагировать на денежно-кредитные стимулы. При избыточных мощностях увеличение производства товаров не требовало значительных капитальных вложений.

    Когда компания сталкивается с увеличением спроса на свои товары, она часто может удовлетворить спрос, не повышая стоимости единицы продукции. Компания может оптимизировать уровень выпуска без дополнительных затрат на инвестиции в улучшенную инфраструктуру.

    Дополнительная литература

    CFI предлагает аналитика финансового моделирования и оценки (FMVA) ® Стать сертифицированным аналитиком финансового моделирования и оценки (FMVA) ® Сертификат CFI по анализу финансового моделирования и оценки (FMVA) ® поможет вам обрести уверенность в себе. необходимость в вашей финансовой карьере.Запишитесь сегодня! программа сертификации для тех, кто хочет вывести свою карьеру на новый уровень. Чтобы продолжить обучение и продвигаться по карьерной лестнице, вам будут полезны следующие ресурсы CFI:

    • Стоимость произведенных товаров (COGM) Стоимость произведенных товаров (COGM) Стоимость произведенных товаров (COGM) — это термин, используемый в управленческом учете, который относится к график или заявление, которое показывает общую сумму
    • DeflationDeflationDeflation — это снижение общего уровня цен на товары и услуги.Другими словами, дефляция — это отрицательная инфляция. Когда это происходит,
    • Нормативная экономика Нормативная экономика Нормативная экономика — это школа мысли, которая считает, что экономика как предмет должна передавать оценочные заявления, суждения и мнения по
    • Кривой Филлипса Кривая Филлипса Кривая Филлипса является графическим представлением краткосрочной взаимосвязи между безработица и инфляция в экономике

    Объем поля — обзор

    6 Движение воды в целых растениях

    В свободно просвечивающем растении, укоренившемся в почве на полную мощность, вода испаряется с влажных клеточных стенок клеток эпидермиса и мезофилла внутренняя часть листьев и теряется в атмосферу через устьица в соответствии с уравнением 4.11. По мере потери воды водный потенциал в апопласте листа падает ниже потенциала клеток листа, а также ниже водного потенциала ксилемы и почвы. Таким образом, вода забирается из соседних клеток листа, вызывая снижение водного потенциала клетки (рис. 4.1). Напротив, хотя существует непрерывность жидкой воды между листом и почвой через ксилему , быстрое выравнивание водного потенциала по всему растению не может произойти, потому что существует сопротивление гидравлическому (массовому) потоку в системе почва / растение.Вместо этого транспирация воды из листьев создает градиент водного потенциала, вниз по которому вода имеет тенденцию течь из почвы к апопласту листа.

    Путь движения воды от поверхности корня к месту испарения в листе преимущественно внеклеточный. При низкой транспирационной потребности вода течет радиально внутрь через клеточные стенки и межклеточные пространства эпидермиса и коры корня до энтодермы, где дальнейшее движение апопласта блокируется полосками Каспария в полностью дифференцированных молодых корнях.После этого вода проходит через клетки энтодермы, прежде чем попасть в просвет элементов ксилемы через апопласт стеллярной паренхимы. Путь менее определен для более старых и менее проницаемых корней с суберизованной экзодермой или которые подверглись вторичному утолщению; Считается, что вода поступает в апопласт таких корней через чечевички или трещины .

    Появляется все больше доказательств того, что при более высокой транспирационной потребности сопротивление пути через мембраны корневых клеток и через корневой симпласт может быть снижено благодаря активности аквапоринов (высокоселективные водные каналы в клеточных мембранах, находящиеся под метаболическим контролем; Steudle и Хенцлер, 1995).Такие изменения не только снижают гидравлическое сопротивление симпластического пути, но также увеличивают общую способность корня перемещать воду к ксилеме (Steudle and Peterson, 1998).

    Затем этот путь следует ксилемой корня и стебля в лист, где оболочки пучков и разветвленные сети жилок доставляют воду к апопласту или симпласту в пределах нескольких клеток от места испарения. У некоторых видов поток внутри листа может встречаться с суберизованными клеточными стенками и отводиться в симплазму (O’Dowd and Canny, 1993).В целом большая часть воды в растении, включая содержимое большинства клеток, фактически находится в автономном режиме и не является частью пути, но обмен действительно происходит с живыми клетками, граничащими с этим путем. Участие таких «автономных» запасов воды в гидравлическом потоке внутри растения может быть продемонстрировано путем измерения суточных изменений толщины листа и диаметра стебля; как мы увидим в разделах 4 и 5, хранение такого рода может играть важную роль в выживании растений в засушливых средах и может вносить значительную долю ежедневного испарения деревьев (Tyree and Ewers, 1991) и суккулентов.

    Наибольшее сопротивление гидравлическому потоку у травянистых растений, по-видимому, находится в корневой системе, хотя оно может варьироваться в зависимости от потребности, а проводимость стебля может резко снизиться из-за кавитации в элементах ксилемы (рис. 4.3) (гидравлический поток в элементах ксилемы). деревья обсуждаются более подробно в разделе 5). Тем не менее, сопротивление гидравлическому потоку внутри растения обычно мало по сравнению с сопротивлением диффузии водяного пара из листа в объем воздуха. Следовательно, скорость транспирации при данном VPD определяется диффузионным сопротивлением листьев и, более конкретно, устьичным сопротивлением, за исключением неподвижного воздуха.Гидравлическое сопротивление внутри растения обычно не ограничивает скорость транспирации, но сопротивление движению воды к корневой системе из высыхающей почвы может доминировать в водных отношениях растения при определенных обстоятельствах, как описано ниже.

    Модифицированная версия классических кривых сушки Slatyer (1967) может дать некоторое представление об относительной важности различных сопротивлений в системе почва / растение / атмосфера. На рисунке 4.9 показаны изменения в листовой, корневой поверхности и водном потенциале почвы в течение шести дней истощения почвенной влаги модельным растением , корни которого исследовали весь , однородный , объем почвы .В начале первого дня устьица постепенно открываются в течение нескольких часов в ответ на внешние сигналы (солнечное излучение) или эндогенные ритмы, вызывая постепенное увеличение скорости транспирации. Из-за гидравлического сопротивления растения и почвы вода начинает перемещаться от почвы к листу только после того, как будет установлен градиент водного потенциала. Так как почва находится на уровне поля (Ψ почва = 0), адекватный поток может поддерживаться без снижения водного потенциала листьев ниже -0.6 МПа, тем самым подвергая листья лишь легкому водному стрессу в течение нескольких часов. Из-за низкого гидравлического сопротивления влажной почвы вода течет к корню в ответ на очень небольшую разницу водного потенциала (<0,1 МПа).

    Рисунок 4.9. Схематическое изображение изменений потенциала воды в листьях, корнях и массе почвы в почве, а также скорости транспирации, связанных с истощением доступной воды в почве за пятидневный период. См. Полное описание в тексте

    (адаптировано из Slatyer, 1967)

    Вечером первого дня скорость транспирации падает с постепенным закрытием устьиц, и движение воды вверх к листу начинает превышать скорость потери. .Следовательно, апопласт листа и клетки регидратируются, и разница в водном потенциале между почвой и листом исчезает за ночь. Однако из-за того, что запасы воды в почве истощены, равновесный водный потенциал почвы и растений на рассвете 2-го дня составляет приблизительно -0,1 МПа. Отношения между растением и водой во второй день по существу аналогичны отношениям в первый день, за исключением того, что теперь необходимо снизить водный потенциал листа примерно до -0,9 МПа для поддержания градиента, необходимого для поддержания той же скорости транспирации (которая определяется устьицами). сопротивление).Между тем, гидравлическое сопротивление почвы начинает расти по мере высыхания почвы, так что теперь требуется разница водного потенциала 0,1–0,2 МПа для поддержания потока к поверхности корней.

    В начале третьего дня равновесный водный потенциал в почве, корне и листьях упал до –0,4 МПа, и в течение дня возникает необходимость снизить водный потенциал листа до –1,2 МПа. Постепенное увеличение сопротивления почвы имеет два эффекта: во-первых, разность потенциалов между корнем и почвой, необходимая для обеспечения того же количества воды, что и в предыдущие дни, увеличилась до 0.3 МПа, но, что более важно, более медленное движение воды через почву теперь задерживает ночное уравновешивание водного потенциала. Следовательно, листья подвергаются водному стрессу от слабого до умеренного в течение большей части 3 дня.

    Эти явления становятся более серьезными на 4 день, когда водный потенциал листа падает ниже -1,5 МПа, частично в результате снижения проводимости ксилемы из-за эмболии. Устьица полностью закрываются на короткий период в середине дня в ответ на эффекты тургора, и впервые нарушается суточный характер транспирации.Наконец, к концу 5-го дня, когда водный потенциал почвы упал до -1,5 МПа (PWP), доступной воды не осталось, на 6-й день растение увядает и в конечном итоге умирает, если почву не поливать повторно.

    Этот идеализированный учет отношений растение / вода во время цикла сушки обеспечивает только базовую основу для рассмотрения отношений растение / вода. Он служит для подчеркивания общего вывода о том, что в присутствии доступной почвенной воды скорость транспирации в значительной степени определяется устьичным сопротивлением, тогда как гидравлическое сопротивление растения определяет снижение водного потенциала листа, необходимого для протекания воды. от почвы при заданном матричном потенциале, а гидравлическое сопротивление почвы контролирует скорость регидратации в ночное время.Однако требуется как минимум три основных модификации.

    Во-первых, в зависимости от вида, среды обитания и условий выращивания частичное закрытие устьиц обычно происходит раньше в цикле, по крайней мере, с 3 дня, в ответ на частичную потерю тургора, изменение поступления АБК к листу и / или другие сигналы (Davies and Gowing, 1999). Во-вторых, похоже, что полное уравновешивание водного потенциала в растении в течение ночи может быть не таким универсальным, как считалось ранее (Johnson et al., 1991). В-третьих, в поле высыхание почвы происходит не равномерно, как на рис. 4.9, а с поверхности вниз. Таким образом, по мере использования доступной почвенной воды, когда корни забирают воду из все более глубоких горизонтов, водный потенциал ксилемы корня не обязательно падает до -1,5 МПа, пока подача воды не станет ограниченной в самом нижнем горизонте, доступном для корневой системы. Фактически, картина водного потенциала корней, показанная на рис. 4.10, предполагает, что водные отношения корней являются плохим индикатором состояния окружающей почвы (Schmidhalter et al., 1998), наблюдение, которое необходимо согласовать с предполагаемой ролью корней в передаче сигналов побегам о начале засухи.

    Рис. 4.10. Матричный потенциал почвы (□) и потенциал воды в корнях перед рассветом (■), измеренные на разной глубине под кукурузой в Швейцарии, после 15 и 18 дней высыхания почвы. Горизонтальные полосы указывают s.e.m

    (из Schmidhalter, 1994)

    Что такое эмоциональная способность и почему это важно

    Стресс — это нормальная реакция нашего организма на повышенное физическое и эмоциональное давление.Когда мы постоянно увеличиваем уровень стресса и не имеем ничего, что могло бы его уравновесить, эти уровни стресса повышаются и повышаются, пока мы не достигнем наших возможностей, наших эмоциональных пределов, что отрицательно сказывается на нашем психическом благополучии.

    У всех нас разная способность к стрессу, и наши собственные эмоциональные способности со временем изменятся. Однако важно то, как мы можем управлять уровнем стресса, чтобы никогда не достичь полной эмоциональной способности.

    Ведро стресса

    Модель «ведра стресса» (Brabban and Turkington 2002) — очень полезный визуальный инструмент, демонстрирующий, как работает стресс, и как мы можем подпитывать наши собственные эмоциональные способности и помогать им.

    Представьте ведро, стоящее на табурете перед вами. Это ведро — ваша эмоциональная способность. Ваше ведро может отличаться от нашего ведра или ведра вашего друга. У всех нас есть ведра разных размеров в зависимости от таких вещей, как генетика, события нашей жизни до этого момента, наш возраст, состояние здоровья и т. Д.

    Что приводит нас к достижению наших эмоциональных способностей?

    В корзину входят все области вашей жизни, которые вызывают у вас стресс — рабочее давление, семейное давление, недостаток сна, плохое питание, разногласия с соседями, финансовые проблемы — все это добавляет воды в наше ведро стресса.И чем больше мы добавляем, тем выше становится уровень.

    В конце концов, этот уровень достигает вершины ведра и неизбежно начинает переполняться. Мы исчерпали свои эмоциональные возможности.

    Что происходит, когда мы достигаем эмоциональной способности?

    Когда наше ведро для стресса заполнено, когда уровень воды находится на одном уровне с верхом ведра, мы идем по эмоциональному канату. Часто требуется самая маленькая вещь, всего лишь капля, добавленная в это ведро, чтобы вода вылилась через край и мы схлопнулись.Люди часто называют это «соломинкой, которая сломала спину верблюду». Другие люди не видят, сколько воды у нас в ведрах и что мы испытали до сих пор, поэтому часто думают, что мы слишком остро отреагировали.

    Мы становимся гораздо более реактивными и раздражительными, поскольку каждая капля, добавляемая в ведро, заставляет больше брызгать. Вода в нашем ведре полна всевозможных гормонов стресса, таких как кортизол и адреналин, и, если их оставить, они застаиваются и начинают сильнее влиять на наше физическое и психическое здоровье.

    Мы начнем ощущать последствия выгорания, начнем испытывать усиление симптомов депрессии или генерализованного тревожного расстройства, почувствуем усталость, будем испытывать головные боли или тошноту, и мы не сможем справиться с жизнью так, как когда-то.

    Добавление отверстий в напорный ковш

    Чтобы наше ведро не переполнялось, нам нужно добавить в него отверстия; выходы, чтобы часть этого стресса могла вытечь здоровым образом.

    1. Самопомощь — При рассмотрении вопроса о самообслуживании следует помнить о «я», то есть о вещах, которые энергично помогают вам обрабатывать, успокаивают и успокаивают вас .Если мы заботимся о себе и уделяем время нашим собственным потребностям, мы будем поддерживать наш уровень на достаточно низком уровне, чтобы избежать их переполнения.
    2. Утверждение № — Нам нужно следить за нашим собственным баком стресса. Мы не можем выдержать лишнего давления, если уже наполняемся слишком быстро. Это может означать, что вы говорите своему работодателю, что вы не можете выполнять дополнительную работу, говорите другу, что не можете помочь с проектом, или говорите себе, что вам нужно перестать пытаться угодить всем остальным.
    3. Сказать вам «Да» — Проводите время, занимаясь тем, что вам нравится.Когда вы счастливы и расслаблены, это гарантирует, что краны не забиты, а емкость для снятия стресса может опорожняться плавно.
    4. Talking Therapy — Консультант или терапевт могут научить вас методам снижения уровня стресса и помочь вам определить области вашей жизни, которые требуют корректировки, чтобы это произошло.
    5. Расслабление — Будь то внимательность, упражнения, йога или что-то еще — если вы проводите время в данный момент и находите техники для расслабления, это может помочь снизить эти уровни.
    6. Заботясь о себе — Обеспечение достаточного количества сна, правильного питания и посещения врача, когда это необходимо, — все это помогает нам заботиться о своем физическом здоровье, что, в свою очередь, помогает поддерживать стабильность нашего стресса. Когда мы заболеваем, наша корзина для стресса может сжиматься, что значительно повышает риск ее переполнения.

    Важно помнить, что все наши дыры будут разными, у всех у нас есть собственный уход и свой способ снять стресс. Найдите то, что работает для вас, и, если вы не уверены, понаблюдайте, как вы себя чувствуете после экспериментов с различными видами деятельности; разговаривать с кем-то, кому вы доверяете, вести дневник, рисовать, рисовать, шить и т. д.

    Мы можем подумать, что лучше всего просто опорожнить ведро и начать все заново. Мы можем взять отпуск, уйти из стрессовой работы или прекратить сложные отношения, и это будет действовать как переворачивание ведра с ног на голову. Но если мы еще не проделали много отверстий в нашем ведре, оно просто снова заполнится.

    Нам также нужно постоянно держать отверстия открытыми. Замечательно добавлять все свои дыры, когда мы чувствуем, что достигаем своих эмоциональных способностей, но если мы прекратим заботиться о себе, ведро снова наполнится.Забота о себе нужна не только тогда, когда мы нездоровы, это еще и средство профилактики.

    Проверить наличие знаков

    Даже при наличии дыр очень важно, чтобы мы продолжали следить за нашим резервуаром стресса. Если поток втекает быстрее, чем выходит, он все равно может переполниться.

    Вот некоторые вещи, на которые стоит обратить внимание:

    • Становление раздражительным. Грызть на близких, коллег или на себя, когда это обычно не в характере, часто является признаком того, что наша корзина стресса приближается к вершине.
    • Использование бесполезных стратегий выживания. Когда мы начинаем чувствовать себя не в своей тарелке, мы можем обратиться к вещам, которые быстро нам помогут, например к употреблению таких веществ, как алкоголь, кофе, еда или наркотики. Хотя сначала может показаться, что мы создаем дыры в нашем ведре, эти стратегии часто превращаются в пробку и могут добавить еще больше стресса, чтобы проникнуть внутрь.
    • Чувство разбитости. Когда все кажется, что становится слишком много, пора сделать шаг назад и переоценить то, что вы делаете, чтобы сохранить уровень стресса ниже эмоциональных возможностей.

    Мы все заслуживаем передышки

    При разном давлении добавляется разный уровень воды в зависимости от ситуации. Родители-одиночки могут испытывать больше стресса перед сном, пытаясь совмещать ванну, постель, стирку и работу по дому. Работающий родитель может чувствовать, что его тянут во многих направлениях, в то время как родитель, оставшийся дома, может чувствовать, что у него никогда не будет перерыва. Только дети чувствуют необходимость заботиться о стареющих родителях, а подростки чувствуют необходимость учиться в школе или университете и планировать свое будущее.

    Это не соревнование, и важно помнить, что собственная эмоциональная нагрузка — это ваша личная ответственность. Если кто-то просит эмоциональной помощи, можно сказать «нет», если у вас нет таких свободных возможностей. Вам никогда не нужно чувствовать себя виноватым за это.

    Разное

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *