Как человеческое тело генерирует электричество

2024 Автор: Sherilyn Boyd | [email protected]. Последнее изменение: 2023-12-16 09:37

Для начала нужно немного рассказать о том, что такое электричество. Если вы уже знаете это, не стесняйтесь пропустить пару параграфов. Если нет, читайте дальше!

То, что большинство людей думает как электричество, - это просто движение электрического заряда или потенциала. Иногда известный как источник вторичной энергии или энергоноситель, электричество, которое питает все от наших телевизоров до наших автомобилей, должно быть создано из какого-то источника энергии. Когда дело доходит до электричества, существует бесчисленное количество источников, которые могут создавать электроэнергию. Наиболее распространенными источниками энергии для массового производства являются гидроэлектрические, ядерные, солнечные и ветряные. Технологические достижения позволили нам использовать эти энергии, чтобы дать нам чудеса, такие как танцевальные роботы и фонарики для смартфонов.

Что мы используем из этих источников энергии? Мощность для перемещения электронов. Если вы вернетесь к классу естественных наук средней школы, вы можете вспомнить, что разные атомы имеют различное количество протонов, электронов и нейтронов. Протоны положительны, электроны отрицательны и нейтроны нейтральны.

Каждый базовый элемент, такой как кислород, которым вы дышите, и натрий и калий, которые вы едите, имеют определенное количество протонов и электронов, которые будут отличать его от других элементов. Большинство элементов имеют такое же количество электронов, сколько и протонов. Это даст ему баланс между отрицательными и положительными обвинениями. Протоны находятся в ядре (в центре) атома, а электроны вращаются вокруг ядра.

Интересный факт об электронах заключается в том, что энергия, которую они имеют, ограничена конкретными уровнями, известными как оболочки. Эти оболочки позволяют выделить определенные промежутки между вращающимся электроном и центральными протонами, например, как орбиты планет на разных расстояниях от Солнца. Поскольку отрицательно заряженные электроны притягиваются к положительно заряженным протонам, чем дальше от центра атома электрон, тем слабее электрон удерживается в ядре и тем легче его удалять из него.

Электроны в самой внешней оболочке атома, известные как валентная оболочка, настолько слабо связаны с ядром, что они могут легко отрываться. Если вы получите достаточную энергию для разрыва электрона и заставить его двигаться в определенном направлении, электрон в валентной оболочке соседнего атома будет течь к этому атому, потому что, как известно, в большинстве случаев вам нужен равный электрон протону отношение в элементе. Эти свободно текущие электроны - это то, что мы используем из внешних источников энергии. Это то, что вы называете электричеством.

Когда дело доходит до электричества, созданного в человеческом теле, источник энергии, создающий его, является химическим. Энергия, создаваемая химическими веществами, связана с составом присутствующих атомов и молекул. Все элементы, которые мы берем в наши тела, такие как кислород, натрий, калий, кальций, магний и т. Д., Имеют удельный электрический заряд, то есть они имеют определенное количество электронов и протонов. Различные химические вещества состоят из разных молекул. Как эти молекулы связаны друг с другом и как они реагируют на другие молекулы рядом с ними, так это то, как химические вещества создают такую энергию.

Когда мы принимаем в нашу пищу, большие молекулы внутри нее разлагаются на более мелкие молекулы и элементы нашей пищеварительной системой. Эти меньшие молекулы и элементы могут использоваться нашими клетками для работы. Этот процесс называется клеточным дыханием. Все эти молекулы и элементы могут создавать электрические импульсы, в зависимости от ситуаций в конкретных системах тела в то время.

Для конкретного примера такого рода действий в действии одним из наиболее часто упоминаемых электрических токов, создаваемых телом, является наш сердечный ритм. Наши сердца содержат группировку ячеек, которые находятся в верхней правой части, известной как ваш узел Sinoatrial или узел SA для краткости. Клетки в узле SA (кардиостимулятор сердца) содержат электролиты как внутри, так и снаружи клеток. Некоторые из наиболее распространенных электролитов в организме, как упоминалось ранее, представляют собой натрий, калий, кальций, магний, фосфор и хлорид. Натрий и кальций обычно находятся вне клеток узлов SA, а калий находится внутри. Эти специализированные клетки позволяют намного больше натрия поступать в клетку, чем оставлять калий. Результатом является постоянно растущий положительный заряд. Как только этот заряд достигнет определенной точки, кальциевые каналы открываются в клеточной мембране и также позволяют вводить кальций. Это делает внутреннюю часть клетки чрезвычайно положительной, известной как потенциал действия. Как только этот потенциал достигнет определенной точки, у него достаточно «силы», чтобы разрядить нервы сердца. Ах, чудеса химии в действии!

Электролиты, пересекающие клеточные мембраны, создающие электрические разряды, являются лишь одним из бесчисленных способов использования организмом пищи, которую мы едим, для создания энергии и мощности для работы.Но когда вы спрашиваете, как тело создает электричество, ответ так же прост, как «химия». Хотя это может показаться не таким же электричеством, что и компьютер, который вы используете сейчас, по сути, на самом деле. Разница в том, что источник энергии вызвал поток электронов и как этот поток создал реакции, которые он совершил. Поэтому, если ваши глаза не глазутся во время этого небольшого научного учебника, вы теперь знаете длинный ответ на свой вопрос. Если они это сделали, вы также знаете короткий ответ. В любом случае, я надеялся, что это помогло.

Бонусные факты:

• Люди не единственные, которые используют химическую энергию для создания электричества. Батареи - еще один чрезвычайно распространенный пример использования химической энергии. Вы могли бы подумать, что этот тип использования - это новое технологическое достижение, которое смог получить только современный человек. Правда в том, что химические батареи были примерно с 200 до нашей эры! Самые древние из этих типов были впервые обнаружены в 1938 году Вильгельмом Кенигом недалеко от Багдада, Ирак. Следовательно, они известны как «батареи Багдада». Это были глиняные банки, в которых был медный цилиндр, в который помещался железный прут. Доказательства кислоты также были обнаружены в баночках. Хотя исследователи и ученые продолжают спорить о потенциальном использовании и происхождении, известно, что точные копии могут создавать примерно 0,8-2 вольт электрического тока.
• Мы, люди, очень изобретательные существа и как таковые создаем новые и захватывающие способы использования силы в наших телах. Одним из самых интересных способов, которые я нашел в последнее время, является создание фонарика, питаемого только нашим теплом тела. В этом году Энн Макосински из Виктории, Канада, придумала фонарик, который питается от простого его удерживания. Достижение заработало ее место в качестве финалиста на Google Science Fair. Для тех, кто считает, что такие подвиги предназначены только для взрослых с обильным жизненным опытом и образованием, Энн всего 15 лет! Серьезно все остальные из вас, которые составляют 15. Может быть, немного меньше XBOX и немного больше экспериментируют. Энн заставляет вас выглядеть плохо.
• Поскольку электрический импульс, созданный нашими сердцами, - это просто электричество. Машина, на которую врачи смотрят, чтобы определить, как работает ваше сердце (электрокардиограмма или ЭКГ), является просто мерилом этого электрического тока и его пути. Он был изобретен в 1903 году доктором Вильгельмом Эйнтховеном. Поскольку этот инструмент просто измеряет электрический ток в сердце, а не фактическое сжатие самого сердца, вы можете иметь совершенно нормальный ритм на мониторе и все еще быть мертвым. Это известно как ПЭА или пульсационная электрическая активность. Если вы видите, что плоская линия на экране и медсестры начинают плакать, и врачи начинают разочаровываться в головах, это означает, что в сердце нет электрической активности, и вы, скорее всего, мертвы. Если вам интересно, как читать EKG, это действительно не так сложно, и я вас охватил.