lauantai 12. huhtikuuta 2014

Fysiikka 6: Luku 3.3 Kondensaattorin energia ja sydämen toiminta



Sydämen toiminta


Aluksi hieman asiaa sydämestä. Sydämen toiminta on sähköisten tapahtumien ohjaamaa. Sydämen sinussolmuke lähettää automaattisesti sähköisiä pulsseja n. 60 kertaa minuutissa (lepotilassa). Sydämentahdistinta tarvitaan, jos sinussolmuke ei lähetä lainkaan sähköpulsseja tai lähettää niitä liian harvoin. Tahdistin vaikuttaa sydämen syketaajuuteen. Sydämen supistumisvoimakkuutta säätelevät hormonit ja hermoston toiminta.




No miten sitten tämä kondensaattoriaihe liittyy sydämen toimintaan? No siten että sydämentahdistimessa on kondensaattori, joka latautuu pariston avulla. Kun tämä kondensaattori purkautuu kokonaan, syntyvä sähköinen pulssi aiheuttaa sydänlihasten supistumista. Sydämentahdistimen paristo pitääkin joskus vaihtaa (noin 5 vuoden välein).

Sydämen johtoratajärjestelmän toiminta alkaa sinussolmukkeesta, joka on sydämen varsinainen tahdistaja. Sinussolmukkeesta impulssi (aktiopotentiaali) leviää eteis-kammio-solmukkeeseen. Eteis-kammiokimppu jakautuu kahdeksi päähaaraksi  ja sydämen kärjessä edelleen yhä pienemmiksi haaroiksi eli Purkinjen säikeiksi. Sydämen kärjestä aktiopotentiaali jatkaa johtoratajärjestelmän ohuita haaroja pitkin sydämen ulkoseinien kautta takaisin kohti eteisiä.

Pysähtynyt sydän voidaan yrittää elvyttää asettamalla rintakehälle elektrodit, joihin kytketään lyhyeksi ajaksi jännite. Sähköisku voi vaikuttaa niin, että pysähtynyt sydän lähtee sykkimään. Kannettavissa elvytyslaitteissa, defibrillaattoreissa, sähköiskuihin tarvittava energia saadaan purkamalla kondensaattorin varaus.


Kondensaattorin energia


Kondensaattori voidaan varata jännitelähteen, kuten pariston, avulla. Jännitelähteestä siityy kondensaattoriin elektroneja, joiden varaus q on alkeisvarauksen e suuruinen. Kondensaattoria varattaessa joudutaan tekemään työtä, koska levyillä jo olevat varaukset vastustavat uusien varausten tuontia.

Kondensaattoria ladattaessa tehty työ varastoituu metallilevyjen varattujen hiukkasten potentiaalienergiaksi eli kondensaattorin energiaksi. Varatun kondensaattorin energia on

E = ½ QU (muistisääntö: puolikuu ! )

Ei kommentteja:

Lähetä kommentti