Sähköstaattinen paine: mikä se on ja mitkä ovat sen ominaisuudet

Sähkömaailma on jännittävää. Pariston toiminnasta hermosolujen vapautumiseen ihmiskehossa tämä joukko Latausten läsnäoloon ja virtaukseen liittyvät fyysiset ilmiöt antavat meille elävinä olentoina mahdollisuuden ajatella, liikkua ja liikkua olla olemassa.

Sosiaalisella tasolla sähkö on tarjonnut meille myös arvioimattoman määrän resursseja: kuljetus, valaistus, ilmastointi ja tietojenkäsittely, mikä sanotaan pian.

On erittäin utelias tietää se kaikilla elävillä soluilla kehossamme on oma sähkövaraus. Koska suolojen pitoisuus on erilainen solunsisäisessä ja solunulkoisessa ympäristössä (kalsium, kloori, natrium, kalium jne.) sähkövaraus ja potentiaaliero määritetään molempien väliaineiden välille, termi " kalvo".

Kehon solujen kalvopotentiaalien vaihtelu antaa meille mahdollisuuden ajatella (sähköinen synapsi hermosolutasolla) supista vapaaehtoinen lihas, joka johtuu toimintapotentiaalien siirtymisestä ja hyperpolarisaatiosta tai depolarisoitumisesta kussakin prosessissa erityinen. Kuten näette, sähkö ylittää paljon akun: pysy kanssamme ja selvittää kaikki sähköstaattisesta paineesta.

• Aiheeseen liittyvä artikkeli: "Transkraniaalinen sähköstimulaatio: määritelmä ja sovellukset"

Mitkä ovat sähköstaattisen perusasiat?

Elektrostaatti on määritelty tieteenalaksi, joka tutkii kehojen välillä niiden sähkövarauksien seurauksena syntyviä keskinäisiä vaikutuksia.. Kaikki maapallon esineet koostuvat atomista, pienimmistä aineyksiköistä, joilla on kemiallisen alkuaineen ominaisuudet. Lepotilassa ytimen positiiviset varaukset (99,94% kokonaispainosta) tasapainotetaan ympäröivien elektronien negatiivisten varausten kanssa, joten kohteen katsotaan olevan levossa.

Kun atomi menettää tai saa elektronit, se saa positiivisen tai negatiivisen sähkövarauksen. Yleisen sopimuksen mukaan, kun atomi menettää yhden tai useamman elektronin, sitä pidetään "positiivisesti varautuneena" (koska protonit ovat varautuneita) positiivisia ja niitä on enemmän kuin negatiivisia elektroneja), kun taas, jos atomi integroi elektroneja, sillä on satunnaisesti negatiivinen varaus. Tästä lähtien molempia kutsutaan ioneiksi, olivatpa ne positiivisia vai negatiivisia.

Kun atomi tai molekyyli saa varauksen, sähkömagneettiset kentät vaikuttavat siihen automaattisesti ja synnyttävät ne itse.. Tämän lähtökohdan perusteella voimme kuvata monia biologisia ilmiöitä, kuten kemiallisia sidoksia. Esimerkiksi ionisidos, joka koostuu elektronien siirtymisestä metalliatomista (vähemmän elektronegatiivista) ei-metalliseen (enemmän elektronegatiivista).

Mikä on sähköstaattinen paine?

Jauhoja syöttämällä pelkäämme, ettemme voi antaa sinulle tarkkaa määritelmää tälle termille, koska se näyttää olevan tieteellisessä yhteisössä hieman käytöstä. Useat portaalit käyttävät sanaa "sähköstaattinen paine" osoittamaan vetovoiman tai työntymisen sähköisen voiman hiukkasten välillä, joilla on vastaava tai identtinen sähkövaraus.

Jos omaksumme tämän termin, näemme sen oikein viitata tähän sähköstaattiseen ilmiöön on "sähkövoima". Sähkövoima tai sähköstaattinen paine on silloin voima, joka näkyy kahden tai useamman varauksen välillä, jonka moduuli riippuu varausten arvosta ja etäisyydestä, joka erottaa ne (ja merkki riippuu niistä ladata). Tämä terminologinen ryhmittymä voidaan tiivistää seuraaviin kohtiin:

• Varautuneet atomit tai molekyylit kärsivät vetovoimasta tai hylkivästä lähestyessään. Kaksi samaa varausta sisältävää ionia hylkäävät toisensa, mutta jos toinen on positiivinen (+) ja toinen negatiivinen (-), ne lähestyvät.
• Sähköstaattisen voiman tai paineen arvo on verrannollinen sen varausten arvon tuloon.
• Toisaalta tämän voiman arvo on kääntäen verrannollinen sen etäisyyden neliöön, joka erottaa varatut atomit ja toimii niitä yhdistävän linjan suuntaan.

Tänään, Nämä fysiikan alalla ratkaistut postulaatiot sisältyvät Coulombin lain sateenvarjoon, jonka ranskalainen fyysikko Charles-Augustin de Coulomb esitti vuonna 1785. Nämä sovellukset voidaan kerätä seuraavalla kaavalla:

Tässä kaavassa F viittaa kokonaissähkövoimaan tai sähköstaattiseen paineeseen, k on Coulomb-vakio, q1 ja q2 ovat mainittujen atomien varausten arvot (coulombs) ja r molempien varausten välinen etäisyys metreinä neliö. Huomautuksena on huomattava, että yksikkö "coulomb" tai "coulomb" määritellään varauksen määräksi, joka kuluu yhdessä sekunnissa yhden ampeerin sähkövirran voimalla.

Haluttu tulos (F) edustaa houkuttelevaa tai vastenmielistä voimaa Newtonissa sekä sähköisesti varautuneiden atomien että molekyylien välillä.. Sähkövoima tai sähköstaattinen paine on vektorimäärä, joten moduulin laskemisen lisäksi on arvioitava myös sen suunta ja suunta. Jos meillä on vain kaksi atomia pelissä, sähkövoiman suunta on linjassa, joka yhdistää molemmat varaukset. Toisaalta, tunne atomin merkistä riippuen voi olla vetovoima (+/-) tai hylkääminen (+ / +, - / -).

Kaikkien näiden lähtökohtien perusteella voidaan tehdä joukko yhtä selkeitä kuin kiehtovia johtopäätöksiä: lataa samalla merkkikokemuksella sähkövoiman, joka pyrkii erottamaan heidät, lataa eri merkkikokemuksella voiman, jolla on taipumus yhdistää ne ja mitä lähempänä varattuja atomeja on, sitä suurempi vetovoiman tai hylkimisen sähkövoiman moduuli on.

• Saatat olla kiinnostunut: "Toimintapotentiaali: mikä se on ja mitkä ovat sen vaiheet?"

Coulombin lain rajoitukset

Huolimatta siitä, että se oli vallankumous omana aikanaan ja jatkuu voimassa tänään, on huomattava, että Coulombin laki kertoo myös tietyistä rajoituksista. Niistä löydämme seuraavat:

• Kuormien on oltava symmetriset pallomaiset jakaumat.
• Kuormat eivät saa olla päällekkäisiä.
• Maksujen on oltava paikallaan toistensa suhteen.
• Hyvin pienillä etäisyyksillä (atomien koon mukaisessa järjestyksessä) sähköstaattiset voimat ovat suuremmat kuin voimakkaat tai heikot ydinvoimat.

Sähköstaattisen paineen biologinen hyöty

Se, että on olemassa positiivisia ja negatiivisia atomeja, ei ole hyödyllistä vain tiedon tasolla. Esimerkiksi ionit ovat välttämättömiä sekä lihas- että neurologisten biologisten järjestelmien toiminnassa ja kaikissa orgaanisissa tehtävissä. Katsotaanpa konkreettista tapausta, jossa sähköpotentiaali muuttuu konkreettisiksi tekoiksi.

Kun lihas on levossa, sitä muodostavat aktiinin ja myosiinin väliset vetovoimat estyvät. Jos kehitämme halun suorittaa tietty liike (esimerkiksi kurtistaa kulmiaan), emme aiheuta toimintapotentiaalia ( sähköpurkaus), joka kulkee hermosynapsien kautta haluamaasi lihakseen liittyvän motorisen hermosolun (motorisen hermosolun) kalvoon sopimuksen.

Nämä sähköpotentiaalit saavat motorisen hermosolun vapauttamaan kemiallisen viestin lihaskudokseen, muunnetaan tämä järjestys asetyylikoliinin vapautumiseksi, joka sitoutuu kalvon reseptoreihin lihas. Tämä muutos kalvopotentiaalissa lihaksen pinnalla sallii ioniriippuvien kanavien avaamisen soluissa., joka muuttuu massiiviseksi kalsiumionien (Ca 2+) virraksi useiden vaiheiden jälkeen muuttaen lihasaktiinin ja myosiinin konformaatiota ja sallien supistumisen.

Jatkaa

Kuten näette, sähköstaattiset paineet tai sähkövoimat ovat kaikkialla. Sähkö ei vain moduloi hehkulampun tai pariston käyttäytymistä, mutta sen sanan laajimmassa merkityksessä se antaa meille mahdollisuuden lähettää hermosignaaleja kaikkiin kehon osiin ja reagoivat ympäristöä ärsyttäviin vaikutuksiin mahdollisimman tehokkaasti.

Loppujen lopuksi kaikki on latausten peli: atomit tai molekyylit, joilla on sama varaus, hylkäävät toisiaan, kun taas varauksilla varustetut erilaiset vetävät puoleensa, mieluiten lineaarisuuntaisella voimalla, joka on sitä suurempi, mitä lähempänä nämä kaksi ovat elimet. Näillä tiloilla voimme kuvata sidoksia, kuten ionisia ja kovalentteja, tai itse solukalvojen potentiaalia, siis itse elämää ja elävien olentojen atomijärjestöä. Epäilemättä emme ole mitään ilman sähköä.