Elektrostatinis slėgis: kas tai yra ir kokios jo savybės

Elektros pasaulis jaudina. Nuo akumuliatoriaus veikimo iki neuronų išsiskyrimo žmogaus kūne šis rinkinys Fiziniai reiškiniai, susiję su krūvių buvimu ir srautu, leidžia mums, kaip gyvoms būtybėms, mąstyti, judėti ir judėti egzistuoti.

Socialiniu lygmeniu elektra mums taip pat suteikė neįkainojamą išteklių kiekį: transportą, apšvietimą, oro kondicionavimą ir skaičiavimus, kas netrukus bus pasakyta.

Labai įdomu tai žinoti visos gyvos mūsų kūno ląstelės turi savo elektrinį krūvį. Kadangi druskų koncentracija tarpląstelinėje ir tarpląstelinėje aplinkoje skiriasi (kalcio, chloro, natrio, kalio ir kt.) nustatomas elektros krūvis ir potencialų skirtumas tarp abiejų terpių, terminas žinomas kaip membrana “.

Kūno ląstelių membranų galimybių kitimas leidžia mums galvoti (elektrinė sinapsė neuronų lygmenyje) susitraukia savanoriškas raumuo dėl veikimo potencialų perdavimo ir hiperpoliarizacijos ar depoliarizacijos kiekviename procese specifinis. Kaip matote, elektra gerokai pranoksta akumuliatorių: likite su mumis ir sužinoti viską apie elektrostatinį slėgį.

• Susijęs straipsnis: „Transkranijinė elektrinė stimuliacija: apibrėžimas ir taikymas“

Kokie yra elektrostatikos pagrindai?

Elektrostatika apibrėžiama kaip ta mokslo šaka, tirianti abipusį poveikį, kuris atsiranda tarp kūnų dėl jų elektrinių krūvių.. Visi objektai Žemėje susideda iš atomų - mažiausių medžiagos vienetų, turinčių cheminio elemento savybių. Ramybės būsenoje teigiami atomo branduolio krūviai (99,94% viso svorio) balansuoja su neigiamais aplinkinių elektronų krūviais, todėl laikoma, kad objektas yra ramybės būsenoje.

Kai atomas praranda ar įgyja elektronus, jis įgyja teigiamą arba neigiamą elektrinį krūvį. Pagal įprastą susitarimą, kai atomas praranda vieną ar daugiau elektronų, jis laikomas „teigiamai įkrautu“ (nes protonai yra įkrauti teigiamų ir jų yra daugiau nei neigiamų elektronų), tuo tarpu, jei atomas integruoja elektronus, būna, kad jis turi neigiamą krūvį. Iš čia abu vadinami jonais, nesvarbu, ar jie yra teigiami, ar neigiami.

Kai atomas ar molekulė įgyja krūvį, jis automatiškai tampa paveiktas elektromagnetinių laukų ir pats juos generuoja.. Remdamiesi šia prielaida, galime apibūdinti daugelį biologinių reiškinių, pavyzdžiui, cheminius ryšius. Pavyzdžiui, joninis ryšys, kurį sudaro elektronų perdavimas iš metalinio atomo (mažiau elektronegatyvaus) į nemetalinį (daugiau elektronegatyvaus).

Kas yra elektrostatinis slėgis?

Įvesdami miltus bijome, kad negalime tiksliai apibrėžti šio termino, nes atrodo, kad mokslo bendruomenėje jis šiek tiek nevartojamas. Įvairiuose portaluose žodis „elektrostatinis slėgis“ žymi elektrinių traukos ar atstūmimo jėgą tarp dalelių, turinčių atitinkamą skirtingą arba identišką elektrinį krūvį.

Jei priimsime šį terminą, tai pamatysime teisingiausia nurodyti šį elektrostatinį reiškinį yra „elektrinė jėga“. Elektros jėga arba elektrostatinis slėgis bus jėga, atsirandanti tarp dviejų ar daugiau krūvių, kurio modulis priklauso nuo krūvių vertės ir juos skiriančio atstumo (o ženklas priklauso nuo kiekvieno apkrova). Šį termininį konglomeratą galima apibendrinti šiuose punktuose:

• Įkrauti atomai ar molekulės artėja prie jų traukos ar atstūmimo jėgos. Du to paties krūvio jonai atstumia vienas kitą, tačiau jei vienas yra teigiamas (+), o kitas neigiamas (-), jie artėja.
• Elektrostatinės jėgos ar slėgio vertė yra proporcinga jos krūvių vertės sandaugai.
• Kita vertus, šios jėgos vertė yra atvirkščiai proporcinga atstumo, skiriančio įkrautus atomus ir veikiančio juos jungiančios linijos kryptimi, kvadratu.

Šiandien Šios fizikos srityje išspręstos postulacijos yra įtrauktos į Kulono dėsnio skėtį, kurį 1785 metais paskelbė prancūzų fizikas Charlesas-Augustinas de Coulombas. Šias programas galima rinkti pagal šią formulę:

Šioje formulėje F reiškia bendrą elektros jėgą arba elektrostatinį slėgį, k yra Kulono konstanta, q1 ir q2 yra minėtų atomų krūvių vertės (kulonais) ir r atstumas tarp abiejų krūvių metrais aikštė. Pažymėtina, kad reikia pažymėti, kad vienetas "kulonas" arba "kulonas" apibrėžiamas kaip įkrovos dydis, kurį per vieną sekundę perneša vienos elektros srovės stiprumo ampero srovė.

Norimas rezultatas (F) reiškia patrauklią arba atstumiančią jėgą niutonais tarp elektriškai įkrautų atomų ar molekulių.. Elektros jėga arba elektrostatinis slėgis yra vektorinis dydis, todėl, be modulio apskaičiavimo, taip pat reikia įvertinti jo kryptį ir kryptį. Jei žaisime tik du atomai, elektros jėgos kryptis atitiks liniją, jungiančią abu krūvius. Kita vertus, priklausomai nuo atomo ženklo, reikšmė gali būti traukos (+/-) arba atstūmimo (+ / +, - / -).

Remiantis visomis šiomis prielaidomis, galima padaryti tiek aiškių, tiek patrauklių išvadų: krūviai su tuo pačiu ženklu patiria elektrinę jėgą, kuri linkusi juos atskirti, įkrova su kitokiu ženklu - jėga, linkusi juos sujungti ir kuo arčiau yra įelektrinti atomai, tuo didesnis yra traukos ar atstūmimo elektros jėgos modulis.

• Jus gali sudominti: "Veiksmo potencialas: kas tai yra ir kokie jo etapai?"

Kulono dėsnio apribojimai

Nepaisant to, kad tai buvo revoliucija savo laiku ir tebegalioja šiandien, reikėtų pažymėti, kad Kulono įstatymas taip pat nurodo tam tikrus apribojimus. Tarp jų randame:

• Kroviniai turi turėti simetrišką sferinį pasiskirstymą.
• Kroviniai neturi sutapti.
• Mokesčiai turi būti nejudantys vienas kito atžvilgiu.
• Esant labai mažiems atstumams (pagal atomų dydžio tvarką), elektrostatinės jėgos nusveria kitos, pavyzdžiui, stiprios ar silpnos branduolinės jėgos.

Biologinis elektrostatinio slėgio naudingumas

Tai, kad yra teigiamų ir neigiamų atomų, yra naudinga ne tik žinių lygiu. Pavyzdžiui, jonai yra būtini biologinių sistemų funkcionavimui tiek raumenų, tiek neurologiniame lygmenyje ir atliekant visas organines užduotis. Pažvelkime į konkretų atvejį, kai elektrinis potencialas paverčiamas apčiuopiamais veiksmais.

Raumeniui esant ramybės būsenoje, slopinamos patrauklios jėgos tarp aktino ir miozino, kurie jį sudaro. Jei mums kyla noras atlikti tam tikrą judesį (pvz., Suraukti antakius), mes išskiriame veiksmo potencialą smegenų lygyje (bangos elektros iškrova), vykstanti per neuronų sinapses į motorinio neurono (motorinio neurono) membraną, susijusią su tuo raumenu sutartis.

Dėl šių elektrinių potencialų motorinis neuronas išskiria cheminį pranešimą į raumenų audinį, transformuojant šią tvarką išsiskiriant acetilcholinui, kuris jungiasi prie membranos receptorių Raumuo. Šis membranos potencialo pokytis ant raumens paviršiaus leidžia atverti nuo jonų priklausomus kanalus ląstelėse., kuris po kelių žingsnių paverčiamas didžiuliu kalcio jonų (Ca 2+) antplūdžiu, pakeičiant raumenų aktino ir miozino konformaciją ir leidžiantis susitraukti.

Tęsti

Kaip matote, elektrostatinis slėgis ar elektrinės jėgos yra visur. Elektra ne tik moduliuoja lemputės ar akumuliatoriaus veikimą, bet ir plačiąja šio žodžio prasme leidžia mums perduoti nervinius signalus į visas mūsų kūno dalis ir kuo efektyviau reaguoja į aplinkos dirgiklius.

Galų gale viskas yra krūvių žaidimas: atomai ar molekulės, turintys tą patį krūvį, atstumia vienas kitą, o turintys krūvį skirtingi traukia, idealiu atveju jėga linijine kryptimi, kuri bus didesnė, tuo arčiau abu kūnai. Šiomis patalpomis galime apibūdinti ryšius, tokius kaip joniniai ir kovalentiniai, arba patį ląstelių membranų potencialą, taigi ir patį gyvenimą bei gyvų būtybių atominę organizaciją. Be jokios abejonės, be elektros mes esame niekas.