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TEMA 2: BIOELECTROMAGNETISMO
2.4 Corriente eléctrica
  Conductores son aquellos materiales en los que las cargas
se pueden desplazar con facilidad.
  Aislantes 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:
Δq
I=
Δt
⇒ unidad: amperio (A)
Figura 25.1 Tipler 5ª Ed.
Física
María del Carmen Martínez Tomás
Curso: 2010-2011
TEMA 2: BIOELECTROMAGNETISMO
2.4 Corriente eléctrica
  Ley de Ohm para un medio conductor:
  Las cargas se mueven debido a E
I
  I/A es proporcional a E:
∝E →
A
(Observación experimental)
 
 
I
=σ E
A
Constante de proporcionalidad:
conductividad.
Resistividad: inversa de la
conductividad:
ρ=
1
σ
I 1
= E
A ρ
Figura 25.2 Tipler 5ª Ed.
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2.4 Corriente eléctrica
  Ley de Ohm para un medio conductor:
  Las cargas se mueven debido a E
 
 
 
I
I/A es proporcional a E:
∝E →
A
Figura 25.2 Tipler 5ª Ed.
I
=σ E
A
Constante de proporcionalidad:
conductividad.
Resistividad: inversa de la
conductividad:
ρ=
1
σ
I 1
= E
A ρ
LEY DE OHM PARA MEDIOS MATERIALES
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2.4 Corriente eléctrica
  Ley de Ohm para un medio conductor:
  Resistividad de diferentes materiales
Material
ρ (Ω·m)
Tipo
Cobre
1.7×10-8
C
Aluminio
2.6 × 10-8
C
Germanio
0.6
S
Silicio
2.4 × 103
S
vidrio
fluidos del
cuerpo humano
1010-1014
0.15
A
S
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TEMA 2: BIOELECTROMAGNETISMO
I 1
Iρ
= E → E=
2.4 Corriente eléctrica
A ρ
A
  Ley de Ohm para un conductor cilíndrico:
 
 
 
Cable conductor con un campo eléctrico constante E
La ddp entre extremos:
VA − VB = E L
VA > VB
Si sustituimos:
V A − VB =
Iρ
L
L=ρ I =RI
A .
A
Figura 25.3 Tipler 5ª Ed.
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2.4 Corriente eléctrica
  Ley de Ohm para un conductor cilíndrico:
  Cable conductor con un campo eléctrico constante E
  La ddp entre extremos:
VA − VB = E L
VA > VB
  Si sustituimos:
V A − VB =
Iρ
L
L=ρ I =RI
A .
A
RESISTENCIA R
sólo depende del material (ρ)
y de la geometría (L, A)
 
L
R=ρ
A
unidad: ohmio (Ω)
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2.4 Corriente eléctrica
  Ley de Ohm para un conductor cilíndrico:
  Cable conductor con un campo eléctrico constante E
  La ddp entre extremos:
VA − VB = E L
VA > VB
  Si sustituimos:
V A − VB =
Iρ
L
L=ρ I =RI
A .
A
Ley de Ohm para un
cable conductor:
VA − VB = R I
 
unidad: ohmio (Ω)
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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
http://www.tcb.cl/1535/article-61144.html
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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
7
  E ≈ 10 N / C (valor experimental)
  para d ≅ 10 nm
ΔV = E ΔL = 10 7 ⋅ 10 −8 = 0.1 V = 100 mV
Vext ≈ 0 mV
 +Q
E
-Q
Vint ≈ − 100 mV
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2.7 Propiedades estáticas de la membrana celular
 
Capacidad de la membrana
 
Membrana ≅ condensador plano
 
Capacidad de la membrana
kr A
C=
4πk0 d
 
 
Capacidad por unidad de área:
Carga por unidad de área:
 +Q
E
-Q
C
kr
=
A 4πk0 d
Q CV C
=
= E ⋅d
A
A
A
unidades: F/m2
unidades: Ω/m2
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Estructura de las células nerviosas
 
 
cuerpo (núcleo y dendritas) y axón
Axón:
 
 
 
 
ramificaciones cortas
Partes
 
UNA ramificación larga
único para una neurona
diámetro: entre 1 y 20 µm
longitud: hasta 1.20 m
IMPULSO NERVIOSO:
 
 
Dendritas (receptores) → núcleo → axón (emisor)
conexiones: SINAPSIS
http://es.wikipedia.org/wiki/Dendrita
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Resistencia y capacidad del axón
  Axón: simetría cilíndrica
  Resistencia del axoplasma (axial):
 
Conductor cilíndrico:
 
 
 
longitud L
área transversal Atrans
Resistencia:
Raxop = ρ axop
Iaxial
L
Atrans
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Resistencia y capacidad del axón SIN mielina
  Resistencia de la membrana (radial):
 
 
 
Iradial
Lámina:
longitud d
área lateral 2πr·L
 
Resistencia:
Rmemb = ρ memb
d
Amemb
d
2πr × L
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Resistencia y capacidad del axón SIN mielina
  Axón: conductor de corriente eléctrica :
 
mal conductor: el axoplasma
RESISTENCIA ≠ 0
 
Iaxial
recubierto de un mal aislante: la membrana
Iradial
RESISTENCIA ≠ ∞
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