جریان الکتریسیته - فصل 9

جريان الكتريكي

جريان الكتريكي در واقع همان حركت بارهاي الكتريكي است.

انرژي الكتريكي نسبت به ساير انرژي هاي ديگر مزايايی دارد:

1- اين انرژي به آساني به انرژي هاي ديگر مانند گرما، انرژي مكانيكي، صوت و نور تبديل مي شود.

2- انرژي الكتريكي را به سهولت مي توان قطع يا برقرار كرد.

انواع جريان الكتريسيته:

در وسايل برقي دو نوع جريان الكتريسيته مورد استفاده قرار مي گيرد.

1- جريان مستقيم (D.C):

جريان مستقيم هميشه در يك جهت حركت مي كند.

2-جريان متناوب(A.C):

جهت جريان متناوب در هر ثانيه بارها تغيير مي كند.

براي آنكه جريان الكتريكي برقرار بماند، باربه يك مسير بسته نياز دارد، تا در آن شارش كند. مسيري كه بارها در آن حركت مي كنند. «مدار الكتريكي» ناميده مي شود.

توجه: براي نمايش قطعه هاي متداولي كه در مدارهاي الكتريكي به كار مي روند، از نمادهاي ويژه اي استفاده مي شود.

هر مدار الكتريكي ساده، شامل يك مولد،لامپ، كليد و سيم هاي رابط است. هرگاه در مدار كليد بسته شود جريان الكتريكي برقرار مي شود و لامپ روشن مي شود.

سيم هاي مخصوص سيم پيچي از دو قسمت درست شده اند. يك قسمت، رشته هاي باريكي هستند كه در داخل قرار دارند و قسمت ديگر روكش آن است قسمت مركزي از يك نوع فلز(معمولا مس) تشكيل شده است و قسمت خارجي آن پلاستيكي است.

به موادي كه جريان برق را از خود عبور مي دهند رسانا مي گويند. تمام فلزات از جمله مس رسانا هستند.

در مواد رسانا تعداد بي شماري الكترون آزاد وجود دارد. اين الكترونها با جابه جا شدن در داخل رسانا، باعث جابه جايي بارالكتريكي از داخل رسانا مي شوند.

به موادي كه جريان برق را از خود عبور نمي دهند، نارسانا مي گويند. روكش پلاستيكي سيم وبيش تر غير فلزات نارسانا هستند، در اجسام نارسانا به تعدادي كافي الكترون آزاد براي جابه جايي وجود ندارد، در نتيجه وقتي به يك جسم نارسانا الكترون اضافه يا كاسته مي شود جسم داراي بارالكتريكي مي شود و بارالكتريكي در همان محل، ساكن باقي مي ماند و جابه جا نمي شود.

اختلاف پتانسيل الكتريكي:

در يك مدار الكتريكي، در صورتي كه مدار به درستي بسته شده باشد؛ جريان الكتريكي به وجود مي آيد و لامپ روشن مي شود. براي به وجود آمدن جريان الكتريكي وجود قوه يا باتري ضروري است.

به قوه و باتري مولد جريان الكتريكي گفته مي شود. در يك مولد صورتي از انرژي به انرژی الكتريكي تبديل مي شود. مولدها انواع متفاوتي دارند:

1- پيل شيميايي:

در پيل هاي شيميايي، انرژي حاصل از يك واكنش شيميايي به انرژي الكتريكي تبديل مي شود. هر پيل ساده از دو ميله غير هم جنس رسانا تشكيل يافته كه در محدوده اي از اسيد يا باز يا نمك كه به آن الكتروليت مي گويند فرو برده شده است.

يك پيل ساده از دو تيغه رسانا (الكترودهاي) متفاوت مس و روي ساخته شده است كه در درون آن محلول رقيق سولفوريك اسيد قرار دارد. وقتي دو تيغه بايك رشته سيم به هم متصل شوند روي در اسيد حل مي شود و جريان الكترون ها در سيم از روي به طرف سيم برقرار مي شود.

تيغه ي روي را كه داراي بار منفي است قطب منفي يا الكترود منفي و تيغه مس را كه بارالكتريكي مثبت است قطب مثبت يا الكترود مثبت مي نامند.

2- پيل خشك:

پيل هايي كه در چراغ قوه مورد استفاده قرار مي گيرند، پيل خشك مي نامند.

ظرف محتوي الكتروليت از روي ساخته شده است كه خود قطب منفي پيل را تشكيل مي دهد. قطب مثبت آن ميله اي از جنس كربن است. الكتروليت آن خميري از آمونيوم كلريد (نشادر) و يك ماده ژلاتيني است. براي جلوگيري از خشك شدن خمير قسمت بالاي پيل را با يك ورقه فيبر توسط قير كاملا مسدود مي كنند.

هر مولد جریان الكتريكي داراي يك مشخصه به نام ولتاژ يا اختلاف پتانسيل الكتريي است.

اختلاف پتانسيل الكتريكي، عامل ايجاد جريان الكتريكي در مدار است. يعني براي ايجاد جريان در يك مدار، بايد توسط يك مولد، بين دو سر مدار، اختلاف پتانسيل برقرار كنيم، جريان الكتريكي همواره از جسمي كه پتانسيل الكتريكي بيش تري دارد به جسمي كه پتانسيل كمتري دارد مي باشد.

اختلاف پتانسيل الكتريكي را با علامت V نشان مي دهند و واحد آن ولت (V) است.

اختلاف پتانسيل الكتريكي بين دو نقطه را با وسيله اي به نام "ولت سنج" اندازه مي گيريم.

ولت سنج همواره در مدار به شكل موازي با بقيه اجزاي مدار قرار مي گيرد.

نكته: اختلاف پتانسيل بين پايانه هاي قوه ي معمولی برابر 5/1 ولت, باتري ماشين هاي معمولي 12 ولت و كاميون ها 24 ولت يا بيش تر است.

شدت جريان الكتريكي:

در شكل مقابل سيم رسانايي نشان داده شده است. در قسمت "الف" وقتي در دو سر رسانا اختلاف پتانسيل وجود ندارد الكترونهاي آزادي كه در مدت زمان مشخصی از مقطع AA' از راست  به چپ در حركت اند با الكترونهاي آزادي كه در همان زمان از همان مقطع از چپ به راست در حركت اند برابرند يعني به طور متوسط بار خالصي كه از مقطع AA' يا هر مقطع عرضي ديگر رسانا مي گذرد، در يك مدت زمان مشخص برابر صفر است.

هنگامي كه دوسر رسانا را به باتري وصل مي كنيم، بين دو سر آن اختلاف پتانسيل الكتريكي اعمال مي شود، مولد با صرف انرژي الكترونهاي آزاد را وادار به حركت مي كند و مي گوييم جريان الكتريكي برقرار است. (شكل ب)

  (الف)

    (ب)

توجه: در مايعات و گازها يونهاي مثبت و منفي و الكترونها اما در رساناهاي فلزي تنها الكترونهاي آزاد    مي توانند شارش كنند.

نكته: نسبت بار الكتريكي شارش شده از هر مقطع مدار به زمان شارش بار، يعني آهنگ شارش بارالكتريكي را شدت جريان الكتريكي مي گويند.

شدت جريان الكتريكي را با نماد I نشان مي دهند و يكاي آن آمپر است.

 q= مقدار بار الكتريكي عبوري از مدار بر حسب كولن (C)

t = مدت زمان شارش بار الكتريكي برحسب ثانيه (S)

= I شدت جريان برحسب آمپر

توجه: تجربه نشان مي دهد كه اگر ولتاژ مولد جريان الكتريكي در يك مدار افزايش يابد، مقدار جريان الكتريكي در مدار به همان نسبت افزايش مي يابد.

نكته1: شدت جريان هر مدار با وسيله اي به نام آمپرسنج بر حسب يكاي آمپر اندازه گيري مي شود.

نكته2: آمپر سنج هميشه در مدار به شكل سري (متوالي) با بقيه اجزاي مدار قرار مي گيرد.

مقاومت الكتريكي:

وقتي جريان الكتريكي از يك رسانا – مانند رشته ي درون لامپ – مي گذرد، مقداري از انرژي الكتريكي به انرژي گرمايي تبديل شده و باعث گرم شدن لامپ مي شود.

وقتي در يك رسانا را به مولد وصل مي كنيم، اختلاف پتانسيل الكتريكي مولد، باعث مي شود كه الكترونهاي آزاد، در مدار حركت مي كنند. در واقع مولد به الكترونهاي آزاد موجود در رسانا انرژي مي دهد. با تبديل انرژي پتانسيل به انرژي جنبشي (حركتي) الكترونها در رسانا به حركت در مي آيند الكترونها ضمن حركت در رسانا با ذره هاي سازنده ي آن برخورد كرده و در نتيجه رسانا گرم مي شود. اين عمل مرتبا تكرار مي شود يعني مولد به الكترونها انرژي مي دهد و انرژي الكترونها در برخورد با ذره هاي مرتعش رسانا به گرما تبديل مي شود.

به همين دليل بعد از مدتي كه از مولد استفاده مي شود، انرژي آن تمام خواهد شد.

مقاومت رسانا در مقابل حركت الكترونها را "مقاومت الكتريكي" رسانا مي گويند.

عوامل موثر در مقاومت الكتريكي رساناهاي فلزي:

مقاومت يك رساناي فلزي در دماي ثابت به عوامل زير بستگي دارد:

1- طول رسانا:

هر چه طول سيم بلند تر باشد مقاومت الكتريكي آن بيش تر است. به عبارت ديگر مقاومت الكتريكي باطول سيم رابطه مستقيم دارد. طول سيم را با L نمايش مي دهند و يكاي اندازه گيري آن متر است.

2- سطح مقطع رسانا:

مقاومت الكتريكي سيم هاي نازك بيش تر از سيم هاي كلفت است. به عبارت ديگر مقاومت الكتريكي با سطح مقطع سيم رابطه عكس دارد. سطح مقطع سيم را با A نمايش مي دهند و يكاي اندازه گيري آن مترمربع (m²) است.

3- جنس رسانا (مقاومت ويژه):

مقاومت ويژه ي پاره اي از رساناها مانند نقره و مس كم و پاره اي ديگر مانند تنگستن و آهن نسبتا زياد است.

مقاومت ويژه را با ρ نمايش مي دهند و يكاي اندازه گيري آن اهم متر (W.m)است.

با توجه به مطالب گفته شده، مقاومت يك رسانا از رابطه ي زير به دست مي آيد.

R مقاومت الكتريكي است و برحسب "اهم" اندازه گيري مي شود.

واحد مقاومت به افتخار خدمات علمي (گئورك زيمون اهم) نامگذاري شده است و نماد آن W (امگا) مي باشد.

مقاومت الكتريكي رسانا را با وسيله اي به نام "اهم متر" اندازه مي گيرند.

اگر اين وسيله، همراه با ولت سنج و آمپر سنج يك دستگاه را تشكيل دهند آوومتر "AVO metre" ناميده مي شود. (A براي اندازه گيري آمپر، V براي ولت و o براي اهم است)

قانون اهم:

آزمايش ها نشان مي دهد كه هر چه مقدار مقاومت الكتريكي يك مدار بيش تر باشد، شدت جريان الكتريكي در آن مدار كم تر است. از اين رو مي توان نتيجه گرفت كه در يك مدار الكتريكي بين شدت جريان مدار، ولتاژ و مقاومت الكتريكي رابطه ي زير وجود دارد.

مثلث اهم:

قانون اهم را مي توان در مثلث مقابل قرار دارد. بنابر اين دست خود را بر روي كميت مورد نظر قرار        مي دهيم و عمليات رياضي باقيمانده را انجام مي دهیم.

توجه: مقاومت الكتريكي يك رسانا با تغيير دما تغيير مي كند. در رساناهاي فلزي افزايش دما سبب افزايش مقاومت ويژه در نتيجه افزايش مقاومت رسانا مي شود.

مثال: به دو سر يك لامپ اختلاف پتانسيل 220 ولت وصل است. اگر شدت جريان در لامپ برابر 5/0 آمپر باشد مقاومت الكتريكي لامپ چند اهم است؟

اتصال پيل ها:

1- اتصال سري همسو:

اگر قطب مثبت هر پيل به قطب منفي مجاورش متصل شود اتصال را سري همسو مي نامند و جهت جريان هايي كه پیل ها به مدار می فرستند همسو است.

مثال: اگر در يك مدار به جاي يك فوه 5/1 ولتی از دو قوه 5/1 ولتی كه به طور سري به هم وصل شده اند استفاده كنيم، در مجموع اختلاف پتانسيل قوه ها برابر 3 ولت مي شود.

مجموع نيروي محركه بيل هاي متصل به هم=نيروي محركه پيل معادل

توجه: در صورتيكه يك يا چند پیل در خلاف جهت ساير پيل ها قرار داشته باشند، نيروي محركه آن هارا از بقيه كم مي كنيم.

2-اتصال موازي همسو: در اين اتصال قطب هاي همنام پيل ها دوبه دو به هم وصل شده اند و ولتاژ دو سر همه پيل ها مساوي است.

نيروي محركه يكي از پيل ها= نيروي محركه بيل معادل اتصال موازي همسو

به هم بستن مقاومت ها:

1- مقاومت هاي متوالي:

اگر چند مقاومت مانند R_1و R_2و R₃يكي به دنبال ديگري بسته شود به طوريكه از همه آن ها شدت جريان I بگذرد، مي گوييم كه مقاومت ها به طور متوالي به هم بسته شده اند، در اين صورت مقاومت معادل از مجموع اين مقاومت ها به دست مي آيد.

R=R₁+R₂+R₃

در مقاوت هاي سري شدت جريان در طول مسير يكسان است. پس I₁=I₂=I₃

اما ولتاژ معادل برابر است با: V=V₁+V₂+V₃

2- مقاومت هاي موازي:

مقاومت ها را در صورتي موازي مي گويند كه هر يك از آنها بين دو نقطه از يك مدار بسته شود.

اختلاف پتانسيل دو سر همه مقاومت هاي موازي يكي است ولي جريان كل مدار بين آنها تقسيم مي شود.

مقاومت معادل از رابطه ي زير به دست مي آيد:

اختلاف پتانسيل دو سر همه مقاومت هاي موازي يكسان است پس V₁=V₂=V₃

در مقاومت هاي موازي جريان بين مقاومت ها تقسيم مي شود پس I=I₁+I₂+I₃ 

مثال: در شكل مقابل، قسمتي از يك مدار نشان داده شده است. مقاومت معادل آن چند اهم است؟

پاسخ: مقاومت هاي 6و4 اهمي به طور سري به يكديگر متصل شده اند پس مقاومت معادل آن ها برابر است با:

R'=R_۱+R_۲=۶+۴=۱۰Ω

مقاومت Wر10('R) و مقاومت 40 اهمي به طور موازي با يكديگر بسته شده اند بنابراين مقاومت معادل آنها برابر است با:

آهنربا:

يونانيان باستان بيش از 2500 سال پيش با پديده ي آهن ربا آشنا بودند، تالس كه اغلب از او به عنوان پدر علم يونان ياد مي شود، ماده ي كاني مگنتيت (Fe₃O₄) را كه آهن مي ربايد مي شناخت، ماده ي داراي چنين ويژگي را آهن ربا مي گويند. مشهور است كه اين ماده براي نخستين بار در محلي به نام "مگنزيا" در آسياي صغير (تركيه ي امروز) مشاهده است.

خاصيت آهنربايي در آهن، نيكل، كبالت و پاره اي از تركيبات و آلياژهاي آن ها نيز وجود دارد.

آهن ربا را با توجه به نوع كاربردي كه دارند، به شكل هاي مختلف (ميله اي،نعلي شكل، تيغه اي و...) مي سازند.

قطب هاي آهنربا:

يك آهنربا به هر شكلي كه ساخته شده باشد، داراي دو قطب است.

اگر يك آهنربا را درون ظرفي پر از ميخ هاي كوچك يا براده هاي آهن فرو ببريد و سپس بيرون بياوريد مشاهده خواهيد كرد كه ربايش و تراكم براده هاي آهن در دو ناحيه آهنربا بيش از جاهاي ديگر است.

به ناحيه هايي از آهن ربا كه براده هاي بيشتري را جذب مي كند و خاصيت آهنربايي در آن نواحي بيش تر است، قطب هاي آهنربا مي گويند.

توجه: در آهنرباي نعلي شكل، يكي از شاخه ها قطب N و شاخه ي ديگر قطب S است. در آهنرباي حلقه اي معمولا دو سمت بالا و پايين آهنربا قطب ها را تشكيل مي دهند.

اگر آهنربا را دور از چيزهاي آهني، آزادانه بياويزيم هميشه در راستاي شمال – جنوب جغرافيايي محل آزمايش قرار مي گيرد، از اين رو قطب هاي آهن ربا را به قطب N يا شمال ياب و قطب S جنوب ياب نامگذاري كرده اند.

يكي از ويژگي هاي جالب آهن ربا اين است كه اگر آهن ربايي را به دو یا چند قطعه بشكنيم، هر قطعه نيز خود يك آهن ربا با دو قطب S,N است آزمايش ها نشان داده است كه هر قدر اين عمل شكستن را ادامه بدهيم، بازهم قطعه هاي حاصل داراي دو قطب S,N خواهد بود. پس مي توان نتيجه گرفت كه قطب N از قطب S حدا شدني نيست و كوچكترين ذره هاي تشكيل دهنده ي آهن رباها (يعني اتم ها يا مولكول ها) نيز آهنربا هستند و دو قطب S,N دارند.

اين آهنرباهاي كوچك را دو قطبي مغناطيسي مي نامند زيرا هر يك همواره دو قطب S,N دارند.

 خطي را كه دو قطب يك دو قطبي مغناطيسي را به هم وصل مي كند. محور مغناطيسي آن مي نامند.يك دو قطبي مغناطيسي را با يك پيكان نشان مي هند.

موادي را كه اتم ها يا مولكول هاي سازنده آن ها خاصيت مغناطيسي دارند، مواد مغناطيسي مي نامند. نحوه ي سمت گيري دو قطبي هاي مغناطيسي كوچك در مواد مغناطيسي مختلف، متفاوت است، به همين دليل از لحاظ ويژگي هاي مغناطيسي با هم تفاوت دارند.

مواد پارامغناطيس:

دو قطبي هاي مغناطيسي در يك ماده ي پارامغناطيسي داراي سمت گيري مشخص و منظمي نيستند و در جهت هاي كاتوره اي قرار دارند. در نتيجه اين مواد خاصيت مغناطيسي ندارند. اگر آن ها را درون يك ميدان مغناطيسي (مثلا نزديك آهنربا) قرار دهيم دو قطبي هاي كوچك مانند عقربه هاي مغناطيسي در نزديكي آهنربا رفتار مي كنند و در راستاي خطوط ميدان منظم مي شوند. هر چه ميدان مغناطيسي قوي تر باشد، خاصيت مغناطيسي ماده بيش تر مي شود.

اگر آهنربا را از اين مواد دور كنيم، دو قطبي هاي مغناطيسي دوباره به سرعت به وضعيت كاتوره اي قبلي بر مي گردند.

منگنز، پلاتين، آلومينيوم، اكسيژن، اكسيدازت، فلزات قليايي و قلیایی خاكي از جمله مواد پارامغناطيسي هستند.

مواد فرو مغناطيس:

در بعضي از مواد دو قطبي هاي مغناطيسي كوچك به طور طبيعي تمايل دارند با يكديگر هم خط شوند.اين مواد را فرو مغناطيس مي نامند. در برخي از مواد فرومغناطيس مانند آهن، كبالت و نيكل در صورتي كه خالص باشند، با قرار گرفتن در يك ميدان مغناطيسي به سهولت آهنربا مي شوند و به راحتي نيز خاصيت آهنربايي خود را از دست مي دهند. به اين مواد،"فرو مغناطيس نرم" گفته مي شود.

مواد فرومغناطيس نرم با حذف ميدان مغناطيسي خارجي خاصيت آهنربايي خود را از دست مي دهند و به همين دليل براي ساختن آهنرباهاي الكتريكي(آهنرباهاي غير دايم) مناسب هستند.

برخي ديگر از مواد مانند فولاد (آهن به اضافه دو درصدكربن), آلياژهاي ديگري از آهن، كبالت و نيكل به سختي آهنربا مي شوند به اين مواد فرومغناطيس سخت مي گويند. اين گونه مواد، پس از برداشتن ميدان مغناطيسي خارجي، ماده فرو مغناطيس سخت، خاصيت آهنربايي خود را حفظ مي كنند، به همين دليل اين مواد براي ساختن آهنرباي دائمي مناسب هستند.

اثر قطب هاي آهنربا:

قطب هاي همنام (N,N – S,S) يكديگر را مي رانند.

قطب هاي ناهمنام (N,S) يكديگر را مي ربايند.

ساخت آهن ربا:

آهنربا معمولا به سه روش مالش، القا و الكتريكي ساخته مي شود.

1) مالش:

اگر ميله فولادي را مطابق شكل به وسيله يك آهنربا مالش دهيم ميله خاصيت مغناطيسي پيدا كرده و آهنربا مي شود. در اين روش قطبي كه در انتهاي مسير، مالش به وجود مي آيد مخالف قطب مالش دهنده است.

2) القاي مغناطيسي:

اگر يك سر آهنرباي ميله اي را به چند ميخ آهني كوچك نزديك كنيم مشاهده مي شود كه ميخ ها جذب آهن ربا شده و هر يك ميخ مي تواند ميخ ديگري را جذب مي كند. در واقع ميخ اولي توسط آهن ربا به يك آهنربا تبديل شده كه توانسته است ميخ دومي را جذب كند. به همين ترتيب ميخ هاي بعدي نيز آهنربا شده اند. به اين ترتيب يك زنجير مغناطيسي ساخته شده است.

اگر آهنرباي قويتري داشته باشيم مي توانيم زنجير بلندتري بسازيم.

ايجاد خاصيت مغناطيسي در يك آهن توسط يك آهن ربا بدون تماس با آن، را القاي مغناطيسي مي نامند.

آهن ربا ابتدا سنجاق یا يك ماده ي مغناطيسي را طوري به آهن ربا تبديل مي كند كه قطب هاي ناهمنام آهنربا و سنجاق در مجاورت يكديگر واقع شوند، در اين حالت نيروي جاذبه مغناطيسي بين قطب هاي ناهمنام، باعث جذب سنجاق توسط آهنربا مي شود.

3) روش الكتريكي:

براي آن كه يك آهنرباي الكتريكي بسازيم، كافي است يك قطعه آهن را در داخل يك سيملوله كه از چندين دور تشكيل شده قرار داده و جريان مستقيمي به مدت چند ثانيه از آن بگذرانيم، قطب آهنربايي كه ايجاد مي شود به جهت جريان از سيملوله بستگي دارد. اگر سيم پيچ را طوري دست خود بگيريم كه چهار انگشت پيچيده شده در جهت جريان قرار گيرد، انگشت شست، قطب N را نشان مي دهد.

توانايي آهنرباهاي الكتريكي به سه عامل بستگي دارد:

1) شمار دورهاي سيملوله هر چه عده دورهاي سيملوله بيشتر باشد، آهنرباي الكتريكي قويتر خواهد بود.

2) جرياني كه از سيملوله مي گذرد هر چه شدت جريان عبوري از سيملوله بيش تر باشد, آهن ربا الکتریکی قویتر خواهد بود.

3) شكل هسته سيملوله

نكته: مهم ترين عواملي كه خاصيت آهنربايي را ضعيف مي كنند، گرما و ضربه هستند براي جلوگيري از ضعيف شدن آهنربا، بايد:

1- از وارد شدن ضربه به آن جلوگيري شود.

2- از قرار دادن آن در محل گرم خودداري كنيم.

3- آهنربا را به صورت دوتايي به نحوي كه قطب N هر يك در مجاورت قطب S ديگري قرار داشته باشد، نگهداري كنيم يا آن ها را به يك جسم آهني بچسبانیم.

دو قطعه آهن نرم كه در دو قطب آهنربا قرار مي گيرند، بنا به خاصيت القا آهنربا مي شوند.

آدمي و محيط زيست - فصل 14

آدمي و محيط زيست:

انسان از گذشته هاي دور تمام نيازهاي خود را از طبيعت تامين كرده است و از جهات گوناگون بر محيط طبيعي خود اثر گذاشته است، با افزايش جمعيت كره زمين آدمي محيط هاي طبيعي را از بين مي برد و محيط هاي مصنوعي مانند شهرها را جايگزين مي كند.

با افزايش جمعيت ميزان تقاضا براي مصرف منابع طبيعي زيادتر مي شود اين منابع به دو دسته تقسيم مي شود.

منابع تجديد شدني:

 منابعي هستند كه به طور عمده از جانداران بدست مي آيند، سرعت توليد اين منابع زياد است و متناسب با مصرف توليد مي شوند. مثل پشم، پنبه...

منابع تجديد نشدني:

 منابعي هستند كه چرخه توليد آنها بسيار طولاني است اما سرعت مصرف آنها بسيار بسيار زيادتر از سرعت توليد آنهاست مانند نفت و زغال سنگ.

پيشرفت و شهرنشيني عملا سبب شده است از منابع كره زمين به طور فزاينده اي مصرف گردد. و بشر در آينده نزديك با كمبود منابع تجديد نشدني مانند سوخت هاي فسيلي مواجه خواهد شد.

آلودگي محيط زيست:

آدمي امروز صرف نظر از آنكه به طور بي رويه و با بي فكري تمام به استفاده و تهي كردن منابع زمين مي پردازد با فعاليت هاي خود در امور صنعتي موجب آلوده شدن محيط مي گردد.

آلودگي عبارت است از وارد كردن مواد يا انرژي به وسيله ي آدمي به محيط زيست به طوري كه منابع حياتي يا سلامتي انسان در معرض خطر قرار گيرد.

انسان ها بر آلودگي هوا، آب، افزايش زباله ها و نابودي گياهان و جانوران و تخريب لايه اوزون موجب آسيب به طبيعت مي شود.

حفظ محيط زيست:

امروزه مي دانيم كه چه خطراتي محيط زيست ما و ساير جانوران را تهديد مي كند.

انسان هاي آگاه و مسئول مي دانند كه چگونه در حالي كه از منابع طبيعي استفاده مي كنند به حفظ آنها هم كمك كنند.

منظور از حفاظت از محيط زيست، تلاش براي دست يابي به توزان ميان استفاده از منابع طبيعي و حفظ آنها براي آينده است. حفظ منابع و ذخاير زير زميني مصرف درست انرژي ها و حفاظت از گونه هاي زيستي گياهي و جانوري نمونه اي از اين موارد است.

امروزه انسان آگاه و متمدن مي داند كه حفاظت از گونه ها و گوناگوني زيستي جانداران و حفظ بقاي آنها براي او سودمند است. انسان در گذشته، روش هاي نادرست استفاده از منابع طبيعي موجب انقراض بعضي از گونه ها شده است انسان، چراي بيش از حد دام ها در مراتع، قطع درختان جنگل، از بين بردن زمين هاي حاصل خيز، آلودگي آب، هوا، خاك موجب از بين رفتن گونه هاي زيستي شده است.

آلودگي هوا:

انسان به طرق گوناگون موجب آلودگي هوا مي شود. دود و ذرات سمي حاصل از اگزوز اتومبيل ها، دودكش كارخانه ها، نيروگاه ها، و وسايل توليد حرارت مانند بخاري ها، شوفاژ، آبگرمكن و سوزاندن زباله هاي موجب آلودگي هوا مي شود.

با سوختن نفت در زغال سنگ موادي از قبيل تركيبات گوگردي، كربن منواكسيد، كربن دي اكسيد، تركيبات سرب در مواد نيتروژن دار و هيدروكربن ها وارد هوا مي شود كه نوعي آلودگي است.

مواد حاصل از سوختن سوخت هاي فسيلي در شرايط خاص همراه با رطوبت و اشعه نور خورشيد منجر به تركيب خطرناك مه دود مي شود كه مي تواند صدمه زيادي به دستگاه تنفسي آدمي وارد كند.

باران اسيدي:

همه ساله ميليون ها تن گازهاي اسيدي حاصل اكسايش از سوخت هاي فسيلي حاصل مي شوند و وارد هوا شده و همراه با باران و برف و مه به زمين باز مي گردند و موجب آلودگي خاك و آب مي شوند به اين گونه بارش ها كه آب آنها خاصيت اسيدي دارد باران اسيدي مي گويند باران هاي اسيدي موجب نابودي گياهان و جانوران و كاهش تنوع زيستي مي شوند.

انسان و تغيير در طبيعت:

زنجيره ي غذايي

به روابط غذايي بين يك توليد كننده و چند مصرف كننده زنجيره ي غذايي مي گويند در يك زنجيره غذايي هر موجود مانند حلقه زنجيره اي كه ارتباط غذايي ساير موجودات را برقرار مي كنند.

شبكه ي غذايي:

 اگر چند زنجيره ي غذايي را بررسي كنيم متوجه مي شويم كه يك يا چند موجود زنده در آنها مشترك است يعني بين زنجيره هاي غذايي هم رابطه اي وجود دارد. به مجموعه ي زنجيره هاي غذايي شبكه ي غذايي مي گويند.

شبكه ي حيات:

همه ي زنجير هاي غذايي روي كره زمين با يكديگر ارتباط دارند. به مجموعه ي اين شبكه هاي غذايي شبكه ي حيات مي گويند.

هر چه گوناگوني جانداران در يك شبكه زيادتر باشد امكان بقا و پايداري جمعيت آن شبكه بيشتر خواهد بود.

مثلا اگر در يك شبكه غذايي يك نوع جاندار كمتر شود جانور تغذيه كننده از آن جانور، جانوران ديگري را به عنوان غذا شكار خواهد كرد. مثلا اگر جمعيت خرگوش ها كاهش يابد عقاب مي تواند جانور ديگري مانند پرنده كوچك را شكار كند.

فعاليت انسان موجب مي شود كه تنوع زيستي جانوران كمتر شود مثلا با از بين بردن جنگل ها محيط زيستي بعضي از گونه ي جانوري و گياهي را از بين مي برد بنابراين بعضي از گونه ها منقرض مي شوند و شرايط براي زندگي ساير گونه ها كه مواد غذايي مورد نياز خود از جانوران انقراض يافته، تامين مي كردند كمتر خواهد شد.

مثال هايي از اثر انسان بر تغيير و گوناگوني زيستي جانوران:

1) استفاده از سموم جهت از بين بردن گياهان و جانوران:

انسان در گذشته براي از بين بردن پشه مالاريا (پشه آنوفل) از حشره كش هايي استفاده كرده است، كه سموم آنها وارد زنجيره هاي غذايي شده است اين سموم تا مدت زيادي در بدن جاندار باقي مي ماند و دفع نمي شود و موجب مرگ آنها شده است.

2) به وجود آمدن حشرات و جانداران مقاوم:

انسان با استفاده از داروها و حشره كش ها موجب جهش و انتخاب مصنوعي گونه ها برتر حشرات شده است به طوري كه جانداران حساس به سموم از بين رفته و گونه هاي مقاوم باقي مانده و تكثير شده اند.

3) سرازير شدن نفت از نفت كش ها و مرگ ميليون ها جانور آب زي دريايي

 و جانوراني كه از اين جانوران تغذيه مي كنند.

4) گرم شدن كره زمين به علت ازدياد كربن دي اكسيد هوا و ايجاد پديده

اثر گلخانه اي:

بر اثر اين پديده يخ هاي قطبين زمين ذوب شده و آب اقيانوس ها بالاتر خواهد آمد كه موجب تخريب سواحل و مرگ جانداران و گياهان ساحلي مي شود.

تبادل با محيط - فصل چهاردهم

تبادل با محيط

تنفس اهميت زيادي براي بدن دارد. زيرا بدن بدون استفاده از هوا بيش از چند دقيقه زنده نمي ماند. زيرا سلول هاي بدن ذخيره اكسيژن ندارند. و در صورت كمبود آن اكسايش غذاها و توليد انرژي متوقف و مرگ سلول فرا مي رسد.

ساختمان دستگاه تنفس
دستگاه تنفس شامل بيني، حلق، حنجره، ناي، نايژه و شش است.
هر نايژه هم به انشعابات كوچكتري تقسيم مي شود كه به آن نايژك مي گويند. در انتهاي كوچكترين نايژك ها حباب هاي كوچكي است كه كيسه هوايي نام دارند.

دم و بازدم
تنفس را در انسان به دو مرحله دم و بازدم تقسيم مي كنند. ورود هوا ازبيرون به درون بدن مرحله دم و خروج آن از شش ها به بيرون مرحله بازدم نام دارد. دم و بازدم در اثر حركات قفسه سينه و عضلات تنفسي صورت مي گيرد. و ششها هم با خاصيت ارتجاعي خود از اين حركات پيروي مي كنند.
ماهيچه ي ديافراگم و عضلات بين دنده اي ، ماهيچه هاي اصلي تنفسي هستند. ديافراگم نيز در كف قفسه ي سينه قرار دارد. جنس عضلات ديافراگم و بين دنده اي از نوع ماهيچه هاي صاف است. با فرمان مراكز عصبي دم عضلات بين دنده اي و ديافراگم منقبض مي شوند و دنده ها به بالا و طرفين مي روند و ديافراگم پايين مي رود و حجم سينه افزايش مي يابد و شش پر از هوا مي شوند وقتي عضلات دمي استراحت كنند خاصيت ارتجاعي ششها و وزن قفسه سينه موجب مي شود ششها به حالت اول باز گردند و هوا بيرون رانده مي شود.

مي دانيم وقتي ماده اي مي سوزد كه با اكسيژن هوا تركيب شود و در اين تغيير انرژي (گرما) آزاد مي شود.
سلول هاي بدن نيز در آخرين مرحله تغذيه خود لازم است كه موا دغذايي ساده را اكسيد (مي سوزانند) كنند تا انرژي مواد غذايي آزاد شود.
بدن تركيبات آلي انرژي زا را از محيط دريافت مي كند و پس از جذب در سلول ها به كمك آنزيم هاي ويژه اي اكسايش مي دهد سپس انرژي مورد نياز خود را به صورت ATP بدست مي آورد. مثلاً از اكسايش قند گلوكز طبق رابطه زير انرژي بدست مي آورد.

بنابر اين در تنفس سلولي با دو گاز اكسيژن و كربن دي اكسيد سروكار داريم. دستگاه تنفس با عمل دم اكسيژن را به درون خون مي برد و با عمل بازدم كربن دي اكسيد را خارج مي كند. به مجموعه اين واكنش ها تنفس مي گويند.

جريان هوا از بيني تا نايژه
هوايي كه وارد بيني مي شود ممكن است سرد و يا خشك و داراي گرد و غبار باشد. هنگامي كه هوا از فضاي داخلي بيني عبور مي كند تصفيه و مرطوب مي شود سپس وارد حلق و ناي مي گردد. ديواره ناي غضروفي است و هميشه باز است. هوا در ضمن عبور از ناي با مژك هاي كوتاه و فراوان ديواره ي ناي برخورد مي كند و ذرات گرد و غبار موجود در هوا توسط مايع مخاطي ديواره جذب مي شود بنابراين هواي پاكيزه و مرطوب از راه ناي وارد نايژك مي شود.

اندازه گيري حجم هواي دم و بازدم
وقتي فرد به درون لوله لاستيكي مي دمد هواي وارد شده آب ظرف استوانه را خارج مي كند و با اندازه گيري حجم آب خارج شده مي توان حجم هواي تنفسي را اندازه گرفت.

اثبات وجود گاز كربن دي اكسيد در هواي بازدم

جريان هوا در شش ها:
كيسه هاي هوايي ششها ديواره اي بسيار نازكي دارند اين ديواره ها فقط از يك لايه سلول پهن و نازك تشكيل شده است.
در اطراف هر كيسه هوايي مويرگ وجود دارد.
به هنگام دم اكسيژني كه وارد كيسه هوايي مي شود. در رطوبت كيسه هاي هوايي حل مي شود و طبق پديده ي انتشار از ديواره ي نازك كيسه هوايي و مويرگ عبور مي كند و وارد خون مي شود. علت تبادل گازهاي تنفسي در جداره كيسه هوايي و مويرگ تفاوت در مقدار آنها و پديده انتشار است.

ساختمان دستگاه دفع ادرار
دستگاه دفع ادرار شامل كليه، ميزناي، مثانه و مجراي دفع ادرار است.

كليه ها اعضاي اصلي دستگاه دفع ادرار هستند كليه ها در پشت معده و روده ها به ديواره ي پشمي شكم چسبيده اند . به هر كدام يك سرخرگ وارد و از آن يك سياهرگ خارج مي شود. خون وارد شده به كليه تصفيه شده و مواد غير لازم و سمي آن گرفته مي شود و خون تصفيه شده از طريق سياهرگ خارج شده به قلب باز مي گردد.
از هر كليه يك لوله به نام ميزناي نيز خارج مي شود اين لوله مواد اضافي و سمي گرفته شده از خون كه ادرار نام دارد را به درپايين شكم به درون كيسه اي به نام مثانه مي ريزد.

هر كليه انسان حدود 11 سانتي متر طول و 6 سانتي متر ضخامت دارد. و وزن تقريبي آن حدود 150 گرم است. بافت كليه شامل دو بخش مركزي و محيطي است.
بخش مركزي هرمي شكل است. قاعده هر هرم به طرف قشر كليه و رأس آن به طرف مركز كليه (لگنچه) است.
بخش قشري كليه، بخش مركزي را در برگرفته است و در آن انشعابات سرخرگ ها، سياهرگ ها و قسمت اصلي نفرون ها ديده مي شود.

نفرون
واحد عمل يا تصفيه كليه نفرون نام دارد. تمام اعمال كليه توسط نفرون صورت مي گيرد.
هر نفرون در واقع يك لوله سر بسته و ته باز طويلي است كه جدار آن از يك لايه سلول درست شده است.
سر نفرون شكل قيف و جسمك كليوي نام دارد كه از يك پرده ي دو لايه خارجي به نام كپسول بومن و كلافه ي مويرگي به ناك گلومرول ساخته شده است.
پلاسماي خون تحت تأثير فشار خون، از صافي كپسول بومن عبور مي كند و وارد مجراي آن مي شود. اين عمل را تراوش مي گويند.
بسياري از مواد مانند آب، گلوكز، اسيدهاي آمينه وارد نفرون مي شود اما جداره ي نفرون مواد لازم را دوباره باز جذب مي كند اين عمل از طريق انتشار و انتقال فعال صورت مي گيرد اما مواد زايد و اضافي درون نفرون باقي مي ماند كه به صورت ادرار وارد لگنچه كليه مي شود . از هر 100سي سي پلاسمايي كه وارد نفرون مي شود 99سي سي  آن دوباره بازجذب مي شود و فقط 1سي سي آن به ادرار تبديل مي شود.

تعادل آب در بدن
تركيب خون دائما با خوردن مواد غذايي و دفع مواد تغيير مي كند اما اين تركيب نبايد از حد معيني خارج شود. اگر تغيير زياد باشد موجب مرگ سلول ها مي گردد.
كليه ها تنظيم محيط داخلي را بر عهده دارند. آب اضافي از طريق ادرار دفع مي شود و مواد سمي خون مانند اسيداوريك، آمونياك از طريق ادرار دفع مي شوند.
بنابراين كليه ها تنظيم كننده ي محيط داخلي بدن هستند.

انسان و حركت - فصل 10

انسان و حركت

در بين جانوران برخي ساكن و برخي متحرك اند جانوراني كه ساكن هستند اغلب در دريا زندگي مي كنند. جانوران ساكن هم اندام هاي حركتي دارند اين اندام ها همانند تاژه، مژك و بازو موجب موجب حركت     مي شوند.

حرکت لازمه ي زنده بودن موجود زنده است زيرا موجود با حركت كردن مي تواند نيازهايش را تامين كند.

انسان نيز حركت مي كند. حركت انسان توسط نيروي ماهيچه ها به كمك استخوان صورت مي گيرد. به عبارت ديگر استخوان ها اهرم هایی هستند كه با نيروي ماهيچه حركت مي كنند.

استخوان و كار آن

اسكلت انسان مانند ساير مهره داران اسكلت داخلي است. در اسكلت انسان علاوه بر استخوان ها غضروف و اجزاي ديگري وجود دارد.

وظايف اسكلت انسان:

1)شكل دادن به بدن

2) كمك حركت كردن بدن

3) حفاظت از اندام هاي مهم مانند قفس سينه و جمجمه

4) توليد گلبول هاي (سلولهای) خون.

بدن انسان مجموعه اي از سلول هاست. بافت استخواني نيز مانند ساير بافت ها از سلول هايي تشكيل شده است كه ساختار ويژه اي دارد.

مي دانيد كه در هر بافت سلول ها در ميان مايع بين سلول (آب ميان بافتي) قرار دارند.

گاهي ماده ي بين سلولي مانند استخوان جامد و گاهي نيمه جامد غضروف و گاهي مايع است مانند خون بنابر اين بافتي استخواني از سلول هاي استخواني تشكيل شده است كه در بين سلول هاي استخواني ماده ي زمينه اي جامدي وجود دارد كه به استخوان ها استحكام مي بخشد.

اگر يك ديوار را استخوان فرض مي كنيم آجرها سلول ها و سيمان بين آجرها ماده ي بين سلولي خواهد بود.

ماده ي زمينه اي بين سلول هاي استخواني شامل كلسيم و فسفر و رشته هاي پروتئيني است.

ماده ي كلسيم و فسفر استخوان را در برابر فشار مقاوم مي سازدو رشته هاي پروتئيني كه در بين ماده كلسيم و فسفر پراكنده است مقاومت استخوان در برابر ضربه زيادتر مي كند.

اگر يك تير سيماني برق را در نظر بگيريد ماده بتوني آن تير را در برابر فشار و ميل گردهاي دروني بتن مانند رشته هاي پروتئيني استخوان آن را در برابر ضربه مقاوم مي سازد.

اسكلت انسان يك تكه نيست و از استخوان هاي مختلفي تشكيل شده است كه به هم اتصال دارند و حركت استخوان هاي انسان در قالب حركات مفصل هاي متحرك صورت مي گيرد.

اگر استخوان در آب جوش قرار دهيم و بپزيم رنگ، شكل ظاهري، سختي و مقاومت آن در برابر حرارت تغييري مي كند .

در حرارت زياد شعله حتي رشته هاي پروتيئني مي سوزد و استخوان قابليت انعطاف خود را از دست مي دهد و ترد و شكننده مي شود. همچنين اگر استخوان را درون اسيد رقيق قراردهيم  پس از مدتي مواد معدني آن (كلسيم، فسفر) از بين مي رود و نرم مي شود.

ماده معدني استخوان از تركيبات كلسيم (فسفات فلوئوريد كربنات) وفسفات منيزيم است.

و ماده آلي آن از پروتئيني به نام اوسيئن است. نسبت مواد آلي به معدني در كودكان و بزرگسالان و سالخوردگان متفاوت است.

توده استخوان در سنين بالا افزايش مي يابد و تا سن 30 الي 35 سالگي ادامه مي يابد و از آن پس كاهش تدريجي آن آغاز مي گردد. چنانچه كاهش توده استخوان سريع صورت گيرد پوكي استخوان پديد مي آيد.

از عوارض پوكي استخوان، شكستگي آن است كه ممكن است در نقاط مختلف بدن مانند مفصل هاي ران، كمر، ستون مهره ها...) صورت بگيرد.

S8

عوامل مختلفي در پوكي استخوان نقش دارند كه عبارتند از: جنسيت، ارث، جثه، نژاد، افزايش سن، برخي از بيماري ها ي تيروئيدي)

براي جلوگيري از پوكي استخوان مي توان موارد زير را رعايت نمود.

كنترل وزن، ورزش كردن، مصرف كلسيم كافي، عدم استفاده از سيگار، عدم مصرف نوشابه هاي گاز دار، مصرف پروتئين و ويتامين D

 رشد استخوان:

همه استخوان هاي انسان در دوران جنيني به صورت  بافت پيوندي شكل مي گيرند و استخواني شدن، آنها به دو شكل صورت مي گيرد:

1) تبديل مستقيم بعضي از استخوان ها مانند استخوان هاي سر و صورت به بافت استخواني

2) بافت پيوندي ابتدا به غضروف تبديل مي شود سپس غضروف ها استخواني  مي شوند.

روند استخواني شدن اين استخوان ها تا سن 20 سالگي  ادامه مي يابد در دو سر استخوان هاي دراز بافتي به نام غضروف اتصال وجود دارد، از تقسيمات غضروف اتصال سلول هاي جديد ايجاد مي شود، و طول استخوان زيادتر مي گردد. در سطح استخوان هم پرده ضريع وجود دارد كه با تقسيمات سلولي خود موجب توليد سلول ها و افزايش قطر استخوان مي شود. بدين ترتيب استخوان رشد طولي و قطري دارد.

در اسكلت انسان يك ستون مركزي به نام ستون مهره ها يا ستون فقرات وجود دارد. كه از تعدادي مهره تشكيل شده است.

ستون مهره ها:

ستون مهره ها از نيم رخ 4 انحنا دارد ستون مهره ها به كمك انحناهاي خود و عضلات اطراف و رباط ها مي توانند فشار زيادي را تحمل كنند.

طول ستون مهره ها در مردان به طور متوسط 70 سانتي متر و در زنان 60 سانتي متر است در افراد سالخورده به علت تشديد انحناهاي ستون مهره ها و كاهش قطر ديسك هاي بين مهره ها مي توانند تا 4/1 طول ستون مهره ها كاهش مي يابد.

مفصل:

به محلي كه دو يا چند استخوان به يكديگر متصل هستند اعم از اينكه بين آنها حركت باشد يا نباشد مفصل (بند) مي گويند.

انواع مفصل:

1)مفصل ثابت يا ليفي (fibrous jornts):

در مفاصل ثابت يا ليفي قطعات استخواني توسط بافتي پيوندي از نوع رشته اي به يكديگر اتصال يافته اند. اين رشته ها به تدريج به استخوان تبديل مي شوند مانند استخوان هاي كاسه سر.

2) مفاصل غضروفي (cartilaginous joimts) يا نيمه متحرك:

F11

در اين نوع مفاصل يك صفحه غضروفي در بين دو قطعه ي استخوان وجود دارد مثل مفصل بين دنده ها و جناغ سينه در اينگونه مفصل ها در ابتداي پيدايش رشته اي وجود داشته است كه به غضروف تبديل شده است.

مانند ديسك بين مهره ها در ستون مهره ها.

3) مفصل متحرك (سينويال) synovial jointsl:

اين نوع مفاصل ها نسبت به دو مفصل ذكر شده كامل ترند، در اين مفصل دو استخوان مجاور توسط كپسول مفصلي و رشته هاي پيوندي به هم اتصال يافته اند. سطوح مفصلي دو استخوان مجاور با هم تماس دارند و آزادانه حركت مي كنند.

اجزاي مفصل متحرك:

1) سطوح مفصلي:

قسمتي از انتهاي دو استخوان كه در حفره مفصلي قرار دارد با لايه اي از غضروف پوشيده شده است.

2) كپسول مفصلي (كپسول ليفي):

غلافي از جنس بافت هم بند متراكم مفصل را در بر مي گيرد و به استخوان مي چسبد و استخوان را در مجاورت  هم نگه مي دارد.

3)رباط :

نواري از جنس هم بند متراكم است اين بافت بين دو استخوان كشيده شده است وظيفه آن مهار حركات بيشتر از اندازه مفصلي است.

F13

4)غشاي سينويال:

غشاي نازكي از بافت هم بند است كه سطح داخلي كپسول مفصلي و بخش هايي از استخوان ها كه در كپسول مفصلي وجود دارد را مي پوشاند اين غشاء مايع مفصلي (مايع ليدوپال) ترشح مي كند كه موجب كاهش اصطكاك دو استخوان در ناحيه مفصل مي شود همچنين داراي مواد غذايي لازم براي غضروف مفصلي است.

5) حفره مفصلي:

فضاي بين سطوح مفصلي است كه كپسول مفصلي و غشاء سينويال آن را در بر گرفته است.

انواع مفاصل متحرك:

1) مفاصل مسطح(لغزشي):

در اين نوع مفصل سطوح مفصلي كوچك، صاف، تخت است ممكن است كمي محدب يا مقعر باشد.

اين گونه مفصل ها سبب حركاتي مانند سرخوردن، لغزيدن مي شوند مانند مفصل بين استخوان هاي مچ دست و پا.

2) مفصل لولايي:

در اين نوع مفصل سطوح مفصلي قرقره اي شكل و قرينه يكديگر است.

حركت اين نوع مفصل مانند لولاي در باز و بسته شدن در يك صفحه حول يك محور صورت مي گيرد مثل مفصل آرنج و انگشتان

3) مفصل محوري و استخواني:

در اين نوع مفصل يك استوانه درون حلقه اي ناقص يا كامل مي چرخد درنتيجه مفصل حول محور طولي حركت چرخشي دارد.

4) مفصل بيضي شكل:

سطوح مفصلي كمي محدب و مقعر و بيضي شكل است اين مفصل قابليت حركات در دو جهت تا و باز شدن و دور و نزديك شدن دارند مثل مفصل مچ دست و ساعد چرخش اين نوع مفصل ها محدود است.

5) مفصل زينی:

سطوح اين نوع مفصل مانند زين اسب است. و سطوح مقعر هر يك, درون  هم فرو رفته اند مانند: مفصل مچ با كف است.

6) مفصل گوی و كاسه اي :

سطوح مفصلي در اين نوع مفصل مانند گوي و حفره است اين مفصل حول محور خود در جهات مختلف مي چرخد مانند استخوان ران و لگن يا بازو و كتف.

انسان به كمك استخوان و مفاصل با استفاده از نيروي ماهيچه حركات مختلف انجام مي دهد كه عبارتند از:

1) تاشدن باز شدن:

در اين حركت زاويه بين دو استخوان كاهش يا افزايش مي يابد.

2) دور كردن و نزديك كردن:

در اين حركت اندام داراي استخوان از محور اصلي بدن دور يا نزديك مي شود (adbuction)

3) چرخش:

حركت در محور اصلي اندام با حركت استخوان حول محور خود مانند چرخش گردن.

4) دوران:

حركتي كه در آن تا و باز شدن و دور و نزديك كردن و چرخش به طور همزمان صورت مي گيرد مثل چرخش دست حول محور خود ماهيچه ها.

حدود 3/1 تا 2/1 وزن بدن ها را ماهيچه ها تشكيل مي دهند ماهيچه ها عامل اصلي حركتند با وجود ماهيچه هاست كه غذا در طول لوله ی گوارش به پيش مي رود و هضم و جذب مي گردد و يا با حضور ماهيچه هاست كه خون در رگ ها جريان مي يابد و استخوان ها حركت مي كنند و ما مي توانيم فعاليت هاي خود را انجام دهيم.

در اندام هايي مانند چشم ها، زبان، ديواره لوله گوارشي، دفع ادرار، قلب ماهيچه ها وجود دارد اما شيوه كنترل فعاليت هاي آنها متفاوت است.

ماهيچه ها را مي توان بر اساس ساختار، موقعيت و شيوه ي كنترل تقسيم بندي كرد.

1) ماهيچه قلبي:

اين ماهيچه شامل سلول هاي منفرد، منشعب يا طويلي است كه به موازات يكديگر قرار گرفته اند و داراي خطوط عرضي هستند. انقباض آنها غير اداري و قوي و منظم است.

2) ماهيچه ي صاف:

اين نوع ماهيچه، اجتماعي از سلول هاي دوكي شكل است اين نوع ماهيچه پروتئين هاي انقباضي به صورت خطوط عرضي در زير ميكروسكوپ ندارد انقباض آنها كندتر از سلول هاي ماهيچه اي استخوان است و تحت كنترل اعصاب خودكار بدن هستند و ارادي نيستند. اين نوع ماهيچه را ماهيچه ي احشايي مي گويند.

مانند ماهيچه ي درون احشا و اندام هاي حفره اي شكلي مثل روده، معده، ميزناي، عدسي چشم، مردمك

3) ماهيچه ي اسكلتي(مخطط):

ماهيچه اسكلتي شامل دسته هايي از سلول هاي چند هسته اي استوانه اي بسيار طويل است كه در درون آنها پروتئين دماي انقباضي به صورت خطوط عرضي ديده مي شود.

حركت اسكلت بدن توسط اين نوع ماهيچه ها صورت مي گيرد. انقباض اين ماهيچه سريع پر قدرت و تحت كنترل اراده است بافت ماهيچه اي از سلول هاي ساخته شده است.

هر سلول ماهيچه اي تار ماهيچه نام دارد كه داراي رنگ دانه هاي ميوگلوبين به رنگ قرمز – قهوه اي است .

ميوگلوبين مولكولي شبيه هموگلوبين است.

در سلولهاي ماهيچه اي اسكلتي(مخطط) هسته هايي وجود دارد كه معمولا در زير غشاي سلول قراردارند.

تارهاي ماهيچه اي اسكلتي از نظر ساختار و عملكرد به سه دسته تقسيم مي شوند.

1) قرمز:

مقادير زيادي ميوگلوبين دارند اين تارها نيرومند هستند و ميتوكندي زياد دارد اما سرعت انقباض آن ها كمتر است.

2)سفيد:

اين نوع تارها نسبت به ساير آنها بزرگتر، قطورتر و ميتوكندري كمتر و ميوگلوبين كمتري دارند. سرعت انقباض زياد و نيروي آن ها كم است.

3) بينابيني:

ويژگي هاي حد واسط رشته هاي قرمز و سفيد را دارند.

خواص ماهيچه ها:

1) تركيب پذيري :

محركهاي فيزيكي (دما الكتريسيته)، شيميايي(اسيد و باز)، مكانيكي(ضربه)، موجب حركت ماهيچه ها مي شود.

2) انقباض:

مهمترين ويژگي ماهيچه ها خاصيت انقباض آنهاست. اين ويژگي ماهيچه موجب حركت اندام ها مي شود.

3) انبساط:

اين ويژگي موجب بازگشت آن به حالت اول است. و موجب حركات بدن مي شود.

ماهيچه هاي اسكلتي حركت متقابل دارند. يعني ماهيچه هايي كه در دو طرف يك استخوان قراردارند عكس عمل هم عمل مي كنند و موجب حركت اندام مي شود.