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[第19集] 心电图、极光、磁悬浮—MIT电和磁

根据网易公开课之MIT电和磁视频所做的笔记—[第19集] 心电图极光磁悬浮

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  视频地址:http://v.163.com/special/opencourse/electricity.html

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这节课的内容:

x心电图

极光

磁悬浮

 

心电图的原理

平常状态心肌细胞电场分布

[第19集] 心电图、极光、磁悬浮---MIT电和磁

去极化开始前细胞内E=0。

去极化过程开始后电场分布

[第19集] 心电图、极光、磁悬浮---MIT电和磁

细胞收缩的时候产出去极化过程,把正离子移入细胞内;

细胞舒张的时候产生复极化过程,把正离子移出细胞。

去极化过程中细胞会把正离子移入细胞内,由于整个过程是逐步进行,在中间阶段,会有一部分地方电场高,一部分地方电场低的情况出现;这样会制造出一个电场波,从上往下传递;当波通过后,细胞外的正离子移到细胞内,细胞成正电性,E=0;然后传递给下面的一层细胞,使整个心脏像一个点偶极子场一样。

复极化时,负的电荷从下部向上传导,同正向传导形状一样。

心电图

[第19集] 心电图、极光、磁悬浮---MIT电和磁

P波,去极化经过心房时的波形;

R波,去极化经过心室时的波形,心室有更多的心肌细胞,因此电势差比较大;

T波,复极化时波返回心室产生的波形;

U波,暂时不明。

 

极光的原理

[第19集] 心电图、极光、磁悬浮---MIT电和磁

由于粒子本身有速度,再加上受重力作用,带电离子会成螺旋状下降。

 

超导磁悬浮

[第19集] 心电图、极光、磁悬浮---MIT电和磁

磁通量的变化在超导盘中产生电动势,由于ε=IR,R为0,I可以是任意大小的涡流。涡流的流动方式是保证dΦ/dt的变化永远是0,而使其不不变化的方法就是,在没有外力干涉的时候,磁极的位置不变.涡流产生的磁场与磁极方向相反,制造出的磁场大小刚好充当磁极的重力,从而使磁极悬浮起来。距离近是因为磁压强是由靠近磁铁的B决定,且与距离的平方成反比(YES?),涡流产生的B’不会是无限大,最大是磁极的大小(YES?)。

猜想:如果磁极在超导体上方一定高度自由落体(但不是太高,保证磁极下落的时候不会砸到导体),磁极会不会在一定范围内上下震动?远的时候,磁压强不足以承担重力,会加速下落;靠近的时候磁压强会大于重力,会减速然后回到原位置,从而上下震动。

普通磁悬浮

[第19集] 心电图、极光、磁悬浮---MIT电和磁

运动的磁极经过导体平板,会在平板上感应出涡流。如果磁极的速度足够大,dΦ/dt的变化会产生足够大的ε,因为ε=IR,R不等于0,这样才能产生足够大的涡流,使磁压强足够大,把磁极托起来,从而实现磁悬浮。速度变小,磁通量的变化不够大时,磁极就会因为平板内的阻力消耗电流减小而落下。

AC磁悬浮

[第19集] 心电图、极光、磁悬浮---MIT电和磁

线圈的电流变化时,会在平板中感应出涡流,涡流的方向会排斥线圈,阻止磁通量的变化。虽然根据变化,有一半时间磁场强度会减弱,从而造成极板与线圈相互吸引,但还是会存在一个净排斥力。只要通电电流足够大,涡流大小满足mg=PA时,线圈就飘起来了。这个实验可以看到电流越大线圈飘的越高。

详细解释参见:

[第20集] 电感和RL电路—MIT电和磁

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