Спецтемы

Сколько времени нужно человеческому мозгу для зарядки iPhone?

Тема:,

Эксперты выяснили, сколько времени потребуется человеческому мозгу, чтобы зарядить iPhone.

В живых организмах производится электроэнергия. Эти процессы довольно разнообразны, но результат всегда один - мощность. Когда нейроны возбуждены, электрические импульсы заставляют людей мечтать, смеяться, думать, видеть и двигаться.

Существует три основных термина, касающиеся электричества:

1) Напряжение - это энергетическая характеристика электричества. Один Вольт (V) определяется как расход энергии в один Джоуль для перемещения электрического заряда в один Кулон.

2) Сила тока - в Амперах (А), является мерой количества электричества, которое протекает через электрическую цепь за одну секунду. Один Ампер определяется как один Кулон в секунду.

3) Мощность – в Ваттах (W) это мера работы, которую выполняет электричество, или выход энергии в единицу времени. Один Ватт определяется как один Джоуль энергии в секунду.

В человеческом мозге электрические сигналы распространяются через потенциалы нейронов, в виде кратких импульсов через клеточную мембрану.

У млекопитающих среднего размера, нейроны имеют «потенциал покоя» около -65 милливольт (mV). После стимуляции, клеточная мембрана деполяризуется, т. е. разность заряда становится ближе к нулю. Если стимулирование повышает мембранный потенциал выше -55 mV (пороговый потенциал), срабатывает потенциал действия. Мембранный потенциал поднимается до пика, примерно, 40 mV и быстро опять падает. Когда это происходит, электрический ток распространяется вперед.

Поэтому, каждый раз, когда один из наших нейронов возбуждается, он выпускает заряд около 105 mV (итоговое изменение потенциала между покоем и пиком). Это крошечное изменение напряжения дает силу тока примерно 1 наноАмпер - или 0,000000001 Ампер.

Но человеческий мозг содержит примерно 80 миллиардов нейронов. Конечно, не все из них возбуждаются сразу. Последние исследования показывают, что только около 1% нейронов нашего мозга активны в данный момент. Но все-таки даже 800 миллионов нейронов - это немало…

Данные: 105 mV, 1 наноАмпер, 800 миллионов нейронов.  Сколько времени нужно для зарядки iPhone?

1 наноАмпер / нейрон = 1.0 х 10^-9 Ампер / нейрон

105mV = 0.105 V

Количество энергии, вырабатываемой одним нейроном:

0,105 V х (1,0 х 10^-9 с) = 1,05 х 10^-10 W / нейрон

Масштабируем до целого человеческого мозга:

(1,05 х 10^-10 W / нейрон) х (800 миллионов) = 0,085 W

Аккумулятор iPhone 5С держит заряд 5,74 W часов

5,74 W часов / 0,085 W = 68,33 часа непрерывной работы мозга.

Не слишком эффективно, учитывая, что стандартное зарядное устройство делает это за 70 минут.

Автор: Сергей Кузнецов


Комментарии к новости








Другие новости из этого раздела

Ученые установили, когда на Земле появились первые бабушки

22.07.2017

Древние люди обходились без бабушек до тех пор, пока не стали мыслить разумно. Пожилых женщин стали уважать, когда стало понятно,...

В Новосибирске разрабатывают препарат, способный вылечить Стивена Хокинга

21.07.2017

Новосибирские ученые надеются помочь знаменитому Стивену Хогингу. Исследователи разрабатывают лекарство, которое сможет справиться с недугом англичанина. Специалисты из Новосибирского Института...

Ученые: Возможными спасителями человечества от ВИЧ могут стать коровы

21.07.2017

Американские медики заявляют об огромном прорыве в области создания вакцины от ВИЧ. Препарат можно получить с помощью обыкновенных коров. Научные...

Последние новости







Материалы партнеров