實用的電及電磁學(下)(3 / 3)

地球本身及其周圍是一個大磁場,人類和一切生物都生活於這個大磁場之中。磁場對於生命,如同空氣和水一樣,不可分離。磁場對於人體的影響是多方麵的。我們知道,人的身體能夠通過電流,所以人體是一種導體。同時,人體本身也存在著生物電流,例如,心髒能產生心電,大腦能產生腦電,當然,這些電流都是非常微弱的。人體的這種生物電流是否正常,和他的生理功能是否正常是相一致的。人的身體一旦受到外界或者內在因素的幹擾發生病變的時候,生物電流也會出現異常變化。心髒、大腦、肌肉和神經由於微弱電流的存在,都能產生很微弱的磁場,而人在患病的時候,生物磁場也就隨著生物電流的變化而發生變化電動能產生磁,磁動能產生電。根據這個原理,在磁場的作用下,人體也能產生微弱的電流。利用磁場治病,就是利用磁場使人體產生電流來影響人體的生理病理過程,從而調節生物電和生物磁場,使之達到平衡,實現治病的目的。

生物磁學雖然是20世紀60年代以來才形成起來的學科,可是,利用磁來治病的方法,在我國已有2000年以上的曆史。我國最早的藥物學專書,東漢時代的《神農本草經》,就記載了用天然磁石治病的事例。

用磁場治病的優點很多,為廣大病人所樂於接受,因而發展很快。

磁懸浮列車能夠騰飛起來

行駛於陸地的交通工具一般都靠車輪滾動前進。從公元前1675年古埃及采用有刹車的四輪馬拉車到現代的機動車,帶輪的車輛在交通運輸史上一直占統治地位,無論你做出多大的改革,運行中的車輪總要與路麵或軌道接觸。這種車輛因受到摩擦力諸因素的影響,難以獲得最佳速度。20世紀70年代初期,科學家擬定了建造磁懸浮列車的計劃,並提出在21世紀內,一定要摒棄車輪,讓陸地交通工具騰飛起來。20世紀80年代初期,日本、聯邦德國等終於先後研製成功高速磁懸浮列車,既不用車輪,又無需發動機,而是一種新的驅動方式,即車內電纜產生的磁場作用於軌道,推動列車前進。

磁懸浮列車的最大特點是速度快。它通過電磁場懸浮運行,在距軌道10~20厘米的軌道上空,時速可達300~500千米。按照這一速度,從廣州到北京隻需5小時左右。這種列車在行駛的過程中類似飛機,“起飛”時,靠4~8個車輪運行,當達到磁力懸空效能所需的速度後,車輪便像飛機輪一樣縮起。列車隻需10秒鍾即可由磁力推動,而在2.5分鍾後就能達到最高運行速度。

磁懸浮列車是怎樣騰飛起來的呢?超導體具有零電阻效應和完全抗磁性的特性。科學家根據這一原理,將列車的底部裝置超導磁體,由它向軌道上發出很強的磁場。當列車運行時,超導磁體發出的磁力線與軌道的金屬鋁閉合回路相切割,由閉合回路產生的磁場,和車上的超導磁體相排斥,這樣,由於超導體的完全抗磁性,使列車懸浮起來,再用磁力推動,就可達到極高的速度了。

高壓電力線下不能蓋房子

按照有關規定,架空高壓電力線下麵不允許建築房屋、化工工廠、危險物品貯罐等。為什麼呢?

架空高壓電力線是露天架設,不可避免地會受到風、雨、雷、霧、溫度等各種自然現象的幹擾,也容易受到外力因素的影響。所以,線路設備發生故障也是難以完全避免的,如瓷瓶閃絡、導線接頭發熱、短路、斷線等。這時,一般都有大電流、強電弧產生,如下麵有可燃物,就可能引起火災、爆炸和觸電事故。

架空高壓電力線下麵的工廠、貯罐、堆垛等萬一發生火災,也同樣會威脅到電力線的安全。高壓線大都是輸電幹線,一處發生故障,就會影響範圍很廣地區的正常供電。

高壓線周圍存在很強的電磁場,線下麵和附近的建築物中的金屬構件、零件、金屬貯罐會感應高達幾百伏到上千伏的電壓。如果接地不良,也會放出電火花,還可能造成人身觸電事故。如建築物、堆垛與導線距離很近,則還由於熱天金屬導線膨脹,鬆馳度增大,會更加靠近屋頂、垛頂,對它們閃絡放電,同時還威脅人身安全。此外,這些建築物等萬一發生火災,因附近有高壓電線,給施救工作也帶來較大困難。

按照有關規定,在高壓電力線附近建造房屋、貯罐、堆放物資時,要保持一定的安全距離,一般要求是:水平距離不少於電線杆高的1.5倍。例如,電線杆高是10米,則至少要保持15米的水平距離。這樣,即使電線折斷,或電線杆倒下,也不致影響附近房屋、貯罐和堆垛的安全;而這些房屋、貯罐、堆垛失火,一般也就不會影響電力線。

架空電力線按電壓大小有:50萬伏、22萬伏、11萬伏、3.5萬伏、2.3萬伏、1萬伏、6600伏、380伏等。3.5萬伏及其以上的稱高壓輸電線路,其中11萬伏以上的稱超高壓線路。

電磁鐵與門鈴

早在戰國時期,我們的祖先就發明了指南針。自那以後,人類就開始利用磁的性能為人類服務了。但是,在17世紀以前,人們並不知道電和磁之間有什麼關係,隻是在一次偶然的事件中,人們發現電可以生磁。

在17世紀的時候,有一天,狂風大作,雷電交錯,一家皮鞋作坊不幸被雷電襲擊。暴風雨過後,作坊主回到作坊裏,他很驚奇地發現,鞋釘和縫針都粘到鐵錘和砧子上去了,就像磁石能把釘子和針吸起來那樣。當時科學家仔細地研究了這一奇怪的現象,發現這種現象是雷電使鐵錘和砧子等磁化所造成的。後來,人們就把電線繞到鐵塊上,製成了電磁鐵。