La pression électrostatique: qu'est-ce que c'est et quelles sont ses caractéristiques

Le monde de l'électricité est passionnant. Du fonctionnement d'une batterie à l'émission de neurones à l'intérieur du corps humain, cet ensemble de Les phénomènes physiques liés à la présence et au flux de charges nous permettent, en tant qu'êtres vivants, de penser, de bouger et exister.

Sur le plan social, l'électricité nous a aussi fourni une quantité inestimable de ressources: transports, éclairage, climatisation et informatique, c'est ce qu'on dit bientôt.

C'est très curieux de savoir que toutes les cellules vivantes de notre corps ont leur propre charge électrique. Comme la concentration des sels est différente dans l'environnement intracellulaire et extracellulaire (calcium, chlore, sodium, potassium, etc.) une charge électrique et une différence de potentiel s'établissent entre les deux milieux, terme connu sous le nom de " membrane".

La variation des potentiels des membranes dans les cellules du corps permet de penser (synapse électrique au niveau neuronal) à contracter un muscle volontaire, en raison de la transmission de potentiels d'action et d'une hyperpolarisation ou d'une dépolarisation dans chaque processus spécifique. Comme vous pouvez le constater, l'électricité va bien au-delà d'une batterie: restez avec nous et

tout savoir sur la pression électrostatique.

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Quelles sont les bases de l'électrostatique ?

L'électrostatique est définie comme la branche de la science qui étudie les effets mutuels qui se produisent entre les corps en raison de leurs charges électriques.. Tous les objets sur Terre sont constitués d'atomes, les plus petites unités constitutives de la matière ayant les propriétés d'un élément chimique. Au repos, les charges positives du noyau atomique (99,94% du poids total) s'équilibrent avec les charges négatives des électrons environnants, de sorte que l'objet est considéré comme au repos.

Lorsqu'un atome perd ou gagne des électrons, il acquiert une charge électrique positive ou négative. Par convention commune, lorsqu'un atome perd un ou plusieurs électrons, il est considéré comme "chargé positivement" (puisque les protons sont chargés positifs et ils sont plus nombreux que les électrons négatifs), alors que si l'atome intègre des électrons, il se trouve qu'il a une charge négative. À partir de là, les deux sont appelés ions, qu'ils soient positifs ou négatifs.

Lorsqu'un atome ou une molécule acquiert une charge, il est automatiquement influencé par les champs électromagnétiques et les génère par lui-même.. Sur la base de cette prémisse, nous pouvons décrire de nombreux phénomènes biologiques, tels que les liaisons chimiques. Par exemple, la liaison ionique, qui consiste en la transmission d'électrons d'un atome métallique (moins électronégatif) à des non métalliques (plus électronégatifs).

Qu'est-ce que la pression électrostatique ?

En ce qui concerne la farine, nous craignons de ne pouvoir vous donner une définition très précise de ce terme, car il semble un peu hors d'usage dans la communauté scientifique. Divers portails utilisent le mot "pression électrostatique" pour désigner la force électrique d'attraction ou de répulsion entre des particules de charge électrique différente ou identique, respectivement.

Si nous adoptons ce terme, nous verrons que le plus correct pour se référer à ce phénomène électrostatique est "force électrique". La force électrique ou pression électrostatique sera alors la force qui apparaît entre deux ou plusieurs charges, dont le module dépend de la valeur des charges et de la distance qui les sépare (et le signe dépend de chaque charge). Ce conglomérat terminologique peut se résumer aux points suivants :

• Les atomes ou molécules chargés subissent une force d'attraction ou de répulsion à l'approche. Deux ions de même charge se repoussent, mais si l'un est positif (+) et l'autre négatif (-), ils se rapprochent.
• La valeur de la force ou pression électrostatique est proportionnelle au produit de la valeur de ses charges.
• D'autre part, la valeur de cette force est inversement proportionnelle au carré de la distance qui sépare les atomes chargés et agit dans le sens de la ligne qui les relie.

Au jour d'aujourd'hui, Ces postulations établies dans le domaine de la physique sont incluses sous l'égide de la loi de Coulomb, énoncée par le physicien français Charles-Augustin de Coulomb en 1785. Ces demandes peuvent être regroupées dans la formule suivante :

Dans cette formule, F fait référence à la force électrique totale ou à la pression électrostatique, k est la constante de Coulomb, q1 et q2 sont les valeurs des charges des atomes mentionnés (en coulombs) et r la distance entre les deux charges en mètres à carré. A titre indicatif, il est à noter que l'unité « coulomb » ou « coulomb » est définie comme la quantité de charge transportée en une seconde par un courant d'un ampère d'intensité de courant électrique.

Le résultat souhaité (F) représente la force attractive ou répulsive en Newtons entre les deux atomes ou molécules chargés électriquement.. La force électrique ou la pression électrostatique est une quantité vectorielle, donc, en plus de calculer le module, sa direction et sa direction doivent également être estimées. Si nous n'avons que deux atomes en jeu, la direction de la force électrique sera alignée avec la ligne qui relie les deux charges. En revanche, selon le signe de l'atome, la signification peut être d'attraction (+/-) ou de répulsion (+ / +, - / -).

Sur la base de toutes ces prémisses, une série de conclusions aussi claires que fascinantes peuvent être tirées: les charges de même signe subissent une force électrique qui tend à les séparer, les charges de signe différent subissent une force qui tend à les unir et plus les atomes chargés sont proches, plus le module de la force électrique d'attraction ou de répulsion est grand.

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Limites de la loi de Coulomb

Bien qu'étant une révolution à son époque et toujours en vigueur aujourd'hui, il convient de noter que La loi de Coulomb rapporte aussi certaines limitations. Parmi eux, on retrouve les suivants :

• Les charges doivent présenter une distribution sphérique symétrique.
• Les charges ne doivent pas se chevaucher.
• Les charges doivent être stationnaires les unes par rapport aux autres.
• Pour de très petites distances (de l'ordre de la taille des atomes), les forces électrostatiques sont compensées par d'autres, comme les forces nucléaires fortes ou faibles.

L'utilité biologique de la pression électrostatique

Le fait qu'il y ait des atomes positifs et négatifs n'est pas seulement utile au niveau de la connaissance. Par exemple, les ions sont essentiels au fonctionnement des systèmes biologiques, tant au niveau musculaire que neurologique, et dans toutes les tâches organiques. Regardons un cas concret dans lequel le potentiel électrique se transforme en actes tangibles.

Lorsqu'un muscle est au repos, les forces d'attraction entre l'actine et la myosine qui le composent sont inhibées. Si nous développons le désir d'effectuer un mouvement spécifique (comme froncer les sourcils), nous émettons un potentiel d'action au niveau du cerveau (une onde de décharge électrique) qui se déplace à travers les synapses neuronales jusqu'à la membrane du motoneurone (neurone moteur) lié au muscle que nous voulons Contrat.

Ces potentiels électriques amènent le motoneurone à libérer un message chimique dans le tissu musculaire, transformer cet ordre en la libération d'acétylcholine qui se lie aux récepteurs de la membrane de la muscle. Ce changement de potentiel membranaire à la surface du muscle permet l'ouverture de canaux ion-dépendants au sein des cellules., qui se traduit par un afflux massif d'ions calcium (Ca 2+) après une série d'étapes, modifiant la conformation de l'actine et de la myosine musculaires et permettant la contraction.

résumé

Comme vous pouvez le voir, les pressions électrostatiques ou les forces électriques sont partout. L'électricité module non seulement le comportement d'une ampoule ou d'une batterie, mais, au sens le plus large du terme, nous permet de transmettre des signaux nerveux à toutes les parties de notre corps et répondre aux stimuli environnementaux de la manière la plus efficace possible.

En fin de compte, tout est un jeu de charges: les atomes ou molécules de même charge se repoussent, tandis que ceux qui ont des charges différents sont attirés, idéalement avec une force dans une direction linéaire qui sera d'autant plus grande que les deux seront proches corps. Avec ces prémisses, on peut décrire des liaisons telles que ioniques et covalentes ou le potentiel des membranes cellulaires elles-mêmes, donc, la vie elle-même et l'organisation atomique des êtres vivants. Sans aucun doute, sans électricité, nous ne sommes rien.