Электричество и человек
Электричество – на редкость интересная, удивительная область, отрасль человеческого знания. Это пример силы и слабости человеческого общества, поставившего свою жизнь в зависимость от искусственно добываемой энергии. Поистине мы стали пленниками джина, выпущенного из бутылки. Однако прогресс не остановим.
Гигантские генераторы и агрегаты мощностью в сотни тысяч и миллионов киловатт работают на фабриках электричества, которые мы привыкли называть электростанциями. В то же время на полигонах и в лабораториях ведутся испытания моделей, рассчитанные ещё на более высокие напряжения. Наши ученые на всех этапах развития науки об электричестве вносили в неё ощутимую лепту. В эпоху изучения статического электричества это были Ломоносов и Рихман, Эпинус, во время «гальванизма» – Василий Петров, на пороге электротехники стояли Ленц и Якоби. Их эстафету подхватили Яблочков и Лодыгин, Чиколев и Доливо-Добровольский… Невозможно назвать имена всех выдающихся ученых и инженеров, создавших и создающих для нас тот удивительный электрический мир, в котором мы живем.
Разумеется, картину мира, какую рисует современная физика, нельзя считать законченной. Вся история развития физики скорее свидетельствует о неисчерпаемости свойств природы, о непрекращающемся вскрытии новых, всё более глубоких закономерностей.
Поэтому и в такой развитой области знаний, как физика, нельзя исключить дальнейших сюрпризов – наоборот, их появление вполне закономерно. Однако несомненно, что новые, даже самые поразительные открытия будут только углублять и расширять современную физическую картину мира.
Мы много знаем о ней, но об ещё большем, мы в этом уверены, пока даже не догадываемся…
Приложение
Лабораторная работа
Определение сопротивления тканей человека
постоянному и переменному электрическому току
Цель работы: определить сопротивление тканей тела
человека постоянному и переменному току.
Приборы и принадлежности: элементы электрических цепей,
изображенных на рисунках А и В, проводники,
свинцовые пластинки-электроды, применяемые
для электропроцедур.
Последовательность выполнения работы
Упражнение 1. Определение сопротивления тканей тела
человека постоянному электрическому току.
1) Соберите цепь в соответствии с рисунком А. Выключите
потенциометр. Переключатель П поставьте в положение 1~.
Установите свинцовые пластинки на выбранный участок тела.
2) Замкните ключ и медленным перемещением движка потен-
циометра установите силу тока 100 мкА.
3) Измерьте U и I.
4) Перебросьте переключатель П в положение 2~ и по мак-
симальному отбросу милливольтметра определить ЭДС поляри-
зации.
5) U - E
Вычислите сопротивление R = -------.
I
6) Повторите опыт для другого участка тела.
7) Запишите ответ, сделайте вывод.
Упражнение 2. Определение сопротивления тканей тела
человека переменному электрическому току.
1) Соберите цепь в соответствии с рисунком В. Закрепите
электроды на том же участке тела, что и в упражнении 1.
2) Установите ползунком реостата U=0. Замкните ключ.
3) Медленным перемещением движка установите ток 100 мА.
4) Измерьте U и I. Вычислите сопротивление R.
5) Опыт повторите трижды. (Больше трех измерений де-
лать не рекомендуется, так как скапливающиеся у клеточных
мембран ионы рассасываются медленно, что ведет к искаже-
нию результатов.)
6) Запишите ответ, сделайте выводы.
Рисунок 1 Рисунок 2
---------------------
+300 В + + высокая проводимость
--------------------- ---------------------------
+200 В Е=100 В/м 50 000 м ¦ ¦
--------------------- ¦ ¦ 400 000 В
+100 В ¦ ¦ i =10(-12) А/м2
0 _
//////////////////// - - уровень моря
поверхность Земли
Таблица 1
Баланс электрического заряда Земли
|
Причины перемещения заряда |
Линейная плотность заряда, Кл/км |
|
Токи проводимости атмосферы |
+60 |
|
Токи осадков |
+20 |
|
Разряды молний на Земле |
-100 |
|
Токи с острия |
-40 |
Таблица 2
Электрические характеристики тканей тела человека
|
Вид ткани |
Удельное сопротивление r, Ом*м |
Диэлектрическая проницаемость e |
|
Мышцы |
1,5 |
- |
|
Кровь |
1,8 |
85,5 |
|
Эпидермис (сухой) |
330 000 |
40-50 |
|
Кость (без надкостницы) |
1 000 000 |
6-10 |
Подбор задач
Задача 1.1 Вычислите безразмерную постоянную элект-
ромагнитного взаимодействия
Решение
Электромагнитное взаимодействие определяет структуру
атомов, а следовательно, описывает всю картину явлений в
химии и физике ( за исключением ядерных процессов). Оно
характеризуется безразмерной постоянной электромагнитного
взаимодействия ae = е2 / h*c = 1/137
Задача 1.2 Найдите отношение силы гравитационного взаимодействия электрона и протона к силе их электростатического взаимодействия.
Перейти на страницу: 1 2 3 4 5 6