Elektrosztatikus nyomás: mi ez és milyen jellemzői vannak

Az áram világa izgalmas. Az akkumulátor működésétől kezdve az emberi testen belüli neuronok kibocsátásáig ez a készlet A töltések jelenlétével és áramlásával kapcsolatos fizikai jelenségek lehetővé teszik számunkra, hogy élőlényekként gondolkodjunk, mozogjunk és mozogjunk létezik.

Társadalmi szinten az elektromosság felbecsülhetetlen mennyiségű erőforrást is biztosított számunkra: szállítás, világítás, légkondicionálás és számítástechnika, ami hamarosan elhangzik.

Nagyon kíváncsi ezt tudni testünk minden élő sejtjének megvan a maga elektromos töltése. Mivel a sók koncentrációja az intracelluláris és az extracelluláris környezetben eltérő (kalcium, klór, nátrium, kálium stb.) elektromos töltés és potenciálkülönbség jön létre mindkét közeg között, ezt a nevet " membrán".

A testsejtekben található membránok potenciáljának változása lehetővé teszi számunkra, hogy gondolkodjunk (elektromos szinapszis a neuronok szintjén) összehúzódik egy önkéntes izom, az akciós potenciál átadása és az egyes folyamatok hiperpolarizációja vagy depolarizációja miatt különleges. Amint láthatja, az áram messze meghaladja az akkumulátort: ​​maradjon velünk és

mindent megtudhat az elektrosztatikus nyomásról.

• Kapcsolódó cikk: "Transzkranialis elektromos stimuláció: meghatározás és alkalmazások"

Mik az elektrosztatika alapjai?

Az elektrosztatikát az a tudományág határozza meg, amely a testek között az elektromos töltésük következtében fellépő kölcsönös hatásokat tanulmányozza.. A Föld összes tárgya atomokból áll, amelyek az anyag legkisebb alkotóelemei, és amelyek kémiai elem tulajdonságokkal rendelkeznek. Nyugalmi állapotban az atommag pozitív töltései (a teljes tömeg 99,94% -a) egyensúlyban vannak a környező elektronok negatív töltéseivel, így az objektum nyugalmi állapotúnak tekinthető.

Amikor az atom elveszíti vagy megszerzi az elektronokat, pozitív vagy negatív elektromos töltést nyer. Általános megegyezés szerint, ha egy atom elveszít egy vagy több elektronot, akkor azt pozitív töltésűnek tekintik (mivel a protonok töltődnek pozitívak és számuk nagyobb, mint a negatív elektronoké), míg ha az atom elektronokat integrál, akkor negatív töltésű. Innentől kezdve mindkettőt ionnak nevezzük, legyenek azok pozitívak vagy negatívak.

Amikor egy atom vagy molekula töltést szerez, azt automatikusan az elektromágneses mezők befolyásolják, és magától generálja azokat.. Ezen előfeltevés alapján számos biológiai jelenséget írhatunk le, például kémiai kötéseket. Például az ionos kötés, amely az elektronok átviteléből áll egy fémes atomból (kevesebb elektronegatív) a nem fémes atomokba (több elektronegatív).

Mi az elektrosztatikus nyomás?

Lisztbe belépve attól tartunk, hogy nem tudjuk pontosan meghatározni ezt a kifejezést, mivel úgy tűnik, hogy ez kissé használhatatlan a tudományos közösségben. Különböző portálok az "elektrosztatikus nyomás" szót használják a különböző vagy azonos elektromos töltésű részecskék közötti vonzás vagy taszítás elektromos erejének kijelölésére.

Ha befogadjuk ezt a kifejezést, akkor meglátjuk a leghelyesebb erre az elektrosztatikus jelenségre az "elektromos erő". Az elektromos erő vagy az elektrosztatikus nyomás az az erő, amely két vagy több töltés között megjelenik, amelynek modulusa függ a töltések értékétől és az őket elválasztó távolságtól (és a jel mindegyiktől függ Betöltés). Ez a terminológiai konglomerátum a következő pontokban foglalható össze:

• A feltöltött atomok vagy molekulák vonzás vagy taszítás erejét érik, amikor közelednek. Két azonos töltésű ion taszítja egymást, de ha az egyik pozitív (+), a másik negatív (-), akkor közelebb kerül egymáshoz.
• Az elektrosztatikus erő vagy nyomás értéke arányos a töltések értékének szorzatával.
• Másrészt ennek az erőnek az értéke fordítottan arányos a távolság négyzetével, amely elválasztja a töltött atomokat és az őket összekötő egyenes irányában hat.

Ma, Ezeket a fizika területén rendezett posztulációkat Coulomb törvényének ernyője tartalmazza, amelyet Charles-Augustin de Coulomb francia fizikus mondott ki 1785-ben. Ezeket az alkalmazásokat a következő képlettel lehet összegyűjteni:

Ebben a képletben F a teljes elektromos erőre vagy elektrosztatikus nyomásra utal, k a Coulomb-állandó, q1 és q2 az említett atomok töltésének értéke (coulombokban), és r mindkét töltés közötti távolság méterben négyzet. Megjegyzésként meg kell jegyezni, hogy a "coulomb" vagy a "coulomb" egységet úgy definiáljuk, mint egy másodperc alatt egy amper elektromos áram intenzitású áram által hordozott töltés mennyiségét.

A kívánt eredmény (F) a vonzó vagy visszataszító erőt képviseli Newton-ban mind az elektromosan töltött atomok, mind a molekulák között.. Az elektromos erő vagy az elektrosztatikus nyomás vektormennyiség, ezért a modul kiszámítása mellett meg kell becsülni annak irányát és irányát is. Ha csak két atomunk van játékban, akkor az elektromos erő iránya összhangban lesz azzal a vonallal, amely mindkét töltetet összeköti. Másrészt az atom jeleitől függően lehet vonzás (+/-) vagy taszítás (+ / +, - / -).

Mindezek alapján a következtetések sora levonható, amelyek világosak és lenyűgözőek: az azonos előjelű töltések elektromos energiát tapasztalnak, amely hajlamos elválasztani őket, más előjelű töltésekkel olyan erőt tölt be, amely hajlamos egyesíteni őket és minél közelebb vannak a töltött atomok, annál nagyobb a vonzás vagy taszítás elektromos erejének modulusa.

• Érdekelheti: "Akciópotenciál: mi ez és milyen fázisai vannak?"

Coulomb törvényének korlátai

Annak ellenére, hogy napjainkban forradalom volt és ma is érvényben van, meg kell jegyezni, hogy Coulomb törvénye bizonyos korlátokat is jelent. Közülük a következőket találjuk:

• A terheléseknek szimmetrikus gömb eloszlást kell mutatniuk.
• A terhelések nem fedhetik át egymást.
• A töltéseknek egymáshoz képest állandónak kell lenniük.
• Nagyon kis távolságokra (az atomok nagyságának sorrendjében) az elektrosztatikus erőket mások, például erős vagy gyenge atomerők, felülmúlják.

Az elektrosztatikus nyomás biológiai haszna

Az a tény, hogy vannak pozitív és negatív atomok, nemcsak a tudás szintjén hasznos. Például az ionok nélkülözhetetlenek a biológiai rendszerek, mind az izmok, mind az idegrendszer működésében, és minden szerves feladatban. Nézzünk meg egy konkrét esetet, amelyben az elektromos potenciál kézzelfogható tettekké alakul át.

Ha egy izom nyugalomban van, az aktin és a miozin közötti vonzó erők gátolva vannak. Ha kialakul bennünk a vágy egy adott mozdulat végrehajtására (például a homlokát ráncolva), akkor cselekvési potenciált (egy hullámot) bocsátunk ki elektromos kisülés), amely neuronális szinapszisokon keresztül jut el a motorizom (motorneuron) membránjához, amely a kívánt izomhoz kapcsolódik szerződés.

Ezen elektromos potenciálok hatására a motoros idegsejt kémiai üzenetet bocsát ki az izomszövetbe, átalakítva ezt a sorrendet acetilkolin felszabadulásában, amely kötődik a membrán receptoraihoz izom. Az izomfelület membránpotenciáljának ez a változása lehetővé teszi az ionfüggő csatornák megnyitását a sejtekben., amely egy sor lépés után masszív kalciumionok (Ca 2+) beáramlásává válik, megváltoztatva az izomaktin és a miozin konformációját és lehetővé téve az összehúzódást.

Önéletrajz

Amint láthatja, mindenütt elektrosztatikus nyomás vagy elektromos erők vannak. Az áram nemcsak modulálja az izzó vagy az akkumulátor viselkedését, hanem a szó legtágabb értelmében lehetővé teszi számunkra az idegjelek továbbítását testünk minden részére, és a lehető leghatékonyabban reagálnak a környezeti ingerekre.

Végül minden a töltések játéka: az azonos töltésű atomok vagy molekulák taszítják egymást, míg a töltésekkel rendelkezők különböző vonzódnak, ideális esetben egy lineáris irányú erővel, amely annál nagyobb lesz, minél közelebb van a kettő testek. Ezekkel a feltételekkel olyan kötéseket írhatunk le, mint az ionos és a kovalens, vagy a sejtmembránok potenciálját, tehát magát az életet és az élőlények atomi szerveződését. Kétségtelen, hogy áram nélkül nem vagyunk semmi.