TEMA 2: BIOELECTROMAGNETISMO

Transcripción

1 TEM 2: BIOELECTROMGNETISMO 2.4 Corriente eléctrica Conductores son aquellos materiales en los que las cargas se pueden desplazar con facilidad. islantes o dieléctricos son aquellos materiales en los que las cargas no tienen capacidad de movimiento Corriente eléctrica: número de cargas eléctricas que pasan por la sección transversal de un conductor en una unidad de tiempo: I Δq Δt unidad: amperio () Figura 25.1 Tipler 5ª Ed.

2 TEM 2: BIOELECTROMGNETISMO 2.4 Corriente eléctrica Ley de Ohm para un medio conductor: Las cargas se mueven debido a E I/ es proporcional a E: (Observación experimental) Constante de proporcionalidad: conductividad. Resistividad: inversa de la conductividad: I E I σ E 1 I 1 ρ E σ ρ Figura 25.2 Tipler 5ª Ed.

3 TEM 2: BIOELECTROMGNETISMO 2.4 Corriente eléctrica Ley de Ohm para un medio conductor: Las cargas se mueven debido a E I/ es proporcional a E: I E I Figura 25.2 Tipler 5ª Ed. σ E Constante de proporcionalidad: conductividad. Resistividad: inversa de la conductividad: 1 I 1 ρ E σ ρ LEY DE OHM PR MEDIOS MTERILES

4 TEM 2: BIOELECTROMGNETISMO 2.4 Corriente eléctrica Ley de Ohm para un medio conductor: Resistividad de diferentes materiales Material ρ (Ω m) Tipo Cobre C luminio C Germanio 0.6 S Silicio S vidrio fluidos del cuerpo humano 0.15 S

5 TEM 2: BIOELECTROMGNETISMO I 2.4 Corriente eléctrica Ley de Ohm para un conductor cilíndrico: Cable conductor con un campo eléctrico constante E La ddp entre extremos: Si sustituimos: I ρ L V VB L ρ I. R I V VB 1 E ρ E L E V > V I ρ B Figura 25.3 Tipler 5ª Ed.

6 TEM 2: BIOELECTROMGNETISMO 2.4 Corriente eléctrica Ley de Ohm para un conductor cilíndrico: Cable conductor con un campo eléctrico constante E La ddp entre extremos: Si sustituimos: I ρ L V VB L ρ I. R I V VB E L V > V B RESISTENCI R sólo depende del material (ρ) y de la geometría (L, ) R L ρ unidad: ohmio (Ω)

7 TEM 2: BIOELECTROMGNETISMO 2.4 Corriente eléctrica Ley de Ohm para un conductor cilíndrico: Cable conductor con un campo eléctrico constante E La ddp entre extremos: Si sustituimos: I ρ L V VB L ρ I. R I V VB E L Ley de Ohm para un cable conductor: V > V B V VB R I unidad: ohmio (Ω)

8 TEM 2: BIOELECTROMGNETISMO 2.7 Propiedades estáticas de la membrana celular Célula: rodeada por membrana plasmática modelo aceptado hoy en día: mosaico fluido común para todos los organismos vivos (animales, plantas y microorganismos) Membrana espesor d entre 8 y 12 nm doble capa lipídica proteínas: canales iónicos d

9 TEM 2: BIOELECTROMGNETISMO 2.7 Propiedades estáticas de la membrana celular Campo eléctrico en la membrana trasiego de iones carga eléctrica neta en paredes campo eléctrico en interior de la membrana diferencia de potencial eléctrico entre el exterior y el citoplasma potencial de membrana Valores E 10 7 N / C (valor experimental) para d 10 nm 7 8 ΔV E ΔL V 100 V ext 0 mv mv Vint 100 mv -Q E +Q

10 TEM 2: BIOELECTROMGNETISMO 2.7 Propiedades estáticas de la membrana celular Capacidad de la membrana Membrana condensador plano Capacidad de la membrana C kr 4πk d 0 Capacidad por unidad de área: Carga por unidad de área: Q C CV kr 4πk -Q 0 C d E E d +Q unidades: F/m 2 unidades: Ω/m 2

11 TEM 2: BIOELECTROMGNETISMO UN ramificación larga Estructura de las células nerviosas ramificaciones cortas Partes xón: cuerpo (núcleo y dendritas) y axón único para una neurona diámetro: entre 1 y 20 µm longitud: hasta 1.20 m IMPULSO NERVIOSO: Dendritas (receptores) núcleo axón (emisor) conexiones: SINPSIS

12 TEM 2: BIOELECTROMGNETISMO Resistencia y capacidad del axón xón: simetría cilíndrica Resistencia del axoplasma (axial): Conductor cilíndrico: longitud L área transversal trans Resistencia: R axop ρ axop L trans I axial

13 TEM 2: BIOELECTROMGNETISMO Resistencia y capacidad del axón SIN mielina Resistencia de la membrana (radial): Lámina: longitud d área lateral 2πr L I radial Resistencia: R memb ρ memb d memb d 2πr L

14 TEM 2: BIOELECTROMGNETISMO Resistencia y capacidad del axón SIN mielina xón: conductor de corriente eléctrica : mal conductor: el axoplasma RESISTENCI 0 I axial recubierto de un mal aislante: la membrana I radial RESISTENCI