Фактор внимания влияет на исход электротравм

Нерешенность вопроса о том, что же первично при смертельной электротравме — поражение системы дыхания или остановка сердца, во многом объясняется огромной ролью центральной нервной системы, неожиданно путающей наши представления о механизме действия электрического тока. В одних случаях центральная нервная система форсирует необратимое развитие патологических изменений, в других, наоборот, создает оборонительные (защитные) рубежи против них.

Экспериментальная электротравма не может обеспечить однозначную расшифровку этих загадочных обстоятельств. Слишком сложен основной объект изучения — человек, а поэтому слишком условен перенос на него данных, полученных в ходе экспериментальной электротравмы, причиненной модели, т. е. животному. Условен прежде всего потому, что такой перенос не учитывает состояния центральной нервной системы человека, важнейшая роль которой в исходе поражения электрическим током не подлежит сомнению ...

Как-то в букинистическом магазине мне попалась книга Я.И.Перельмана «Занимательная физика» 1924 года издания. Отпечатанная на оберточной бумаге (а откуда после гражданской войны хорошая бумага), она имела подзаголовок – «Парадоксы, головоломки, задачи, опыты, замысловатые вопросы и рассказы из области физики». Этот подзаголовок в последующих изданиях с детства хорошо известной мне книги почему-то исчез. Просто ради любопытства, мне захотелось узнать, что изменилось в книге за последние 75 лет. Ведь дома у меня было двадцать второе издание этой широко известной учащейся молодежи книги. А наука и техника за это время не топталась на месте.

Мой интерес к Я.И.Перельману подогревала недавно вышедшая в свет книга Г.И.Мишкевича о жизни и творчестве выдающегося популяризатора науки. «Певец математики, бард физики, поэт астрономии» был широко востребован в стране недавно аграрной и отсталой и только начавшей свой путь в число передовых и культурнейших государств мира. И роль Перельмана в этом развитии была далеко не последняя. Он в своих книгах остроумной занимательностью, научной достоверностью и даже изяществом еще в школьные годы способствовал наиболее талантливой части юного поколения избирать будущий свой жизненный путь в служении науке.

В книге-биографии как-то мимоходом отмечено, что Я.И.Перельман в 1916 году работал в Особом совещании правительства России по топливу и, «в связи с плачевным состоянием дровяного отопления Петрограда», впервые в нашей стране предложил перейти на летнее время. О том, что с помощью перевода стрелки часов, можно экономить электроэнергию на освещении давно всем известно. Но каким образом экономятся дрова, я понять не мог.

Этот факт настолько меня заинтересовал, что я решил об этом спросить у автора книги-биографии. Тем более, что в одном из рассказов, купленной мной книги, при расчете расхода энергии на грозовой разряд данные между Перельманом и последующими изданиями, вышедшими уже после смерти популяризатора, отличались почти в сто раз!

Письмо было отправлено и пришедший ответ расставил всё на свои места. Насчет экономии дров объяснение было предельно ясным ...

Экономическая эффективность применения термоэлектрических холодильников по сравнению с другими типами холодильных машин возрастает тем больше, чем меньше величина охлаждаемого объема. Поэтому наиболее рационально в настоящее время использование термоэлектрического охлаждения для холодильников бытового назначения, в охладителях пищевых жидкостей, кондиционерах воздуха, кроме того, термоэлектрическое охлаждение успешно используется в химии, биологии и медицине, метрологии, а также в торговом холоде (поддержание температуры в холодильных камерах), холодильном транспорте (рефрижераторы), и др. областях

В технике широко известен эффект возникновения термоЭДС в спаянных проводниках, контакты (места спаев) между которыми поддерживаются при различных температурах (эффект Зеебека). В том случае, когда через цепь двух разнородных материалов пропускается постоянный ток, один из спаев начинает нагреваться, а другой — охлаждаться. Это явление носит название термоэлектрического эффекта или эффекта Пельтье ...

В начале двадцатого века между специалистами шли ожесточенные споры о преимуществах и недостатках использования для целей электроснабжения цепей постоянного и переменного токов. Сложилось так, что предпочтение было отдано трехфазным цепям переменного тока. Промышленники, подсчитав объемы капитальных затрат на создание систем электроснабжения, выбрали, казалось бы, самый оптимальный вариант.

Решающую роль в повсеместном распространении трехфазных сетей переменного тока сыграла простота получения вращающего момента при минимальном числе фаз. Против постоянного тока выдвигались такие аргументы, как высокая стоимость и малая надежность двигателей, сложность преобразования энергии. Но это было тогда. Что же сейчас? Практический опыт, полученный за многие годы развития электроэнергетики, дает, на мой взгляд, убийственные результаты.

Первое. Из курса теоретических основ электротехники известно, что для передачи максимальной мощности в нагрузку в цепях переменного тока должно выполняться условие равенства сопротивления источника сопротивлению линии и сопротивлению нагрузки. Из этого следует, что теоретически достижимый КПД для цепей переменного тока составляет 33% ...

В 1951 г. английский ученый Лиссман изучал поведение рыбы гимнарха. Эта рыба обитает в мутной непрозрачной воде в озерах и болотах Африки и поэтому не всегда может для ориентации пользоваться зрением. Лиссман предположил, что эти рыбы, подобно летучим мышам, используют для ориентации эхолокацию.

Удивительная способность летучих мышей летать в полной темноте, не натыкаясь на препятствия, была обнаружена очень давно, в 1793 г., т. е. почти одновременно с открытием Гальвани. Это сделал Лазаро Спалланцани - профессор университета в Павии (того, где работал Вольта). Однако экспериментальное доказательство того, что летучие мыши издают ультразвуки и ориентируются по их эху, было получено только в 1938 г. в Гарвардском университете в США, когда физики создали аппаратуру для регистрации ультразвука.

Проверив ультразвуковую гипотезу ориентации гимнарха экспериментально, Лиссман отверг ее. Оказалось, что гимнарх ориентируется как-то иначе. Изучая поведение гимнарха, Лиссман выяснил, что эта рыба обладает электрическим органом и в непрозрачной воде начинает генерировать разряды очень слабого тока. Такой ток не пригоден ни для защиты, ни для нападения. Тогда Лиссман предположил, что гимнарх должен обладать специальными органами для восприятия электрических полей — электросенсорной системой ...

Автор больше всего боится, что неискушённый читатель далее заголовка читать не станет. Он считает, что определение терминов анод и катод известно каждому грамотному человеку, который, разгадывая кроссворд, на вопрос о наименовании положительного электрода сразу пишет слово анод и по клеточкам всё сходится. Но не так много можно найти вещей страшнее полузнания.

Недавно в поисковой системе Google в разделе «Вопросы и ответы» я нашел даже правило, с помощью которого его авторы предлагают запомнить определение электродов. Вот оно:

«Катод – отрицательный электрод, анод – положительный. А запомнить это проще всего, если посчитать буквы в словах. В катоде столько же букв, сколько в слове «минус», а в аноде соответственно столько же, сколько в термине «плюс». Правило простое, запоминаемое, надо было бы его предложить школьникам, если бы оно было правильным. Хотя стремление педагогов вложить знания в головы учащихся с помощью мнемоники (наука о запоминании) весьма похвально. Но вернемся к нашим электродам.

Для начала возьмем очень серьезный документ, который является ЗАКОНОМ для науки, техники и, конечно, школы. Это «ГОСТ 15596-82. ИСТОЧНИКИ ТОКА ХИМИЧЕСКИЕ. Термины и определения». Там на странице 3 можно прочесть следующее: «Отрицательный электрод химического источника тока это электрод, который при разряде источника является анодом». То же самое, «Положительный электрод химического источника тока это электрод, который при разряде источника является катодом». (Термины выделены мной. БХ). Но тексты правила и ГОСТа противоречат друг-другу. В чем же дело? ...

Эффект Холла был открыт в 1879 г. американским ученым Эдвином Гербертом Холлом. Его сущность состоит в следующем. Если через проводящую пластинку пропускать ток, а перпендикулярно пластинке направить магнитное поле, то в направлении поперечном току (и направлению магнитного поля) на пластинке появится напряжение: Uh = (RhHlsinw)/d, где Rh - коэффициент Холла, зависящий от материала проводника; Н - напряженность магнитного поля; I - ток в проводнике; w - угол между направлением тока и вектором индукции магнитного поля (если w = 90°, sinw = 1); d - толщина материала.

Датчик Холла имеет щелевую конструкцию. С одной стороны щели расположен полупроводник, по которому при включенном зажигании протекает ток, а с другой стороны - постоянный магнит.

В магнитном поле на движущиеся электроны воздействует сила. Вектор силы перпендикулярен направлению, как магнитной так и электрической составляющих поля.

Если внести в магнитное поле с индукцией В полупроводниковую пластинку (например, из арсенида индия или антимонида индия), через которую протекает электрический ток, то на боковых сторонах, перпендикулярно направлению тока, возникает разность потенциалов. Напряжение Холла (ЭДС Холла) пропорционально току и магнитной индукции.

Между пластинкой и магнитом имеется зазор. В зазоре датчика находится стальной экран. Когда в зазоре нет экрана, то на пластинку полупроводника действует магнитное поле и с нее снимается разность потенциалов. Если же в зазоре находится экран, то магнитные силовые линии замыкаются через экран и на пластинку не действует, в этом случае разность потенциалов на пластинке не возникает.

Интегральная микросхема преобразует разность потенциалов, создающуюся на пластинке, в отрицательные импульсы напряжения определенной величины на выходе датчика. Когда экран находится в зазоре датчика, то на его выходе будет напряжение, если же в зазоре датчика экрана нет, то напряжение на выходе датчика близкое к нулю ...

Летом 1814г. победитель Наполеона Император Всероссийский Александр Первый посетил голландский город Гаарлем. Высокий гость был приглашен в местное ученое общество. Здесь, как записал историограф, «Большая электрическая машина прежде всего обратила на себя внимание Его Величества». Сделанная в 1784г. машина действительно производила большое впечатление. Два стеклянных диска диаметром в рост человека вращались на общей оси усилием четырех человек. Электричество трения (трибоэлектричество) поступало для зарядки батареи двухведерных лейденских банок, конденсаторов того времени. Искры от них достигали длины более полуметра, в чем дали убедиться императору.

Реакция его на это среднеевропейское чудо техники была более чем сдержанной. Александр был с детства знаком с машиной еще более крупной и искры она давала больше этих. Изготовлена она была. еще раньше в 1777г. у него на родине в Петербурге, была проще, безопаснее и требовала обслуги меньше, чем голландская. Императрица Екатерина II в присутствии внуков развлекала себя с помощью этой машины электрическими опытами в Царском Селе. Затем её, как редкий экспонат, перенесли в Петербургскую кунсткамеру, затем по чьему-то распоряжению ее оттуда вывезли и следы её затерялись.

Александру показывали технику позавчерашнего дня. Принцип генерирования электричества с помощью трения не применяется более 200 лет, в то время, как идея, заложенная в основу отечественной машины до сих пор используется в современных лабораториях школ и университетов мира. Принцип этот - электростатическая индукция – открыт и впервые описан в России, российским же академиком, имя которого мало кто знает, а это несправедливо. Об этом хочется напомнить нынешнему поколению ...

Протекание тока в проводниках всегда связано с потерями энергии, т.е. с переходом энергии из электрического вида в тепловой вид. Этот переход необратим, обратный переход связан только с совершением работы, как об этом говорит термодинамика. Существует, правда возможность перевода тепловой энергии в электрическую и с использованием т.н. термоэлектрического эффекта, когда используют два контакта двух проводников, причем один нагревают, а другой охлаждают.

На самом деле, - и этот факт удивителен, существует ряд проводников, в которых, при выполнении некоторых условий, потерь энергии при протекании тока нет!  В рамках классической физики этот эффект необъясним.

Согласно классической электронной теории движение носителя заряда происходит в электрическом поле равноускоренно до столкновения с дефектом структуры или с колебанием решетки. После столкновения, если оно неупругое, как столкновение двух пластилиновых шариков, электрон теряет энергию, передавая ее решетке из атомов металла. В этом случае принципиально не может быть сверхпроводимости.

Оказывается сверхпроводимость появляется только при учете квантовых эффектов.  Наглядно представить это трудно. Некоторое, слабое представление о механизме сверхпроводимости можно получить из следующих соображений ...