Спецтемы

Сколько времени нужно человеческому мозгу для зарядки iPhone?

Автор: Сергей Кузнецов
Тема:iPhone, мозг

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.

Прокомментировать








Выбор читателей



Это интересно