Как человеческий организм вырабатывает электричество. Заряжен ли человек электричеством? Электроэнергия человека

Современную жизнь невозможно представить без электричества, этот тип энергии используется человечеством наиболее полно. Однако далеко не все взрослые люди способны вспомнить из школьного курса физики определение электрического тока (это направленный поток протекания элементарных частиц, имеющих заряд), совсем мало кто понимает, что же это такое.

Что такое электричество

Наличие электричества как явления объясняется одним из главных свойств физической материи – способностью обладать электрическим зарядом. Они бывают положительными и отрицательными, при этом объекты, обладающие разнополюсными знаками, притягиваются друг к другу, а «равнозначные», наоборот, отталкиваются. Движущиеся частицы также являются источником возникновения магнитного поля, что лишний раз доказывает связь между электричеством и магнетизмом.

На атомарном уровне существование электричества можно объяснить следующим образом. Молекулы, из которых состоят все тела, содержат атомы, составленные из ядер и электронов, циркулирующих вокруг них. Эти электроны могут при определенных условиях отрываться от «материнских» ядер и переходить на другие орбиты. Вследствие этого некоторые атомы становятся «недоукомплектованными» электронами, а у некоторых их в избытке.

Поскольку природа электронов такова, что они текут туда, где их не хватает, постоянное перемещение электронов от одного вещества к другому и составляет электрический ток (от слова «течь»). Известно, что электричество имеет направление от полюса «минус» к полюсу «плюс». Поэтому вещество с нехваткой электронов считается заряженным положительно, а с переизбытком – отрицательно, и именуется оно «ионами». Если речь идет о контактах электрических проводов, то положительно заряженный называется «нулевой», а отрицательно – «фаза».

В разных веществах расстояние между атомами различно. Если они очень маленькие, электронные оболочки буквально касаются друг друга, поэтому электроны легко и быстро переходят от одного ядра к другому и обратно, чем создается движение электрического тока. Такие вещества, например, как металлы, называются проводниками.

В других веществах межатомные расстояния относительно велики, поэтому они являются диэлектриками, т.е. не проводят электричество. Прежде всего, это резина.

Дополнительная информация . При испускании ядрами вещества электронов и их движении происходит образование энергии, которая прогревает проводник. Такое свойство электричества называется «мощность», измеряется она в ваттах. Также эту энергию можно преобразовывать в световую или другой вид.

Для непрерывного течения электричества по сети потенциалы на конечных точках проводников (от линий ЛЭП до домовой электропроводки) должны быть разными.

История открытия электричества

Что такое электричество, откуда оно берется, и прочие его характеристики фундаментально изучает наука термодинамика с сопредельными науками: квантовой термодинамикой и электроникой.

Сказать, что какой-либо ученый изобрел электрический ток, было бы неверным, ибо с древних времен много исследователей и ученых занимались его изучением. Сам термин «электричество» ввел в обиход греческий ученый-математик Фалес, это слово означает «янтарь», поскольку именно в опытах с янтарной палочкой и шерстью Фалесу получилось выработать статическое электричество и описать это явление.

Римлянин Плиний также занимался исследованием электрических свойств смолы, а Аристотель изучал электрических угрей.

В более позднее время первым, кто досконально стал изучать свойства электрического тока, стал В. Жильбер, врач английской королевы. Немецкий бургомистр из Магдебурга О.ф Герике считается создателем первой лампочки из натертого серного шарика. А великий Ньютон вывел доказательство существования статического электричества.

В самом начале 18 века английский физик С. Грей поделил вещества на проводники и непроводники, а голландским учёным Питером ван Мушенбруком была изобретена лейденская банка, способная накапливать электрический заряд, т. е. это был первый конденсатор. Американский ученый и политический деятель Б. Франклин впервые в научных терминах вывел теорию электричества.

Все 18 столетие было богатым на открытия в сфере электричества: установлена электрическая природа молнии, сконструировано искусственное магнитное поле, выявлено существование двух видов зарядов («плюс» и «минус») и, как следствие, двух полюсов (естествоиспытатель из США Р. Симмер), Кулоном открыт закон взаимодействия между точечными электрозарядами.

В следующем веке изобретены батарейки (итальянский ученый Вольта), дуговая лампа (англичанин Дейви), а также прототип первой динамо-машины. 1820 год считается годом зарождения электродинамической науки, сделал это француз Ампер, за что его имя присвоили единице для показаний силы электротока, а шотландец Максвелл вывел световую теорию электромагнетизма. Россиянин Лодыгин изобрел лампу накаливания, имеющую стержень из угля, – прародитель современных лампочек. Чуть более ста лет назад была изобретена неоновая лампа (французский ученый Жорж Клод).

И по сей день исследования и открытия в области электричества продолжаются, например, теория квантовой электродинамики и взаимодействия слабых электрических волн. Среди всех ученых, занимавшихся исследованием электричества, особое место принадлежит Николе Тесла –многие его изобретения и теории о том, как работает электричество, до сих пор не оценены по достоинству.

Природное электричество

Долгое время считалось, что электричества «самого по себе» не существует в природе. Это заблуждение развеял Б. Франклин, который доказал электрическую природу молний. Именно они, по одной из версий ученых, способствовали синтезу первых аминокислот на Земле.

Внутри живых организмов также вырабатывается электричество, которое порождает нервные импульсы, обеспечивающие двигательные, дыхательные и другие жизненно необходимые функции.

Интересно. Многие ученые считают человеческое тело автономной электрической системой, которая наделена функциями саморегуляции.

У представителей животного мира тоже имеется свое электричество. Например, некоторые породы рыб (угри, миноги, скаты, удильщики и другие) используют его для защиты, охоты, добывания пищи и ориентации в подводном пространстве. Особый орган в теле этих рыб вырабатывает электроэнергию и накапливает ее, как в конденсаторе, его частота – сотни герц, а напряжение – 4-5 вольт.

Получение и использование электричества

Электричество в наше время – это основа комфортной жизни, поэтому человечество нуждается в его постоянной выработке. Для этих целей возводятся различного рода электростанции (гидроэлектростанции, тепловые, атомные, ветровые, приливные и солнечные), способные с помощью генераторов вырабатывать мегаватты электричества. В основе этого процесса лежит преобразование механической (энергия падающей воды на ГЭС), тепловой (сжигание углеродного топлива – каменного и бурого угля, торфа на ТЭЦ) или межатомной энергии (атомного распада радиоактивных урана и плутония на АЭС) в электрическую.

Много научных исследований посвящено электрическим силам Земли, все они стремятся использовать атмосферное электричество для блага человечества – выработки электроэнергии.

Учеными предложено множество любопытных устройств генераторов тока, которые дают возможность добывать электричество из магнита. Они используют способности постоянных магнитов совершать полезную работу в виде крутящего момента. Он возникает в результате отталкивания между одноименно заряженными магнитными полями на статорном и роторном устройствах.

Электричество популярнее всех остальных источников энергии, поскольку обладает множеством преимуществ:

• легкое перемещение до потребителя;
• быстрый перевод в тепловой или механический вид энергии;
• возможны новые области его применения (электромобили);
• открытие все новых свойств (сверхпроводимость).

Электричество – это движение разнозаряженных ионов внутри проводника. Это большой подарок от природы, который люди познают с давних времен, и процесс этот еще не закончен, хотя человечество уже научилось добывать его в огромных объемах. Электричество играет огромную роль в развитии современного общества. Можно сказать, что без него жизнь большинства наших современников просто остановится, ведь недаром при отключении электричества люди говорят, что «отключили свет».

Видео

Оригинал взят у riadmar в

Электричества, которое генерирует человек, может хватить для зарядки мобильного телефона. Наши нейроны находятся под постоянным напряжением, а разницу между жизнью и смертью можно определять по электрическим волнам на энцефалограмме.

Лечение скатами

Как-то в Древнем Риме сын богатого архитектора и начинающий врач, Клавдий Гален прогуливался по берегу Средиземного моря. И тут его глазам предстало весьма странное зрелище - навстречу ему шли два жителя близлежащих деревушек, к головам которых были привязаны электрические скаты! Так история описывает первый известный нам случай применения физиотерапии при помощи живого электричества. Метод был взят Галеном на заметку, и столь необычным способом он спасал от боли после ранений гладиаторов, и даже излечил больную спину самого императора Марка Антония, который вскоре после этого назначил его личным врачом.

После этого человек не раз сталкивался с необъяснимым явлением «живого электричества». И опыт не всегда был положительный. Так, однажды, в эпоху великих географических открытий, у берегов Амазонки, европейцы столкнулись с местными электрическими угрями, которые генерировали электрическое напряжение в воде до 550 вольт. Горе было тому, кто случайно попадал в трехметровую зону поражения.

Электричество в каждом

Но впервые наука обратила внимание на электрофизику, а точнее на способность живых организмов вырабатывать электричество, после презабавного случая с лягушачьими лапками в XVIII, которые в один ненастный день где-то в Болонье, начинали дергаться от соприкосновения с железом. Зашедшая в лавку мясника за французским деликатесом, жена болонского профессора Луиджи Гальватти, увидела эту ужасную картину и рассказала мужу о нечистой силе, которая бушует по соседству. Но Гальватти посмотрел на это с научной точки зрения, а спустя 25 лет упорных трудов вышла его книга «Трактаты о силе электричества при мышечном движении». В ней ученый впервые заявил - электричество есть в каждом из нас, а нервы это своеобразные «электропроводы».

Как это работает

Как же человек генерирует электричество? Всему причиной многочисленные биохимические процессы, которые происходят на клеточном уровне. Внутри нашего организма присутствует множество разных химических веществ - кислород, натрий, кальций, калий и многие другие. Их реакции друг с другом и вырабатывают электрическую энергию. Например, в процессе «клетчатого дыхания», когда клетка высвобождает энергию, полученную от воды, углекислого газа и так далее. Она, в свою очередь откладывается в особые химические макроэргические соединения, условно назовем это «хранилищами», и впоследствии используется «по мере необходимости».

Но это всего лишь один из примеров - в нашем теле много химических процессов, которые вырабатывают электричество. Каждый человек - это настоящая электростанция, и ее вполне можно использовать в быту.

Много ли мы производим ватт?

Энергия человека как альтернативный источник питания уже давно перестала быть мечтой фантастов. У людей большие перспективы в качестве генераторов электричества, его можно вырабатывать практически из любого нашего действия. Так, от одного вдоха можно получить 1 Вт, а спокойного шага хватит, чтобы питать лампочку в 60 Вт, да и зарядить телефон будет достаточно. Так что проблему с ресурсами и альтернативными источниками энергии, человек может решить, в буквальном смысле, сам.

Дело за малым - научиться передавать энергию, которую мы столь бесполезно растрачиваем, «куда надо». И у исследователей уже есть предложения на этот счет. Так, активно изучается эффект пьезоэлектричества, который создает напряжение из механического воздействия. На его основе еще в 2011 году австралийские ученые предложили модель компьютера, который заряжался бы от нажатия клавиш. В Корее разрабатывают телефон, который будет заряжаться от разговоров, то есть от звуковых волн, а группа ученых из Georgia Institute of Technology создала действующий прототип «наногенератора» из оксида цинка, который вживляется в человеческое тело и вырабатывает ток от каждого нашего движения.

Но это еще не все, в помощь солнечным батареям в некоторых городах собираются получать энергию из часа пик, точнее от вибраций при ходьбе пешеходов и машин, а потом использовать ее для освещения города. Такую идею предложили лондонские архитекторы из фирмы Facility Architects. По их словам: «В часы пик через вокзал Виктория за 60 минут проходит 34 тысячи человек. Не нужно быть математическим гением, чтобы понять — если удастся применять эту энергию, то может фактически получиться очень полезный источник энергии, которая в настоящее время расходуется впустую». Кстати, японцы уже используют для этого турникеты в Токийском метро, через которые каждый день проходят сотни тысяч человек. Все-таки железные дороги - основные транспортные артерии Страны Восходящего солнца.

«Волны смерти»

Кстати, живое электричество является причиной многих весьма странных явлений, которые наука объяснить до сих пор не в силах. Пожалуй, самое известное из них - «волна смерти», открытие которой повлекло новый этап споров о существовании души и о природе «околосмертного опыта», о котором иногда рассказывают люди, пережившие клиническую смерть.

В 2009 году в одной из американских больниц были сняты энцефолограммы у девяти умирающих людей, которых на тот момент было уже не спасти. Эксперимент проводился, чтобы разрешить давний этический спор о том, когда человека действительно мертв. Результаты были сенсационными - после смерти у всех испытуемых мозг, который уже должен был быть умерщвлён, буквально взрывался - в нем возникали невероятно мощные всплески электрических импульсов, которые никогда не наблюдались у живого человека. Они возникали через две-три минуты после остановки сердца и продолжались примерно три минуты. До этого, подобные эксперименты проводились на крысах, у которых то же самое начиналось спустя минуту после смерти и продолжалось 10 секунд. Подобное явление ученые фаталистично окрестили «волной смерти».

Научное объяснение «волнам смерти» породило множество этических вопросов. По словам одного из экспериментаторов, доктора Лакхмира Чавла, подобные всплески мозговой активности объясняются тем, что от недостатка кислорода нейроны теряют электрический потенциал и разряжаются, испуская импульсы «лавинообразно». «Живые» нейроны постоянно находятся под небольшим отрицательным напряжением - 70 миннивольт, которое удерживается, за счет избавления от положительных ионов, которые остаются снаружи. После смерти - равновесие нарушается, и нейроны быстро меняют полярность с «минуса» на «плюс». Отсюда и «волна смерти».

Если эта теория верна, «волна смерти» на энцефолограмме проводит ту неуловимую черту между жизнью и смертью. После нее работу нейрона восстановить нельзя, организм больше не сможет получать электрические импульсы. Иными словами, дальше врачам уже нет смысла бороться за жизнь человека.

Но, что если посмотреть на проблему с другой стороны. Предположить, что «волна смерти» - последняя попытка мозга дать сердцу электрический разряд, чтобы восстановить его работу. В таком случае, во время «волны смерти» нужно не складывать руки, а напротив использовать этот шанс для спасения жизни. Так утверждает доктор-реаниматолог, Ланс-Беккер из Пенсильванского Университета, указывая на то, что бывали случаи, когда человек «оживал» после «волны», а значит яркий всплеск электрических импульсов в человеческом теле, а потом спад, еще не могут считаться последним порогом.

Предисловие . Часть 1

В основе нашей жизни лежит энергия и ее свойства: амплитуда, частота и скорость колебания энергии. Каждый из нас является определенным передатчиком, и источником этих колебаний. Наше тело является электрической системой и все мы вибрируем на нашей собственной уникальной частоте. Это вибрационные излучения тела \ неслышимые ухом шумовые \звуковые \ колебания до 20 Гц \1\. Это результат действия совокупности собственных физических полей человека, определяемых процессами, происходящими внутри него.

Организм человека - сложная электромагнитная система, генерирующая биотоки, а также электрические и магнитные и другие физические поля, которые называются собственными физическими полями организма человека. Это внешние физические поля человека, являющиеся отражением его внутринних физических полей. Источниками внутренних физических полей \электрических и магнитных \ являются электрические импульсы клеток организма и постоянно текущие биотоки.

Постоянно текущие в организме биотоки - ионные потоки, плотность которых в значительной степени зависит от психологического и физического состояния организма. Ионные токи - источник напряженности электромагнитных полей на поверхности кожи, в каждом органе, клетке.

Плотность тока, а соответственно и напряженность электромагнитного поля являются с одной стороны источником информации о физическом и психологическом состоянии организма, с другой - импульсом к физиологическому действию того или иного органа.

Основными движущими силами, приводящими в движение ионы, а следовательно ответственными за появление биотоков, являются ионные насосы и ритмическая работа сердца.

Основные проводники биотоков - особые каналы, обладающие низким электрическим сопротивлением человеческого тела.

Такими каналами в живом организме являются центральная нервная система и сердечно-сосудистая система.

Кровь в движении - движение электрических зарядов, электрический ток. Любой ток, в том числе и в живых тканях создает вокруг себя электромагнитное поле.

Нервная система представляет собой единую сложную электрическую цепь. Нервные импульсы - импульсы электрического тока. Они порождают электромагнитные поля, регистрируемые как на теле человека, так и на удалении от него. Эти поля отражают характер электрического тока того органа,который их породил. Поэтому сердце имеет свое электромагнитное поле, печень свое и т. д. Кроме того каждой функции любого органа присуще свое электромагнитное поле.

Величина силового магнитного поля, создаваемого вокруг живых тканей зависит от электрического потенциала биологических клеток этих тканей.

Различают потенциал покоя и потенциал действия.

Потенциал покоя - потенциал наблюдаемый в состоянии покоя мембран клеток биологических тканей.

Потенциал действия \ электрический импульс, электрический ток\ - быстрый рост мембранного потенциала во время возбуждения биологических тканей и проводящей системы импульсов.

Электрический потенциал изменяется во времени, в результате чего изменяется и силовое поле вокруг органа, обладающего данным потенциалом.

Зависимость электрического потенциала или ткани от времени называется электрограммой, а диагностический метод исследования - электрографией

Электрографический метод находит свое применение для диагностики целого ряда органов: сердца, головного мозга и др.

Эти силовые потенциалы фиксируются и на определенном расстоянии от человеческого тела. Причем их величина по мере удаления от человеческого тела постоянно уменьшается.

Силовые линии электромагнитных полей, фиксируемые вокруг тела человека, носят название биополе.

В научных трудах ученых биофизиков, биологов, неврологов уделяется значительное внимание теоретическим и практическим вопросам биоэлектрического потенциала, электромагнитного поля, торсионного поля. Однако отсутствует единое представление, единая картина, объединяющая все эти явления.

В данной работе делается попытка представить человека целостной электромагнитной системой, отражающей внутренние электрические и физиологические процессы.

Электрический ток в организме человека.

Электрический ток в организме человека - постоянный поток ионов, электрических импульсов, постоянное перемещение ионов между внутренней и внешней сторонами мембраны.

Достигается это благодаря обладанию мембраной потенции, \ электрическим потенциалом\.

Электрический потенциал - возможности мембраны по перемещению электрических зарядов. В роли зарядов выступают заряженные химические частицы - ионы натрия и калия а также кальция и хлора. Из них только ионы хлора заряжены отрицательно \ -\, а остальные - положительно \ +\.

Обладая электрическим потенциалом, мембрана перемещает в клетку и из клетки с помощью ионных насосов указанные выше ионы.

В электрическом отношении клеточная мембрана представляет собой оболочку, обладающую разной проницаемостью для разных ионов. В невозбужденной клетке мембрана более проницаема для К+,и Сl. Поэтому ионы К+ в силу концентрационного градиента стремятся выйти из клетки, перенося свой положительный заряд во внеклеточную среду. Ионы Cl, наоборот, входят внутрь клетки, увеличивая тем самым отрицательный заряд внутриклеточной жидкости. Такое перемещение приводит к поляризации клеточной мембраны невозбужденной клетки. Наружная ее поверхность становится положительной, а внутренняя - отрицательной. В этом положении микроэлектроды регистрируют так называемый трансмембранный потенциал покоя \ ТМПП\, имеющий отрицательную величину\ -90мВ \2 с.7\.

При возбуждении клетки резко увеличивается проницаемость мембраны клетки для ионов Na, которые быстро устремляются внутрь клетки. При этом меняется заряд мембраны. Внутренняя поверхность становится положительной, а наружная -отрицательной. При этом наблюдается потенциал действия, достигающий +20мВ. Т.е. потенциал изменяется от -90мВ до +20мВ.\2с.7\. Для того, чтобы каналы оказались прозрачными для ионов натрия, достаточно уменьшить напряжение на 20 мВ. С учетом электропроводности и структуры нервных тканей этому состоянию соответствует усредненное состояние электрического поля 40В\м и плотность тока

4А\м2.\3\.

Согласно многочисленным исследованиям воздействия электромагнитных полей на человека неопасной считается плотность тока в организме человека около 10мА\м2,что соответствует при частоте 50Гц напряженности внешних полей 20кВ\м и 4кА\м \3\.

Любая клетка организма, его отдельные органы или организм в целом могут находится в двух физиологических состояниях - физиологическом покое и активном, деятельном состоянии.

В состоянии физиологического покоя между содержимым клетки и внеклеточной жидкостью существует разность потенциалов которая именуется мембранным потенциалом \ МП \ или потенциалом покоя \ ПП \.

В состоянии покоя внутри клетки регистрируется отрицательный заряд. В скелетной клетке он составляет - 90 мВ, в гладко - мышечной около -30мВ, в нервной - от -40 до -90мВ, в секреторной - 20мВ\ 25 с. 53 55\. В скелетной мышце -60 - -90мВ, сердечной мышце - -80 - -90мВ. \4\.

Активность клетки связана с возникновением потенциала действия. В результате чего заряд мембраны меняется на противоположный +30 мВ. После этого происходит возврат уровня потенциала к исходному. Учитывая что уровень МП,к примеру, в крупных нейронах - около -90мВ, размах пика ПД в них составляет 120мВ, длительность процессов характеризующих ПД - около 1мс. Т.е. электрический импульс в нейроне составляет 120мВ., а его продолжительность 1мс.

Первоисточником электрических импульсов в живом организме человека являются

• атипичные кардиомиоциты \ клетки \ синусового узла сердца,
• клетка \нейрон\ центральной нервной системы,
• нейронная активность глаза.

Мембранный потенциал покоя сердечной клетки составляет - 90мВ, а мембранный потенциал действия -+ 20 мВ \2 с. 7-8 \

Размах пика ПД сердечной мышцы - 110мВ.

Потенциал покоя нейрона головного мозга составляет -70мВ. ,а потенциал действия - + 55мВ, абсолютная амплитуда - 125мВ.\5с. 34\. Собственная частота колебаний головного мозга - 72 - 90 Гц.\6\.

На поверхности тела величина потенциала достигает 03-1В.

Если все электричество, которое вырабатывается живыми тканями человеческого организма на протяжении суток принять за 100%, то 50% этого количества вырабатывается сердцем, 40% мозгом и только 10% органами чувств.

Если человек перенес сильную травму, тогда болевые рецепторы могут вырабатывать до 90% всего количества электрических импульсов, вырабатываемых человеком за сутки.

Как показали исследования, внутренние органы и ткани человеческого организма поглощают около 5% поступающей к ним энергии биотоков. Остальные 95% электричества поступает и сосредоточивается на акупунктурных точках.

Наибольшее количество электричества усваивает сердце - 7%, поперечно полосатая мускулатура \бицепс\ - 6%, желудок - 5%, мозг - 4%, кишечник - 3%, печень и почки - 2%,легкие - 2%, гладкая мускулатура - 1%,кости - 025% \7\.

Основное назначение тока \электрических импульсов\ возникающих в организме человека:

• сокращение сердечной мышцы \импульсы клеток сердца\,
• выработка и передача нервных импульсов \нейронов\.

Перераспределение электрических зарядов на мембране и изменение электрических потенциалов лежат в основе работы нейрона с нервными импульсами\8\.

Источники сердечного импульса.

Эксперименты показывают, что сердечный импульс возникает спонтанно в сино - артериальном узле - деликатной части нервно - мускульной ткани, расположенной в мышечной стенке правого предсердия, самой маленькой камере сердца Этот крошечный островок обладает замечательным и уникальным свойством - спонтанно генерировать свои собственные врожденные электрические импульсы \ 9\.

Синусовый узел - группа специализированных клеток,расположенных в стенке правого предсердия впереди от отверстия верхней полой вены. Мембрана этих клеток характеризуется повышенной проницаемостью для натрия и кальция. Медленный ток натрия, в результате чего потенциал покоя синусового узла составляет \ -50 - -60мВ\ и имеет три важных следствия:

• постоянную инактивацию быстрых натриевых каналов,
• потенциал действия с порогом -40мВ,обусловленный в первую очередь движением ионов через медленные каналы,
• регулярную спонтанную деполяризацию.

В диастолу поступление натрия в клетку приводит к тому, что мембрана клетки постепенно становится все менее отрицательной. Когда достигается пороговый потенциал, то открываются кальциевые каналы, уменьшается проницаемость мембраны и развивается потенциал действия. Восстановление нормальной проницаемости кальция возвращает клетки синусового узла в состояние покоя \10\.

Импульсные возбуждения, исходящие из синусового узла, называются синусовым импульсом У здорового человека синусовый импульс - электрические импульсы с частотой 60 - 90 в мин. \1 - 07в сек.\,

Проводящая система сердца.

Проводящая система сердца - комплекс анатомических образований сердца \ узлов, пучков, волокон \ состоящих из атипичных мышечных волокон \сердечные проводящие мышечные волокна \ и обеспечивающих координированную работу разных отделов сердца \ предсердий и желудочков\, направленную на обеспечение нормальной сердечной деятельности.

Эти пучки и узлы, сопровождаемые нервами и их рецепторами, служат для передачи импульсов с одного отдела сердца на другое, обеспечивая последовательность сокращения миокарда отдельных камер сердца \11\.

Импульс возбуждения, исходящий из синусового узла, выйдя за его пределы, охватывает возбуждением правое предсердие, в котором находится синусовый узел. Далее, по проводящей системе, а именно по межпредсердечному пучку Бахмана, электрический импульс переходит на левое предсердие и возбуждает его. Скорость проведения импульсов в предсердиях 1м\сек \12\.

Одновременно с возбуждением предсердий. импульс, выходящий из синусового узла направляется к нижней веточке Бахмана, к атриовентрикулярному \ предсердно - желудочковому \ соединению. В нем происходит физиологическая задержка импульса \ замедление его проведения. Проходя по атриовентрикулярному соединению, электрический импульс не вызывает возбуждение прилежащих слоев.

Импульс, возникший в синусовом узле, в нормальных условиях, быстро распространяется предсердиям к АВ-узлу. АВ-узел расположен с правой стороны межпредсердечной перегородки, впереди над перегородочной створкой трехстворчатого клапана.

В АВ-узле выделяют три отдельные области: верхнюю, среднюю и нижнюю. Средняя область АВ-узла обладает внутренней спонтанной активностью \ автоматизмом \, в то время. как верхняя и нижняя не способны вырабатывать импульсы. В физиологических условиях водителем ритма является синусовый узел, потому что частота его спонтанной диастолической деполяризации выше, чем в верхней и нижней областях АВ-узла, где она составляет 40-60 колебаний в минуту.

Любой фактор, уменьшающий частоту деполяризации синусового узла или увеличивающий автоматизм верхней и нижней областей АВ-узла способствует возникновению АВ-узлового ритма. \10\.

Импульсы из синусового узла достигают АВ-узел через 0,04 сек. и покидают его через последующие 0,11 сек. Эта задержка связана с низкой скоростью проведения возбуждения в тонких волокнах внутри АВ-узла, что в свою очередь определяется активацией медленных кальциевых каналов. Напротив, проведение импульса между примыкающими друг к другу клетками в желудочках определяется активацией и инактивацией быстрых натриевых каналов. Волокна, отходящие от нижней части АВ-узла,образуют пучок Гисса. Эта специализированная группа волокон проходит в межжелудочковую перегородку, а затем разделяется на левую и правую ножки. Электрический заряд достигает проводящих путей желудочков, представляемых пучком Гисса, и проходит по этому пучку. Следует отметить, что желудочки сердца возбуждаются в определенной последовательности. Сначала, в течении 0,03 сек. возбуждается межжелудочковая перегородка. Затем возбуждается верхушка сердца и примыкающие к ней области. И в последнюю очередь возбуждается основание сердца. Продолжительность возбуждения основания сердца составляет 0,02 сек.

Охватив возбуждением желудочки, импульс, начавший путь из синусового узла, угасает, потому что клетки миокарда не могут долго оставаться возбужденными. В них начинаются процессы восстановления первоначального состояния, бывшего до возбуждения \13\.

Импульсу, возникшему в синусовом узле, необходимо менее 0,2сек для деполяризации всего сердца \10\.

Особенностью клеток миокарда является то, что в естественных условиях потенциал покоя сосредоточивает около -90мВ и определяется концентрационным градиентом ионов К+.

Потенциал действия миокарда предсердий, сердечных проводящих миоцитов \волокна Пуркинье\ и миокарда поджелудочков обусловлены повышением натриевой проницаемости, т.е. активацией быстрых натриевых каналов клеточной мембраны. Во время пика потенциала действия происходит изменение знака мембранного потенциала \ с -90 до +30мВ.

В клетках рабочего миокарда \предсердия, желудочков \ мембранный потенциал \в интервалах между следующими друг за другом потенциалов действия\ поддерживается на более или менее постоянном уровне. Одновременно в клетках синусно-предсердного узла, выполняющего роль водителя ритма сердца, наблюдается спонтанная диастолическая деполяризация. При достижении критического уровня примерно -50мВ. возникает новый потенциал действия. На этом механизме основана авторитмическая активность сердечных клеток. Биологическая активность этих клеток имеет важные особенности: 1\ малую крутизну подъема потенциала действия, 2\ медленную реполяризацию, плавно переходящую в фазу быстрой реполяризации, во время которой мембранный потенциал достигает -60мВ \вместо -90мВ в рабочем миокарде, после чего начинается фаза медленной диастолической деполяризации. Сходные черты имеет электрическая активность клеток предсердно-желудочкового узла, однако скорость спонтанной диастолической деполяризации у них значительно ниже, чем у клеток синусно-предсердного узла. Соответственно ритм их потенциальной активности меньше \14\. В клетках синусового узла потенциал покоя составляет \-50мВ\. В мышечных волокнах предсердий величина мембранного потенциала составляет 80-90 мВ., в волокнах желудочков и пучка Гисса \-90мВ.\,а в волокнах Пурькинье -96мВ. Для синотриального и атриовентрикулярного узла характерна меньшая величина мембранного потенциала \-50- -65мВ \15\.

Все показания потенциала покоя и потенциала действия отделов проводящей системы сердца сведены в таблицу

Таблица

Потенциал покоя и потенциал действия отделов проводящей системы сердца.

	потенциал покоя \мВ\	потенциал действия \мВ\
Синусовый узел	50 - -60
Мышечные волокна предсердий	80 - -90
Волокна желудочков
Пучок Гисса
Волокна Пуркинье
Синоатриальный узел	50 - -65

Импульсы возбуждения запускают процесс сокращения сердечных мышц. Процесс сокращения запускается ионами кальция, входящими в клетку во время потенциала действия. При реполяризации мембраны происходит удаление ионов кальция из клетки в межклеточную жидкость, в результате чего наступает расслабление мышечного волокна\16 с.333\. Возбуждение в сердце возникает периодически благодаря тому, что оно обладает таким свойством, как автоматизм \17 с.337\.

Сокращение сердца сопровождается изменением давления в его полостях и артериальных сосудах, возникновением тонов сердца, появлением пульсовых волн и т.д.\42 с.340\. При этом давление в правом желудочке в процессе сердечного цикла изменяется от 0 до 16 – 30 мм. рт. ст. В левом желудочке – от 0 до 81 – 120 мм. рт ст., в предсердиях – от 0 до 6 – 8 мм. рт ст. \ Википедия\

Пульсовые волны – наш пульс. Скорость пульсовой волны от 7 до 15м\сек Она в 10 – 15 раз превосходит скорость крови, и обгоняя ее, как бы подталкивает ее сзади.

Каждый из нас знаком с электростатическим электричеством. Типичным примером стати ческого электричества будет снятие одежды в темной комнате, в таких случаях можно видеть явление схожее даже с разрывом небольшой молнии. Статическое электричество широко распространено в обыденной жизни. Если, например, на полу лежит ковер из шерсти, то при трении об него человеческое тело может получить электрический заряд минус, а ковер получит заряд плюс. Другим примером может служить электризация пластиковой расчески, которая после причесывания получает минус заряд, а волосы получают плюс заряд. Накопителем минус-заряда нередко являются полиэтиленовые пакеты, полистироловый пенопласт. Сегодня мы поговорим о том, какие угрозы для здоровья может представлять собой электростатическое электричество и как простыми способами избежать этого. Забавно, но люди научились защищать от вредного воздействия статического электричества здания, промышленную технику, бытовые приборы и даже специальный аэрозоль, чтобы к о дежде ничего не липло (антистатик). Позаботились обо всем, кроме своего здоровья.

Немного теории.

Откуда берется электростатическое электричество? Причиной явления становится трение или же соприкосновение двух разнородных веществ диэлектриков. В этом случае атомы одного из веществ отрывают электроны другого. Между двумя телами возникает разность потенциалов. После того как тела разъединятся, каждое сохранит свой заряд, а разность потенциалов.

Электростатические заряды генерируются, в основном, при разделении различных материалов. Например, при отслаивании пленки, смешивании не проводящих ток жидкостей или при хождении по полу с изолирующим покрытием, таким, как покрытие PVC (ПХВ), ковровое или ламинатное (тонкослойное) покрытие. Электростатические поля нельзя осознанно ощутить органами чувств. То, что мы можем почувствовать, представляет собой либо сильное электрическое поле, либо электрический импульс разряда. В таком случае, однако, он по величине не больше электростатического заряда.

Человек-генератор.

Способностью накапливать положительные заряды характеризуются все части тела человека, начиная с кожи и волос. Возникновение статического заряда становится возможным при любом контакте с полимером. Чаще всего оно возникает в результате трения, в сутки ты совершаешь миллионы телодвижений, именно поэтому ты являешься отличным генератором статического электричества. И чем больше на тебе синтетических вещей, тем большие яркие «карманные молнии» ты можешь метать.

Трибоэлектрический заряд.

Примерами могут послужить самые элементарные вещи: ходьба является одним из самых больших источников трибоэлектрического заряда. При ходьбе происходит контакт подошвы обуви с напольным покрытием, а затем их последующее разделение. При этом данное действие происходит многократно. Человеческое тело является хорошим проводником, что позволяет ему проводить и накапливать заряды, образующиеся в ходе разделения двух материалов. Еще одним примером могут служить конвейерные ленты, приводные ремни и другие движущиеся части механизмов и машин, которые становятся источником трибоэлектрического заряда.

Количество сгенерированного заряда зависит от типа материалов, окружающей среды и скорости разделения материалов. Такие материалы, как пластики, генерируют статическое электричество во много раз интенсивнее, чем проводящие материалы. Хорошим примером является такой изоляционный материал как скотч-лента, изготовленная из пластика. Обратите внимание, что грязь стремится к пластиковой ленте, всякий раз, когда происходит ее отделение от рулона. Это вызвано тем, что на ленте генерируется статический заряд во время разделения материалов. При помощи заряженной ленты может быть приподнят кусочек бумаги.

Новые материалы в нашем окружении.

Наши далекие предки вели тяжелую жизнь. Жили в пещерах, кутались в звериные шкуры и, уходя на охоту, не знали, удастся ли что-нибудь добыть. Статического электричества на них практически не было, так как люди находились в постоянном контакте с землей.

Время шло, человечество все больше изолировало себя от почвы, начав носить одежду и обувь. Правда, шили их все-таки из натурального сырья. А кроме того, люди «заземлялись», когда мокли во время дождя. Однако человечество развивалось и придумало зонтик. Следом — резину, а затем синтетические материалы.

Так началась эра статического электричества. Непроводящие электричество синтетика и резина стали одеждой и обувью человека. Они также стали входить в состав стен, напольных покрытий, мебели. Мало того, что одежда из этих материалов мешает «стекать» с тела человека статическому электричеству, она при каждом движении еще и вырабатывает дополнительную порцию электричества. В итоге человек становится похож на генератор.

Прямое негативное влияние электростатического электричества на здоровье.

Статическое электричество в быту не формирует мощных зарядов, однако может вызывать некоторые неприятности со здоровьем. Длительное воздействие энергии статического электричества представляет некоторую опасность для здоровья человека, в частности для сердечно-сосудистой и центральной нервной системы. К сожалению сейчас очень мало исследований по отдаленному действию избытка электростатического заряда на здоровье, поэтому точно оценить степень вреда не возможно . Но в любом случае она не критична. В настоящее время проблема непосредственного воздействия слабых электрических полей на здоровье человека интенсивно изучается.

Нарушения сна.

Если человек спит, статическое электричество проявляет себя в раздражении нервных окончаний на коже. У человека меняется сосудистый тонус, наблюдаются системные сдвиги, могут возникнуть отклонения в работе нервной системы, повышается утомляемость, а сон не приносит облегчения. Всем синтетическим изделиям, в том числе подушкам и одеялам с искусственным наполнителем, присущи отрицательные свойства: они электризуются, насыщаясь зарядами статического электричества. Как правило, ткани, использующиеся для изготовления чехлов подушек с синтетическим наполнителем, имеют состав — 100% полиэстер.

Повышенная электростатичность может влиять на здоровье и самочувствие человека. Особенно это заметно во время сна, когда человек максимально спокоен и расслаблен. Двигаясь во сне, человек создает напряжение между матрасом, постельным бельем и собственной одеждой. Это можно понять по характерному треску и щелчкам электрических разрядов. Разряды могут быть достаточно чувствительны, в результате человек не может полностью расслабится.

Разряд.

Когда человек, тело которого наэлектризовано, дотрагивается до металлического предмета, например трубы отопления или холодильника, накопленный заряд моментально разрядится, а человек получит легкий удар током. Электростатический разряд происходит при очень высоком напряжении и чрезвычайно низких токах . Даже простое расчесывание волос в сухой день может привести к накоплению статического заряда с напряжением в десятки тысяч вольт , однако ток его освобождения будет настолько мал, что его зачастую невозможно будет даже почувствовать.

Именно низкие значения тока не дают статическому заряду нанести человеку вред, когда происходит мгновенный разряд. Скачкообразная электрическая искра может вызвать ощущение боли и, следовательно, привести к опасным ситуациям, например, падению тяжелых объектов, проливанию горячих или огнеопасных жидкостей, а также ранению вследствие неконтролируемых движений. Возможно также возгорание от воздействия электрических искр легковоспламеняющихся чистящих составов и растворов.

Разряд статического электричества для человека в принципе не представляет особой опасности. Но не стоит забывать о возможных вторичных последствиях. Разряд неприятен и часто вызывает непроизвольную резкую реакцию и сокращение мышц. Иногда такое сокращение может вызвать травму — например, при работе с оборудованием.

Большое количество электроприборов вокруг нас.

Любой электрический прибор, будь то кухонный комбайн, ноутбук, монитор компьютера или пылесос, обязательно несет в себе электростатический заряд, который «охотно» переходит в человека при контакте. Такой «переход» может вызывать, а может и не вызывать болезненные ощущения, но он однозначно вреден для человеческого организма. Компьютеры, оргтехника, да и любые электроприборы создают при работе электростатические поля, в зоне действия которых попадают самые разные предметы - от мебели и корпусов этих самых электроприборов до мельчайших пылинок. В системном блоке каждого компьютера имеется как минимум 2 вентилятора. Гоняя воздух, эти вентиляторы выдувают наружу наэлектризованные пылинки, которые затем, не теряя заряда, оседают в том числе и на нашей коже, и в дыхательных путях. Еще один значимый «накопитель» зарядов статического электричества – экран монитора и телевизоры.

Пыль

Очень серьезной угрозой для здоровья и электроприборов является накопление пыли при скоплении электростатического электричества. Пыль может переносить и накопаливать большое количество аллергенов и токсинов, серьезно раздражать дыхательные пути. Также пыль затрудняет поддержание чистоты помещений. Большинство пластиков могут накапливать статические заряды и, вследствие этого, притягивать к себе различные загрязнения, которые становились причиной различных домашних и производственных проблем.

Пожарная безопасность

Конечно, маловероятно, что от статического электричества воспламенятся предметы из твердых материалов. А вот с горючими жидкостями дела обстоят иначе. Мощности искры, которая образуется от разряда, возникающего на синтетической одежде или обуви, вполне хватит, чтобы воспламенить смесь паров воздеха и таких общедоступных бытовых легковоспламеняющихся жидкостей, как бензин, керосин, растворители. Пользоваться этими жидкостями в плохо проветриваемом, сухом помещении, находясь при этом в синтетической одежде и обуви с резиновой подошвой, крайне небезопасно.

Все эти факторы увеличивают возможность образования статического заряда. Любые вращающиеся детали машин, которые не заземлены, тоже являются генераторами статического заряда. Помимо этого генерировать заряд запросто могут сами жидкости, находящиеся в изолированной среде, — например, в пластиковой канистре. Как только ты попытаешься вылить из токонепроводящей канистры топливо в заземленную среду — возникнет воспламенение. Именно по этой причине все бензовозы ездят с металлическими цистернами и свисающей цепочкой, скользящей по асфальту.

Влажность воздуха.

Обязательным «спутником» статического поля является сухой воздух. При влажности выше 80% такие поля практически никогда не формируют т.к. вода является отличным проводником и не позволяет избыточному электричеству накапливаться на поверхности материалов. не ленись проводить влажную уборку. Протрешь мебель сухой тряпкой — пыль тут же вернется, протрешь влажной — надолго сохранишь свое жилище в чистоте. Влажная уборка снимает заряд электричества с поверхности, а значит, предмет перестанет быть магнитом хоть на некоторое время.

В помещениях с хорошей изоляцией, с использованием кондиционеров и нагревательных приборов, как правило, влажность низкая, а электростатический эффект довольно высокий. Необходимо: установить увлажнитель воздуха и периодически открывать окна для проветривания.

Одежда и обувь.

При нормальных атмосферных условиях натуральные волокна (из хлопка, шерсти, шелка и вискозы) хорошо впитывают влагу (гидрофильны) и поэтому слегка проводят электричество. Когда такие волокна касаются других материалов или трутся о них, на их поверхностях появляются избыточные электрические заряды, но на очень короткое время, поскольку заряды сразу же стекают обратно по влажным волокнам ткани, содержащим различные ионы.

В отличие от натуральных, синтетические волокна (полиэфирные, акриловые, полипропиленовые) плохо впитывают влагу (гидрофобны), и на их поверхностях имеется меньшее количество подвижных ионов. При контакте синтетических материалов друг с другом они заряжаются противоположным зарядами, но так как эти заряды стекают очень медленно, материалы прилипают друг к другу, создавая неудобства и неприятные ощущения. Кстати, волосы по структуре очень близки к синтетическим волокнам и тоже гидрофобны, поэтому при контакте, например, с расческой они заряжаются электричеством и начинают отталкиваться друг от друга.

Простой способ перестать быть ходячим источником статического электричества – отказаться (ограничить) от одежды из синтетических материалов. Альтернатива – лен, хлопок, шелк, кашемир, шерсть. Конечно, это не панацея, но положительный эффект будет ощутимым. В натуральной, хорошо впитывающей влагу ткани «озорные» электроны тихо сидят и не выстраивают пространственные структуры в виде электростатических полей.

Обмануть статическое электричество можно при помощи металлических предметов. Пристегнутая к внутренней стороне пиджака булавка, металлические плечики в шкафу и даже мелочь в кармане брюк обладают особой притягательностью для статического электричества. В процессе накопления электрический потенциал будет отбираться металлическими предметами, находящимися в контакте с вашей одеждой. Протяните вашу одежду через металлический тремпель. Сразу, перед тем как наденете одежду, протяните металлический тремпель через внутреннюю поверхность одежды. Металл разрядит электрический заряд, тщательно удаляя его. Вы можете добиться такого же эффекта, протянув любой другой металлический предмет через одежду.

Любая обувь с подошвой из синтетических материалов является накопителем электрического потенциала. Другое дело – полностью натуральные туфли, ботинки, сапоги. Конечно, это не самый доступный, а иногда и удобный вариант. Но все-таки такой обуви следует отдавать предпочтение. Она выигрывает не только возможностью естественного «заземления», но и более гигиенична.

Заземление.

Обязательно заземлять бытовое оборудование, но можно этим не ограничиваться. Коврик, помещенный на письменный стол, проводит контакт через предплечья или кисти, разложенный на полу — через ступни, если покрыть им сиденье стула — через ягодицы, а если его поместить в кровать — то через любую часть тела, которая соприкасается с ним. Нормальное отделение пота, проступающего через слои ткани одежды, нижнего белья, носков или длинных рукавов, обеспечивает различные степени проводимости.

В производстве ковриков используется металлизированное волокно и проводники вкупе с проводом, подсоединенным к заземляющей розетке в стене или к заземленному стержню снаружи помещения. Старайтесь не применять модные ныне нейлоновые покрытия - такой коврик только увеличивает возможность накопления электростатического заряда. В далекие советские времена, в производстве с полевыми полупроводниками фигурировал способ снятия статического электричества ионизацией воздуха.

Одним из наиболее действенных способов борьбы со статическим электричеством считается заземление оборудования, ёмкостей или промышленных трубопроводов. С помощью такого заземления образующиеся на поверхности оборудования статические заряды отводятся («стекают») в землю, что препятствует их накапливанию до величины, которая способна вызвать искру. Для большей надёжности все заземлители соединяются между собой и превращаются, таким образом, в идеальную заземляющую конструкцию.

Антистатические материалы (половые материалы, добавки к краске и др.)

Чтобы избавиться от статического электричества, поверхность одежды или другого предмета можно смазать веществом, которое удерживает влагу и этим увеличивает концентрацию подвижных ионов на поверхности. После такой обработки возникший электрический заряд быстро исчезнет с поверхности предмета или распределится по ней.

Гидрофильность поверхности можно увеличить, смазав ее поверхностно-активными веществами, молекулы которых похожи на мыльные молекулы — одна часть очень длинной молекулы заряжена, а другая нет. Вещества, препятствующие появлению статического электричества, называют антистатиками. Антистатиком является, например, и обычная угольная пыль или сажа, поэтому, чтобы избавиться от статического электричества, в состав пропитки ковролиновых покрытий и обивочных материалов включают так называемую ламповую сажу. Для этих же целей в такие материалы добавляют до 3% натуральных волокон, а иногда и тонкие металлические нити.

С особой осторожностью нужно относиться к современным строительным и отделочным материалам. Взять хотя бы ковролин – это готовый генератор статического электричества. Для того, чтобы понять, зачем нужны антистатические полы, достаточно перечислить проблемы, к которым приводит накопление статического электрического заряда на поверхности пола: наэлектризованная поверхность удерживает пыль и грязь, поэтому гораздо труднее убирается; накопление заряда влияет на работу электронных систем, особенно чувствительных электронных приборов, вплоть до выведения их из строя; негативно влияет на здоровье.

Антистатическая добавка обеспечивает передачу электрического заряда на влагу воздуха. На антистатических лакокрасочных материалах не накапливается грязь и пыль. Поэтому убирать такие помещения несложно. Способность лакокрасочных материалов отталкивать грязь и пыль сохраняется в течение всего периода эксплуатации обработанной поверхности. Процент ввода антистатической добавки зависит от степени требуемого антистатического эффекта, как правило, достаточно 1-2%. Показателем действия антистатического агента является время стекания заряда (разряда), то есть время в течение которого заряд уменьшается наполовину от первоначального значения. При введении в пленку из ПЭВД толщиной 30мкм антистатика в количестве 2% время разряда составляет 0.01сек, т. е. немедленный разряд.

Учебник физики

Наука и жизнь

http://www.mhealth.ru/blog/grajdanskaya-samooborona/24892.php

http://electroandi.ru/elektrichestvo-i-magnetizm/staticheskoe-elektrichestvo.html

http://stroy-profi.info/archive/11420

http://elementy.ru/nauchno-populyarnaya_biblioteka/431100/Chto_mozhet_elektrostatika

http://bestolkovyj.narod.ru/kak-ubrat-elektrostatiku/