人体是如何产生电的?又是如何使用电的?

由:茱莉亚•莱顿|

我们身体产生的电流是突触、信号甚至心跳发生的原因。查看更多心的照片
Craig Zuckerman/Visuals Unlimited/盖蒂图片社

没有你现在就不会读到这篇文章了。这并不是因为你的电脑不工作。这是因为你的大脑不工作。

我们所做的一切都是由贯穿我们身体的电信号控制和激活的。正如我们在物理学导论中学到的,一切都是由原子原子是由质子、中子和电子组成的。质子带正电荷,中子带中性电荷,电子带负电荷。当这些电荷失去平衡时,原子要么带正电,要么带负电。一种电荷和另一种电荷之间的转换允许电子从一个原子流向另一个原子。这种电子流动,或者说负电荷,就是我们所说的电。因为我们的身体是由大量的原子组成的,所以我们可以发电

广告

当我们谈论神经系统向大脑发送“信号”,或者突触“放电”,或者大脑告诉我们的手围绕门把手收缩时,我们谈论的是在a点和b点之间传递信息的电流电缆带有0和15的信号,传递《法律与秩序》除了在我们的身体里,电子不是沿着电线流动;相反,一个电荷从一个原子跃出细胞到下一个,直到到达目的地。

电是生存的关键。电信号速度很快。它们允许对控制消息进行几乎即时的响应。如果我们的身体完全依赖于,比如说,化学物质的运动来告诉我们当有东西追赶我们时,为了加速,我们可能很久以前就灭绝了。

当我们处于危险中时,那些告诉我们的心脏加速的关键信号来自我们心脏中的一群细胞,叫做窦房结,或窦房结。它位于右心房,它控制着我们的心跳和心脏的运动从心脏到我们身体的其他部位。它是我们身体的天然起搏器,它使用电子信号来设定节奏是什么决定了你的心脏的节奏?).但我们的脉搏并不是唯一依赖于细胞产生的电脉冲的东西。几乎我们所有的细胞都能发电。

在这篇文章中,我们将看看电在身体中的作用,并找出我们是如何产生它的。

起点很简单:现在,你身体里任何不主动发送信息的细胞都带有轻微的负电荷。从这里开始变得有趣了。

广告

人类的电压

被闪电击中通常足以破坏你身体的电子系统。”width=
被闪电击中通常足以破坏你身体的电子系统。
吉姆·里德/科学派系/盖蒂图片社

消极是你细胞的自然静止状态。这与细胞内外钾离子和钠离子之间的轻微不平衡有关,这种不平衡为你的电容量奠定了基础。

你的细胞膜有一个通常被称为钠钾门的把戏。这是一个非常复杂的机制,但这些门的简单解释,以及它们如何产生电荷,是这样的:

广告

在静止状态下,细胞内部的钾离子比钠离子多,细胞外部的钠离子也多。钾离子是带负电的,所以细胞内部带一点负电荷。钠离子带正电,所以细胞膜外的区域带正电。然而,在静息状态下,没有足够大的电荷差来发电。

当身体需要从一个点向另一个点发送信息时,它就会打开这扇门。当膜门打开时,钠离子和钾离子可以自由进出细胞。带负电荷的钾离子离开细胞,被膜外的正电荷吸引,带正电荷的钠离子进入细胞,向负电荷移动。结果是两种离子浓度的切换——以及电荷的快速切换。这有点像在1和0之间切换——这种正负之间的切换产生了一个电脉冲。这个脉冲触发下一个细胞的门打开,产生另一个电荷,以此类推。以这种方式,电脉冲从a移动神经从脚趾到大脑中负责感知的部分疼痛

这也是窦房结告诉心脏的方式肌肉去契约,如何你眼睛告诉你的大脑,他们刚刚看到的是“大脑”这个词,以及你是如何理解这篇文章的。

因为一切都依赖于这些电子信号,所以你身体电子系统的任何故障都是一个真正的问题。当你得到电击,它会中断系统的正常运行,有点像电涌。震惊于…闪电水平会导致你的身体停止运转。电过程不再起作用了——它被烧坏了。也有一些不太严重的问题,比如窦房结失火,导致a心脏跳动(一次额外的心跳),或者心脏供血不足导致起搏器紊乱,导致心脏的其他部分开始发出脉冲。有时这就是导致某人死亡的原因冠状动脉疾病或动脉狭窄。如果心脏不断被告知要收缩,它就永远不会完全收缩,它就不能向身体的其他部位输送足够的血液,导致缺氧和可能的心脏病发作中风

有这么多的电流到处跳动,身体似乎是一个真正伟大的电源。但人类真的能给黑客帝国提供动力吗?可能不会。人体只能产生10到100毫伏的电压[来源:纳米]。阴极射线管需要大约25000伏的电压才能在电视【来源:物理概况]。另一方面,如果机器能收集到数百万条电鳗,它们就会充满活力。一条鳗鱼能产生600伏的电流[来源:物理概况]。

欲了解更多关于人体电气系统和相关主题的信息,包括松下的人体电池研究,请浏览下一页的链接。

广告

最初发布:2008年9月22日

人体产生电常见问题解答

人体内有多少电?
科学家们一致认为,人体在静止状态下平均可以产生大约100瓦的能量。这些电能足以点亮一个灯泡。有些人有能力输出超过2000瓦的功率,比如在短跑时。
哪一种神经系统疾病会使人有触电的感觉?
电击的感觉大多与艾尔米特氏症有关。它的发生是因为免疫系统攻击神经纤维并破坏髓磷脂,从而减慢神经之间的信号传递。你扭动脖子的时候可能会有感觉。艾尔米特的病不会危及生命,但感觉不方便。
当电流通过你的身体时会发生什么?
电流会造成组织损伤,并可能引发心脏骤停。在许多情况下,人类被认为是电的良导体,并为电子流动提供了可行的途径。如果一个人死于电击,他们的死亡被归类为触电。
人体的安全电压是多少?
高于50伏的电压是危险的,但致命的不是电压,而是电流和你暴露在电压下的时间。有人死于低至42伏的电压。

更多信息

相关HowStuffWorks文章

更多精彩链接

来源

  • 人体内的电。问一个科学家。http://www.newton.dep.anl.gov/askasci/bio99/bio99800.htm
  • 人体内的电。Signalife。http://www.signalife.com/Pages/WhitePapers/WP-ElectricityInTheBody.pdf
  • 电的生命火花。儿童科学新闻。http://www.sciencenewsforkids.org/articles/20031001/Feature1.asp
  • 心脏电系统。儿童心脏研究所。http://childrensheartinstitute.org/educate/heartwrk/elechhse.htmPalpitations。
  • eMedicineHealth。http://www.emedicinehealth.com/palpitations/article_em.htm
  • 来自血液的能量可能会导致“人体电池”。悉尼先驱晨报。2003年8月4日。http://www.smh.com.au/articles/2003/08/03/1059849278131.html

游戏

广告

加载……