Curs 8 I. NOTIUNI DE ELECTRICITATE SI MAGNETISM (II) II. FENOMENE BIOELECTRICE

Σχετικά έγγραφα
M. Stef Probleme 3 11 decembrie Curentul alternativ. Figura pentru problema 1.

Fig Impedanţa condensatoarelor electrolitice SMD cu Al cu electrolit semiuscat în funcţie de frecvenţă [36].

Seminar electricitate. Seminar electricitate (AP)

Componente şi Circuite Electronice Pasive. Laborator 3. Divizorul de tensiune. Divizorul de curent

1. PRODUCEREA CURENTULUI ALTERNATIV

Aplicaţii ale principiului I al termodinamicii la gazul ideal

Problema a II - a (10 puncte) Diferite circuite electrice

5.5. REZOLVAREA CIRCUITELOR CU TRANZISTOARE BIPOLARE

Analiza în curent continuu a schemelor electronice Eugenie Posdărăscu - DCE SEM 1 electronica.geniu.ro

Curs 2 DIODE. CIRCUITE DR

Planul determinat de normală şi un punct Ecuaţia generală Plane paralele Unghi diedru Planul determinat de 3 puncte necoliniare

(a) se numeşte derivata parţială a funcţiei f în raport cu variabila x i în punctul a.

a. 11 % b. 12 % c. 13 % d. 14 %

FENOMENE TRANZITORII Circuite RC şi RLC în regim nestaţionar

N 1 U 2. Fig. 3.1 Transformatorul

BIOELECTROGENEZA DEFINIŢIEIE CAUZE: 1) DIFUZIA IONILOR PRIN MEMBRANĂ 2) FUNCŢIONAREA ELECTROGENICĂ A POMPEI DE Na + /K + 3) PREZENŢA ÎN CITOPLASMĂ A U

Studiul câmpului magnetic în exteriorul unui conductor liniar foarte lung parcurs de un curent electric. Verificarea legii lui Biot şi Savart

V O. = v I v stabilizator

PROBLEME DE ELECTRICITATE

Circuite electrice in regim permanent

VII.2. PROBLEME REZOLVATE

Metode iterative pentru probleme neliniare - contractii

FIZICĂ clasa a X-a Electricitate

Clasa a X-a, Producerea si utilizarea curentului electric continuu

RĂSPUNS Modulul de rezistenţă este o caracteristică geometrică a secţiunii transversale, scrisă faţă de una dintre axele de inerţie principale:,

Seminariile Capitolul X. Integrale Curbilinii: Serii Laurent şi Teorema Reziduurilor

Unitatea atomică de masă (u.a.m.) = a 12-a parte din masa izotopului de carbon

7. RETELE ELECTRICE TRIFAZATE 7.1. RETELE ELECTRICE TRIFAZATE IN REGIM PERMANENT SINUSOIDAL

Curs 9 FENOMENE MAGNETICE

Acceleratorii de particule

TEORIA CIRCUITELOR ELECTRICE

DISTANŢA DINTRE DOUĂ DREPTE NECOPLANARE

Subiecte Clasa a VIII-a

R R, f ( x) = x 7x+ 6. Determinați distanța dintre punctele de. B=, unde x și y sunt numere reale.

Curs 10 Funcţii reale de mai multe variabile reale. Limite şi continuitate.


Integrala nedefinită (primitive)

Definiţia generală Cazul 1. Elipsa şi hiperbola Cercul Cazul 2. Parabola Reprezentari parametrice ale conicelor Tangente la conice



V.7. Condiţii necesare de optimalitate cazul funcţiilor diferenţiabile

ENUNŢURI ŞI REZOLVĂRI 2013

5.1. Noţiuni introductive

Functii definitie, proprietati, grafic, functii elementare A. Definitii, proprietatile functiilor

este sarcina electrică ce traversează secţiunea transversală a conductorului - q S. I.

Componente şi Circuite Electronice Pasive. Laborator 4. Măsurarea parametrilor mărimilor electrice

Functii definitie, proprietati, grafic, functii elementare A. Definitii, proprietatile functiilor X) functia f 1

Electronică anul II PROBLEME


Conf.dr.ing. Lucian PETRESCU CURS 4 ~ CURS 4 ~

a n (ζ z 0 ) n. n=1 se numeste partea principala iar seria a n (z z 0 ) n se numeste partea

STUDIUL PROCESULUI DE IONIZARE

Curs 1 Şiruri de numere reale

Titlul: Modulaţia în amplitudine

Fig Dependenţa curentului de fugă de temperatură. I 0 este curentul de fugă la θ = 25 C [30].

DETECTOR DE CABLURI PRIN ZID

REDRESOARE MONOFAZATE CU FILTRU CAPACITIV

Curs 14 Funcţii implicite. Facultatea de Hidrotehnică Universitatea Tehnică "Gh. Asachi"

Electronică STUDIUL FENOMENULUI DE REDRESARE FILTRE ELECTRICE DE NETEZIRE

COMPARATOARE DE TENSIUNE CU AO FĂRĂ REACŢIE

5. Circuite electrice liniare în regim periodic nesinusoidal Elemente introductive

Subiecte Clasa a VII-a

Dispozitive Electronice şi Electronică Analogică Suport curs 01 Notiuni introductive

4. Măsurarea tensiunilor şi a curenţilor electrici. Voltmetre electronice analogice

Capitolul 14. Asamblari prin pene

COLEGIUL NATIONAL CONSTANTIN CARABELLA TARGOVISTE. CONCURSUL JUDETEAN DE MATEMATICA CEZAR IVANESCU Editia a VI-a 26 februarie 2005.

a. Caracteristicile mecanice a motorului de c.c. cu excitaţie independentă (sau derivaţie)

1.7. AMPLIFICATOARE DE PUTERE ÎN CLASA A ŞI AB

Curs 4 Serii de numere reale

Ecuaţia generală Probleme de tangenţă Sfera prin 4 puncte necoplanare. Elipsoidul Hiperboloizi Paraboloizi Conul Cilindrul. 1 Sfera.

5.4. MULTIPLEXOARE A 0 A 1 A 2

Curentul electric stationar

Difractia de electroni

Laborator de Fizica STUDIUL CONDUCTIBILITĂŢII ELECTRICE A METALELOR

Conice. Lect. dr. Constantin-Cosmin Todea. U.T. Cluj-Napoca

Proiectarea filtrelor prin metoda pierderilor de inserţie

1. PROPRIETĂȚILE FLUIDELOR

MARCAREA REZISTOARELOR

STUDIUL EFECTULUI HALL ÎN SEMICONDUCTORI

5. FUNCŢII IMPLICITE. EXTREME CONDIŢIONATE.

Ovidiu Gabriel Avădănei, Florin Mihai Tufescu,

ELECTRICITATE SI MAGNETISM

III. Serii absolut convergente. Serii semiconvergente. ii) semiconvergentă dacă este convergentă iar seria modulelor divergentă.

Profesor Blaga Mirela-Gabriela DREAPTA

Examen. Site Sambata, S14, ora (? secretariat) barem minim 7 prezente lista bonus-uri acumulate

UnităŃile de măsură pentru tensiune, curent şi rezistenńă

1. REZISTOARE 1.1. GENERALITĂŢI PRIVIND REZISTOARELE DEFINIŢIE. UNITĂŢI DE MĂSURĂ. PARAMETRII ELECTRICI SPECIFICI REZISTOARELOR SIMBOLURILE

Maşina sincronă. Probleme

Capacitatea electrică se poate exprima în 2 moduri: în funcţie de proprietăţile materialului din care este construit condensatorul (la rece) S d

FIZICA CAPITOLUL: ELECTRICITATE CURENT CONTINUU

Circuite cu diode în conducţie permanentă

PROBLEME DE ELECTRICITATE ȘI MAGNETISM GIMNAZIU

Sisteme diferenţiale liniare de ordinul 1

Lucrarea nr. 5 STABILIZATOARE DE TENSIUNE. 1. Scopurile lucrării: 2. Consideraţii teoretice. 2.1 Stabilizatorul derivaţie

SIGURANŢE CILINDRICE

Sistem hidraulic de producerea energiei electrice. Turbina hidraulica de 200 W, de tip Power Pal Schema de principiu a turbinei Power Pal

Fenomene electrice şi magnetice

BARAJ DE JUNIORI,,Euclid Cipru, 28 mai 2012 (barajul 3)

2. STATICA FLUIDELOR. 2.A. Presa hidraulică. Legea lui Arhimede

Exemple de probleme rezolvate pentru cursurile DEEA Tranzistoare bipolare cu joncţiuni

Transcript:

Curs 8 I. NOTIUNI DE ELECTRICITATE SI MAGNETISM (II) II. FENOMENE BIOELECTRICE

I. Fenoene Magnetice Capul agnetic Planul prezentarii Interactiunea dinte capul agnetic si curentul electric, inductia capului agnetic Capul agnetic al unor curenti stationari Miscarea particulelor incarcate cu sarcina electrica in cap agnetic Acceleratori de particule Inductia electroagnetica Curentul alternativ II. Fenoene bioelectrice Potentialul de repaus si potentialul de actiune Modelul electric al ebranei celulare

I. Fenoene Magnetice I.1 Capul agnetic 180 Østred (Øestred) descoera capul agnetic creat in jurul unui conductor parcurs de un curent electric. André-Marie Apère calculeaza forta de interactiune dintre doua conductoare parcurse de curenti electrici. Capul agnetic este produs de sarcinile electrice aflate in iscare (iscare de ansablu ordonata care deterina aparitia unor curenti electrici). (a) (c) (b) Fig.1 Capul agnetic al unui conductor parcurs de un curent electric (a) si capul agnetic al unui agnet perannt (b) si capul agnetic terestru (c) Hans Christian Ørsted (1777-1851) 1851) fizician si chiist danez.. A avut contributii in doeniul electroagnetisului descoperind legatura dintre curentul electric si capul agnetic.

B I. Interactiunea dinte capul agnetic si curentul electric, inductia capului agnetic Fig. B A l dl r (a) F I l B (5) B Fig.3 F B I (b) Binductia capului agnetic df B (6) I dl r F r F I r l r B B r r I dl B A v ( l B) (1) () r B r r r F I dl B I ' (3) A (in cazul in care conductorul este plasat intr-un cap agnetic constant, Fig (4 a)) r F v v I dl B 0 (4) (in cazul in care capul agnetic este constant si conturul deterinat de conductor este inchis,, Fig. 4b)) [ B] [ F] SI [] l [ I ] SI SI N 1 A SI 1 [B] CGS 1Gs (Gauss) T (7) (Tesla)

I.3 Capul agnetic al unor curenti stationari conductor liniar I B solenoid I l r spira circulara B I μ μ I 0 r k r πr (8) μ0μr k (9) π rdistanta fata de conductor μ 0 4π*10-7 N/A B μ 0 pereabilitatea agnetica a vidului Fig.4 μ μ N r r 0 I Nnuarul de spire rraza raza spirei (10) μ N I r B l μ 0 (11) Nnuarul de spire din solenoid llungiea lungiea solenoidului

I.4 Interactiunea agnetica a curentilor electrici -F 1 F 1 1 F B I l 1 1 (1) Fig. 5 Interactiunea dintre doua conductoare parcurse de curent electric F 1 F 1 μ 0 F 1 μr I1 I π r B I 1 Considerand I 1 I I si distanta dintre conductoare r 1: I 1 10 7 F l A N l (14) (15) Aperul reprezinta intensitatea unui curent electric constant care se stabileste prin doua conductoare liniare, paralele,, de lungie ult ai are decat distanta dintre ele, asezate in vid la distanta de 1 unul fata de altul si intre care se exercita o forta de 10-7 N pe fiecare etru lungie. l (13)

I.5 Miscarea particulelor incarcate cu sarcina electrica in cap agnetic r r q Fig. 6 Miscarea unei particule incarcate cu sarcina electrica in cap agnetic unifor v q B (18) q r F r r q v B (16) Fforta Lorentz Forta Lorentz este perpendiculara pe vectorul inductie a capului agnetic si respectiv pe vectorul viteza. In cap agnetic unifor, cu viteza perpendiculara pe liniile de cap, traictoria particulei va fi de fora circulara (particula executa o iscare circular unifora). F q v B v r (17) (raza traictoriei circulare pe care se isca particula) v r q B ω (19) ωviteza unghiulara a iscarii circulare

Aplicatii: Fig. 7 Selector (filtru( filtru) ) de viteze pe baza de capuri electrice si agnetice F e F l pentru ca particula sa nu fie deviata de la traictoria initiala (F e forta electrica,, F l forta Lorentz) q (0) E q v B E v (1) B Filtrul de viteze lasa sa traca nedeviati doar ionii a caror viteza este data de raportul E/B indiferent de raportul /q specific acestora.

Fig. 8 Spectroetru de asa Spectroetrul de asa este un instruent utilizat pentru separarea ionilor atoici sau oleculari in functie de raportul /q. Separarea ionilor in functie de raportul /q (asa asa ionului,, qsarcina electrica a ionului) ) se face sub actiunea unui capului agnetic de inductie B. q r B rb 0 0 v E B ()

I.6 Acceleratori de particule I.6.1 Acceleratorul liniar Fig. 9 Acceleratorul liniar generator de inalta frecventa v E sursa de ioni Electrozi de fora cilindrica Acceleratorul liniar este forat din ai ulti electrozi cilindrici conectati la un generator de inalta frecventa. Accelerarea ionilor se face sub actiunea capului electric. Lungiea electrozilor este astfel aleasa incat la trecerea ionului in intervalul dintre doi electrozi, capul electric sa aiba o astfel de polaritate incat sa accelereze ionii.

I.6. Ciclotronul duanti N traictoria ionului cap electric de inalta frecventa Fig. 10 Ciclotronul capul electric E dintre duanti Ciclotronul a fost inventat in 1934 de catre Ernest Orlando Lawrence. Ciclotronul este o instalatie ciclica folosita pentru accelerarea particulelor incarcate cu sarcina electrica, prin trecerea repetata a acestora prin acelasi interval accelerator. Ciclotronul este alcatuit din doi duanti intre care se aplica un cap electric de inalta frecventa. Accelerarea se face la trecerea particulei in spatiul dintre duanti,, sub actiunea capului electric.

T π r π v π v q B v q B (3) ω ciclotron π T q B (4) 1 q B E c v (5) E c valoarea axia a energiei cinetice a ionilor dupa accelerarea lor in ciclotron. Pentru E c >0 MeV apar efecte relativiste care ipiedica accelerarea electronilor la viteze (energii) ai ari. r Ernest Orlando Lawrence (1910-1958), 1958), fizician aerican, laureat al preilui Nobel pentru fizica in 1930. A inventat ciclotronul si a avut contributii iportante in dezvoltarea tehnicilor de separare a izotopilor de uraniu.

I.7 Inductia electroagnetica Fig. 11 Fluxul agnetic printr-o suprafata S n Def.: Fenoenul de inductie electroagnetica consta in aparitia unei tensiuni electrootoare intr-un circuit parcurs de un flux agnetic variabil in tip. Legea lui Lenz: Tensiunea electrootoare indusa si curentul indus au un asthel de sens, incat fluxul agnetic indus se opune variatiei fluxului agnetic inductor. ΔΦ Δt Φ v v B S B S cosα BS n (6) ε (7) (legea lui Faraday) ε ( B S cosθ ) d dt (8) Michael Faraday (1791-1867) 1867) fizicizn si chiist englez.. Are contributii iportante la dezvoltarea teoriei electroagnetisului si a aplicatiilor acestuia.

I.8 Curentul alternativ I.8.1 Producerea curentului alternativ e E sin( ωt) (9) Fig.1 Producerea curentului alternativ Rotirea spirei cu viteza unghiulara unifora intr-un cap agnetic unifor va produce la bornele acesteia (datorita fenoenului de inductie electroagnetica) ) o tensiune electrica alternativa sinusoidala. E E valoarea axia a tensiunii electrootoare Tperioada de oscilatie tensiunii electrootoare T Fig.13 Variatia in tip a tensiunii electrootoare la bornele unei spire ce se roteste cu viteza unghiulara unifora intr-un cap agnetic unifor

n ω αω t B ~ V ~ e Fig. 14 Fluxul agnetic printr-o spira dreptunghiulara ce se roteste unifor intr-un cap agnetic li0 Δt ΔΦ( t) Δt ΦB S (30) Φ(t) )B S cosαb S cos( cos(ωt) (31) Tensiunea electrootoare indusa la bornele spirei poate fi expriata cu ajutorul legii inductiei electroagnetice a lui Faraday: dφ( t) dt e ω ΔΦ Δt (3) B S sin( ωt) E sin( ωt) (33)

I.8. Valoare efectiva a intensitatii si tensiunii curentului alternativ Fig. 15 Intensitatea si tensiunea curentului electric printr-un rezistor parcurs de curent alternativ i(t)i sin(ωt) (34) u(t)u sin(ωt) (35) i(t) si u(t) reprezinta valorile instantanee ale intensitatii si tensiunii curentului electric alternativ iar I si U reprezinta valorile axie ale intensitatii si tensiunii curentului electric alternativ. i Ri RI R I O A B T i(t) t Ri (t) Fig. 16 Valoarea instantanee a intensitatii curentului electric alternativ prin rezistorul R si valoarea instantanee a puterii disipate pe acesta

Energia (caldura) disipata pe rezistor intr-un interval de tip egal cu o perioada poate fi expriata astfel: Q T T RI RI sin ( ω t) T (36) 0 Intensitatea curentului continuu care produce acelasi efect energetic(teric) ) ca si curentul alternativ intr-un interval de tip egal cu o perioada poate fi expriat astfel: I I I (38) efectiv RI RI T (37) U U U (39) (38) efectiv I efectiv si si U efectiv reprezinta valorile efective ale intensitatii si tensiunii curentului alternativ. Valoarea efectiva a intensitatii(tensiunii) curentului alternativ este nueric egala cu valoarea intensitatii(tensiunii) unui curent elctric continuu care produce acelasi efect ca si curentul alternativ intr-un interval de tip dat.

I.8.3 Studiul circuitelor de curent alternativ Osciloscopul catodic Este un aparat care perite vizualizarea fenoenelor electrice periodice in tip prin transforarea unui senal electric intr-un senal optic. Partea principala a osciloscopului este tubul catodic care perite vizualizarea proceselor electrice oscilatorii in tip. Fig. 17 Osciloscopul catodic Terocatodul are rolul de a eite electroni. W, A1 si A foreaza un siste de electrozi cilindrici aflati la diferite potentiale si cu ajutorul carora se accelereaza electronii eisi de catod si se obtine un fascicul electronis foarte ingust. Placile de deflexie veritcala si orizontala, Py si Px, care deviaza fascicolul corespunzator tensiunilor aplicate. W A 1, A P y P x Fig. 18 Tubul catodic al osciloscopului electronic Fig. 19 Vizualizare fenoenelor electrice cu ajutorul osciloscopului

Eleente de circuit in curent alternativ a) Rezistorul in curent alternativ Fig. 0 Legea lui Oh este valabila si in circuitele de curent alternativ dar se aplica doar pentru valrile instantanee ale curentului electric alternativ. u( t) U sin( ωt) U sin( ωt) u( t) U i( t) sin( ωt) I sin( ωt) R R ef (40) (41) Rezistorul in circuit de curent alternativ nu introduce nici un defazaj intre tensiunea la bornele acestuia si intensitatea curentului electric prin acesta.

b) Bobina in curent alternativ i(t), u(t) Fig. 1 u(t) Fig. 9 t u(t) i(t) u( t) Φ ( t) L i( t) (4) i(t) )I sin( sin(ωt) (43) dφ( t) di( t) d π e L L ( I sin( ω t)) ωl I cos( ωt) ( ωl I ) sin( ωt + ) dt dt dt (44) O bobina intr-un circuit de curent alternativ introduce o rezistenta aparenta ωl si o defazare a tensiunii in fata intensitatii curentului cu π/.

c) Condensatorul in curent alternativ i(t), u(t) Fig. i(t) Fig. 11 t u(t) u( t) q( t) C dq( t) i t ω dt (45) ( ) I sin( t) (46) I q( t) cos( ωt) ω I ωc I ωc (47) ( ) cos( ω ) sin( ωt ) (48) u t t π Un condensator intr-un circuit de curent alternativ introduce o rezistenta aparenta 1/ωc si o defazare a tensiunii in ura intensitatii curentului cu π/.

Circuitul RLC serie u R (t) u L (t) u C (t) Fig. 3 U 1 I R + ωl L C ( U ) + ( U U ) R ωc (49) U L U C tgθ U R U s X Fig. 4 X R U L -U C 1 ωl ωc R U s U R L C (51) Z serie 1 R + L ω C ω (50) Z serie ipedanta circuitului serie Pentru ωl>1/ >1/ωC ave un circuit cu caracter inductiv. Pentru ωl<1/ <1/ωC ave un circuit capacitiv.

Rezonanta circuitul RLC serie I serie U Z serie U 1 R + ωl ωc (5) U I rez R I R(ic) U I rez R 1 ω (53) 0 L C R(are) Fig. 5 ω ω 0 frecventa de rezonanta a circuitului. La rezonanta valoarea efectiva a intensitatii curentului prin circuit are valoarea azia posibila IU/R.

Circuitul RLC paralel u(t) i(t) i R i L i C I U 1 R + 1 1 X L X C (54) I c Fig. 6 Z paralel 1 R + 1 1 ωl ωc (55) I R I U Fig. 7 I I R 1 tgθ R ωc ωl (56) I c -I L I L

I.8.4 Puterea in curent alternativ u(t) p(t) p( t) u i U sin( ωt) I sin( ωt ϕ) Fig. 8 u(t) (57) - puterea instantanee disipata pe circuitul de curent alternativ (58) U I U I p cos( ϕ) cos(ωt ϕ) coponenta constanta coponenta alternativa P W 1 U I cos( ) T ϕ (59) 1 p U I cos( ϕ) U I cos( ϕ) Energia disipata pe circuit intr-o perioada. (60) Puterea edie disipata pe circuit.

P PU I cos( cos(ϕ) )puterea activa disipata pe circuit. Puterea activa se asoara in W. Este disipata in circuit sub fora de caldura. cos( cos(ϕ) )factorul de putere al circuitului. P r U I sin( sin(ϕ) )puterea reactiva disipata in circuit. Se asoara in VAR (volt aper reactiv). Reprezinta puterea necesara producerii capului electric si agnetic din circuit. SU I Iputerea aparenta disipata pe circuit. Se asoara in VA (volt aper). Este nueric egala cu energia transferata circuitului in unitatea de tip SU I ϕ PU I cos( cos(ϕ) P r U I sin( sin(ϕ) Fig. 9 Triunghiul puterilor pentru circuitele de curent alternativ S P + P r (61) PS cos(j cos(j) ) (6) PrS sin(j sin(j) ) (63)

II. Fenoene bioelectrice II.1 Potentialul de repaus si potentialul de actiune Bioelectrogeneza producerea de electricitate în organisele vii (apari( apariţiaia unor fenoene electrice în ţesuturile vii reprezintă una dintre anifestările fundaentale ale vieţii ii celulelor). Din punct de vedere electric ateria vie se coportă ca un conductor electrolitic.. O are parte din oleculele ce intră în copoziția ia ediului intrași extracelular se află în stare disociată sub foră de anioni și cationi. Activitatea electrică a celulei depinde de acei ioni care se găsesc în nuăr are în celulă și în ediul extracelular, aceștia fiind ionii de K +, Na +, Cl - în principal și i un grup heterogen de ioni negativi (acizi organici, polipeptide, proteine ionizate negativ). Pentru acești anioni organici însă ebrana celulară este ipereabilă, ei nu o pot părăsi celula din cauza diensiunilor oleculare ari. Ionii K +, Na +, Cl - pot trece prin ebrană în abele sensuri.

În ura proceselor etabolice care au loc distribuţii ii asietrice ale ionilor de sen contrar deterină generarea unor diferenţe de potenţial electric nuite potenţiale biologice. Concentrațiile ionilor de Na + și Cl - sunt ult ai ari în lichidul extracelular decât în cel intracelular. Situația ia este inversă pentru K+ având concentrația ai are în lichidul intracelular decât în exteriorul celulei. Apare o diferență de potențial electric între lichidele intracelular și extracelular. Diferenţeleele de potenţial dau naştere la rândul lor unor biocurenţi. Diferenţeleele de potenţial există atât în repausul celular (potenţial de repaus) cât şi în tipul activităţii ii celulei (potenţial de acţiune iune).

Potențialul chiic: μ μ 0 + RT ln c + n F V n V (potenţialul chiic) (64) μ i μ 0 + RT ln c i + n n F V i (în n ediul intracelular) (65) μ e μ 0 + RT ln c e + n n F V e (în n ediul extracelular) (66) μ i μ e condiţia ia de echilibru μi μ0 R T ln ci Vi n F μe μ0 R T ln c Ve n F μ μ i e Unde: e Vi V e R T n F c ln c e i (67) Potential Nernst-Planck (pot.de electrodifuzie) V i, respectiv V e reprezintă potenţialul ionilor în interiorul, respectiv exteriorul ebranei,, R constanta universală a gazelor,, T teperatura,, n valenţa,, F nuărul lui Faraday (sarcina( electrica per ol de electroni,, 96485,399 C olc - 1 ), c e şi c i concentraţia ionului în interiorul, respectiv exteriorul ebranei.

Potenţialul de electrodifuzie apare ca urare a difuziei ai rapide a unor ioni decât a altora. Viteza de difuzie a Na + este ult ai ică decât viteza de difuzie a ionilor de K + și Cl -. Diferenţa de potenţial de o parte şi de alta a ebranei depinde nuai de diferenţa de concentraţie ie. La forarea potenţialului de ebrană un rol hotărâtor îl au ionii K +. Aplicând relaţia de ai sus, potenţialul de echilibru este dat de: Obs. V i V e RT F [ ] + ext [ ] + ln K K int (68) pe baza concentraţiilor ionilor de K + din interior şi exterior s-a s calculat pentru potenţialul de repaus o valoare de aproxiativ 95 V (fa( faţă de valoare deterinată experiental 90 V). contrib. într-o ăsură ai ică şi ceilalţi ioni prezenţi şi având în vedere că se găseşte într-o fază staţionară ionară, potenţialul de ebrană de repaus este redat ai corect de relaţia ia: R T n F + P + + K Na Cl V V ln (69) + + i e c c K e K i P K + + c + c Na e Na i + P P Na + + c + c Cl i Cl e P P Cl (69) Relaţia lui Goldann

Potenţialul de repaus al unei celule vii se ăsoară prin tehnica icroelectrozilor care au diensiuni de 0,6 μ Fig. 30

Potenţialul de repaus Fiecare celulă vie este polarizată în raport cu lichidul interstiţial ial, adică între suprafaţa internă şi cea externă a ebranei există o diferenţă de potenţial nuită potenţial de repaus al ebranei celulare.. (se consideră potenţialul feţei ei interioare a ebranei faţă de potenţialul feţei ei exterioare, socotit ca reper). Valoarea potenţialului de repaus al ebranei celulare diferă de la specie la specie şi de la celulă la celulă. După oartea celulei, diferenţa de potenţial dintre cele două feţe ale ebranei se anulează. Potenţialul de repaus al ebranei se datorează, în esenţă, unei inegalităţi de concentraţie ie, unei asietrii de repartizare a diferiţilor ilor ioni,, care există în exteriorul ebranei celulare (lichidul interstiţial ial) şi în interiorul ei (lichidul intracelular).

Potenţialul de acţiune Reprezinta o depolarizare trecatoare a ebranei celulare prin care interiorul celulei devine ai negativ decat in starea de repaus, rezultand intr-o scadere a diferentei de potential de-o parte si de alta a ebranei. Potentialul de actiune poate fi produs de un stiul sau poate fi rezultatul unei activitati spontane a celulei, propagarea sa reprezinta un ipuls nervos. Se realizează în ura odificării polarizării ebranei. Rezultă o variaţie ie a potenţialului electric de ebrană prin efluxul de ioni K + şi influxul de ioni Na +. Restabilirea echilibrului iniţial ial se face cu consu de energie. Excitaţia ia apărută într-un loc pe suprafaţa ebranei celulei excitate este difuzată pe întreaga ei suprafaţă. Fibrele nervoase se bucură cu predilecţie ie de această proprietate. Ex.: transiterea influxurilor nervoase între doi neuroni se face prin interediul sinapselor care au proprietatea de a lăsa fluxul nervos să treacă nuai într-o singură direcţie ie.

Potentialele de actiune pot fi: locale sau de tip totul sau niic. Rolul predoinant in declansarea potentialelor de actiune il au canalele ionice a caror porti se inchid sau se deschid, deterinand astfel aparitia unor fluxuri ionice. Potentialele de actiune locale sunt produse sub actiunea unor stiuli de intensitate ica, sub valoarea de prag, nuiti stiuli subliiniari. In ura actiunii stiulilor subliiniari apare o depolarizre redusa a ebranei, proportionala cu aplitudinea stiulului. Se propaga decreental,, cu pierderi, pe distante reduse. Scaderea aplitudinii potentialului de actiune se face exponential cu distanta de la locul de producere al acestuia. Potentialele de actiune totul sau niic iau nastere in cazul unui stiul puternic care atinge valoarea o valoare de prag. Interiorul celulei devine pozitiv. Se propaga pe distante ari fara pierderi. Aplitudinea, pragul si viteza de propagare sunt specifice fibrei sau celulei.

Etapele care deterina aparitia potentialului de actiune de tipul totul sau niic: 1. Sub actiunea unui stiul de intensitate are, se deschid ai ulte canale de Na + iar patrunderea in cascada a ionilor de Na + in interiorul celulei deterina pozitivarea acesteia.. Pozitivarea celulei si crestere potentialului acesteia ar detrina distrugere celulei dar acest lucru este este ipiedicat de inactivarea canalelor de Na + la un potential de ( )( ) +30 V si deschiderea canalelor de K +, peritand astfel iesirea lor din celula. 3. Deschiderea portilor canalelor de K + dependente de voltaj si este un proces relativ lent. Ionii de K+ parasesc celula in sensul gradientului electrochiic si se revine astfel la valoarea potentialului de repaus. Potential de actiune totul sau niic Potential de actiune local Doar celulele nervoase, usculare si glandulare au capaciatea de a produce potentiale de actiune totul sau niic. Capacitatea de a raspunde prin potentiale de actiune locale se nueste iritabilitate. Proprietatea de a raspunde prin potentiale de actiune totul sau niic se nueste excitabilitate. Fig. 31 Potentiale de actiune locale si respectiv totul sau niic

II. Modelul electric al ebranei celulare O celula ipreuna cu ediul exteracelular al acesteia se coporta ca o retea electrica alcatuita din condensatoare, rezistoare si surse de tensiune. - Lichidul intra si etracelular pot fi considerate ca fiind bornele unei surse de tensiune forate din trei baterii de curent continuu grupate in paralel: bateria de Na, de K si de Cl. - Lichidul intra- si extracelular se coporta ca si araturile unui condensator iar ebrana celulara reprezinta dielectricul dintre acestea. - Canalele de Na +, K + si Cl - reprezinta rezistori electrici care se opun trecerii ionilor respectivi. - Lichidul intra- se extracelular se coporta si ca rezistori electrici a caror rezistenta depinde de rezistivitatea electica a lichidelor, lungiea si aria transversala a sectiunilor reprezentate de celula si spatiile extracelulare. Fig. 3 Modelul electric al celulei ipreuna cu ediul intra- si extracelular

II.3 Aplicatii edicale ale curentilor electrici In aplicatiile edicale electricitatea se utilizeaza sub uratoarele fore: electricitate statica: franklinizare, curent electric continuu: galvanizare, curent electric alternativ: faradizare, curent electric in ipulsuri.

Intrebari test grila 1) Capul agnetic: Este produs de sarcinile agnetice, Este prdus de sarcinile electrice aflate in iscare ordonata, Este un cap vectorial, Este caracterizat cu ajutorul vectorului intensitate al capului electric, Apare in jurul oricarui conductor etalic. ) Capul agnetic: Este un cap scalar, Este caracterizt cu ajutorul liniilor de cap care sunt perpendiculare pe vectorul inductie al capului agnetic, In centrul unei spire parcurse de un curent electric este perpendicular pe planul spirei, In interiorul unui solenoid parcurs de un curent electric continuu este un cap unifor, Mediaza interactiunea curentilor electrici. 3) Care din uratoarele afiratii sunt corecte? Forta Lorentz actioneaza asupra sarcinilor electrice aflate in iscare in cap electric, Forta Lorentz actioneaza asupra sarcinilor electrice aflate in iscare in cap agnetic, Spectroetrul de asa este un instruent utilizat pentru separarea ionilor atoici sau oleculari in functie de raportul dintre asa si sarcina electrica a acestora, Intr-un spectroetru de asa separarea ionilor se face sub actiunea unui cap electric, Intr-un spectroetru de asa separarea ionilor se face sub actiunea unui ansablu de capuri electrice si agnetice. 4) Care din uratoarele afiratii sunt corecte? In acceleratorii de particule, cresterea vitezei particulelor se face sub actiunea capului agnetic, In acceleratorii de particule, cresterea vitezei particulelor se face sub actiunea capului electric, Doua conductoare parcurse de curenti de sens contrar se atrag reciproc, Doua conductoare parcurse de curenti de acelasi sens se resping reciproc, Interactiunile dintre doua conductoare parcurse de curenti electrici sunt de natura electrica.

5) Care din uratoarele afiratii sunt corecte? Consta in aparitia unei tensiuni electrootoare intr-un circuit parcurs de un cap agnetic unifor, Consta in aparitia unei tensiuni electrootoare intr-un circuit parcurs de un cap agnetic variabil in tip, Sta la baza producerii curentului alternativ, Tensiunea electrootoare indusa depinde de viteza de variatie a fluxului agnetic prin circuit, Tensiunea electrootoare indusa si curentul indus au un astfel de sens incat fluxul agnetic indus nu se opune variatiei fluxului agnetic inductor. 6) Care din uratoarele afiratii sunt corecte? Inductia electroagnetica consta in aparitia unei tensiuni electrootoare intr-un circuit iobil (fix) parcurs de un cap agnetic unifor, Inductia electroagnetica consta in aparitia unei tensiuni electrootoare intr-un circuit parcurs de un cap agnetic variabil in tip, Fenoenul de inductie electroagnetica sta la baza producerii curentului alternativ, Tensiunea electrootoare indusa depinde de viteza de variatie a fluxului agnetic prin circuit, Tensiunea electrootoare indusa si curentul indus au un astfel de sens incat fluxul agnetic indus nu se opune variatiei fluxului agnetic inductor. 7) Bifaţi răspunsurile corecte: Câpul agnetic este produs de un current electric. Orice işcare ordonată de sarcină electrică produce un câp agnetic. Conductoarele parcurse de curenţi i electrici interacţionează ionează între ele prin interediul câpului electric. Forţa a electroagnetică care acţionează asupra unui conductor parcurs de un curent electric şi plasat într-un câp agnetic este perpendiculară pe conductor si paralelă cu liniile de câp agnetic. Un flux agnetic variabil în n tip poate genera un curent electric.

8) Bifaţi i răspunsurile corecte: Fenoenul de inductie electroagnetica constă în n apariţia ia unei tensiuni electrootoare într-un circuit iobil (fix) parcurs de un câp agnetic unifor. Fenoenul de inductie electroagnetica constă în n apariţia ia unei tensiuni electrootoare într-un circuit parcurs de un câp agnetic variabil în n tip. Fenoenul de inductie electroagnetica sta la baza producerii curentului electric alternativ. Tensiunea electrootoare indusa depinde de viteza de variaţie ie a fluxului agnetic prin circuit. Tensiunea electrootoare indusă şi i curentul indus au un astfel de sens încat fluxul agnetic indus nu se opune variaţiei iei fluxului agnetic inductor. Problee 1) Cu trebuie sa se deplaseze o spira in cap electric ca sa nu apara o tensiune indusa In aceasta? ) Doua becuri care opereaza la 0V au puterile de 40 W si 75 W. Care dintre becuri are rezistenta ai are si care dintre ele este parcurs de un curent de intensitate ai are? 3) In ce conditii nu actioneaza o forta electroagnetica asupa unui conductor parcurs de curent electric plasat intr-un cap agnetic?