Clase de Bioelectricidad

7/24/2019 Clase de Bioelectricidad

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TEMA N 7: BIOELECTRICIDAD

DOCENTE: JOS FERNANDO Q

Correo electrnico :

"ACREDITACIN: COMPROMISO DE TODOS"

ASIGNATURA: FISICA MDICACICLO : PRIMER AOSEMESTRE: 2015-IIUNIDAD: HIDROSTTICAHIDRODINMICA-BIOELECTRICIDADSEMANA : Dcima Primera


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Qu es resistencia elctrica?

Qu es corriente elctrica?

Qu es voltaje?


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Qu enuncia la ley de voltajes deKIRCHHOFF?

Qu enuncia la ley de OHM?

Qu enuncia la ley de corrientes deKIRCHHOFF?


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2. CONTENIDO

Bioelectricidad: ElectromagnPotenciales de accin de las memcelulares. La ecuacin de Ners

despolarizacin de memIntegracin de la bioelectricidadfisiologa del Sistema Nervioso.


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3. INTRODUCCIN

La electricidad es una fuerzafundamental de la naturaleza,anloga a la de la gravedad,cuya diferencia radica en que

la fuerza de la gravedad entredos objetos depende de sumasa mientras que la fuerzaelctrica depende de sucarga


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La Carga Elctrica es una Propiedad Bsica de las PElementales:

Electrones

Protones Neutrones

Componen toda la maordinaria

Lo que mantiene al tomla fuerza elctrica en

protones y electro


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En qu se Fundamenta la Bioelectric Leyes y principios de la fsica elctrica

A partir de los cuales se estudian los fenmenos bioelctriocurren en el organismo: Transporte de iones a travs de la membrana Transferencia de los impulsos nerviosos Contraccin de las fibras musculares, etc.

Y para la comprensin de dispositivos que proporcionan

registros elctricos: Electrocardiograma Electroencefalograma, etc.


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Carga Elctrica: Ley de Coulomb La carga como la masa es una propiedad fundade la materia, y son de dos tipos:

Carga positiva, asociadas al protn Carga negativa, asociadas al electrn

Por tanto las fuerzas elctricas pueden satraccin o de repulsin: regidas por la ley cargas (cargas iguales repelen y contrarias se at


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Principios Fsicos Carga elctrica

Electrn = Protn

Equivale a 1,6 x 10-19

Unidad de carga: Coulomb (C) La fuerza elctrica entre dos objetos con cargas q1 y q2 separa

distancia r es:

Donde k es la constante elctrica universal:


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Fuerza Elctrica Depende del producto de las cargas de los objetos

fuerza de la gravedad depende del producto de sus masAmbas fuerzas son inversamente proporcionales al cula distancia que separa los objetos

Donde

Otra diferencia entre estas fuerzas es que la de siempre es atractiva y la elctrica puede ser repulsiva


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Campo Elctrico Si una carga que colocada en un punto del espacio, exper

fuerza de origen elctrico, se dice que en este punto existeelctrico producido por todas las otras cargas q1, q2, intensidad es:

Como F es un vector y qun escalar, el campo elctrico un vector que tendr la direccin de F si qes positiva y lcontraria si qes negativa


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Potencial Elctrico Se le llama diferencia de potencial entre dos pudiferencia de energa potencial de una carga den

campo elctrico entre estos dos puntos dividido por la carga, o tambin el trabajo realizado por la fuerzapor el campo dividido por la carga, es decir,

La diferencia de potencial Va-Vb se generaliza denomina a veces voltaje entre a y b.

Es una magnitud escalar puesto que es el cocientemagnitudes escalares y su unidad en sistema

joul/coul que se denomina voltio (v)


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Aisladores y Conductores

A partir de la teora at

principios del siglo XXestablecido cientficamente materia est compuesta de pequeos

Cada tomo tiene un ncleopequeo, muy denso ypositivamente; el cual est relectrones livianos y negativamente


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Aisladores y Conductores En muchos metales los electrones ms cercanos estn ligados al ncleo pero un electrn del exterior puede estar relibre para ser transferido de un tomo a otro

stos electrones pueden moverse libremente y por lollamados electroneslibres

Su movimiento explica la conduccin elctrica por un alames conectado a una batera o a un generados elctrico


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Un buen conductor posee una cantidad apre

electrones libres y por eso conduce la carga resistencia relativamente pequea; son conducmetales

Un mal conductor, es decir, un aislador, tiene mu

no tiene electrones libres y posee una elevada rea la conduccin de cargas o lo que es lo mismose mueve con dificultad como por ejemplo la madera, el hule, vidrio, corcho y la mayoraplsticos


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Cuando se disuelve sal de mesa (Na

los dos elementos se disocian formNa+ cargado positivamente y un innegativamente

El tomo de Cl ha ganado un electrde Na ha perdido uno quedanpositivamente

Esta solucin llamada electrolito, conductora; la conduccin elecesencialmente el movimiento de stdirecciones opuestas


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Aisladores y Conductores No todas las soluciones conducen bien la edepende de la disociacin inica

Sin embargo, los tejidos del cuerpo localizados bajoelectrolitos; la solucin salina fisiolgica es bsicasolucin diluida de NaCl y el plasma sanguneo conK+, Ca+, Mg2+, Cl- y otros iones

El aceite, el alcohol ydisuelta en el agua, la la mayora de las mbiolgicas son re

malos conductores


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Intensidad de la Corriente

En electricidad se considera que el flujo de cargas

en una direccin equivale al flujo de cargas positdireccin opuesta.

La intensidad de la corriente elctrica (I) se definecantidad total de carga (Q) que pasa por un puntocircuito en un tiempo (t).


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Las unidades de la corriente (I) son: Coulomb/segundo q

corresponde a la unidad llamada amperio (A) Como


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El trabajo (w) realizado para mover la carga vienepor:

Donde V+es el potencial en el borde positivo y V-

potencial en el borde negativo

El trabajo realizado por segundo es la potencia (P


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Circuitos

Los circuitos consisten a menudo en una

red de resistencias interconectadas, comolo indica la figura

El problema bsico de la teora de circuitoses hallar la intensidad de la corriente encada rama del circuito, cuando se conocenlos valores de las resistencias

El anlisis de sta o cualquier otra redutiliza dos principios conocidos como leyesde Kirchhoff


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Primera Ley de Kirchhoff

La sum a algebraica de las co rrientes

que concurren a un nodo es cero. Esdecir:


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SEGUNDA LEY DE KIRCHHOFF:LEVOLTAJES (O REGLA DE LAS La suma algebraica de las diferencias d

en cualquier trayectoria cerrada, inclu

asociadas con fuentes de fem y elem

resistencia, debe ser cero. E


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LEY DE OHMLa LEY DE OHMenuncia que la intens idad de co rricircula por un cuerpo es directamente proporciona

diferenc ial de potencial aplicada e inversamente pr

la resis tencia elctrica del cuerpo. Matemtica ser


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RESISTIVIDAD ELCTRICA

La resistividades la resistencia elctrica especfica

determinado material. Se designa por la letra griega rminscula () y se mide enohmios metro (.m).

en donde R es la resistencia en ohms, S la seccin en m y l la longitud en m. Su valor describe el compde un material frente al paso de corriente elctrica: ude resistividad indica que el material es mal conductoque un valor bajo indica que es un buen conductor.


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RESISTORES EN SERIE

Cuando dos o ms resistores se conectan juntos de mque slo tengan un punto comn por par, se dice que

en serie. En este caso la corriente que circula a travtodos los resistores es la misma.


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RESISTORES EN PARALELO

Cuando dos o ms resistores tienen sus extremos conectadocomunes, de tal forma que todos reciben el mismo voltaje (la

de potencial entre sus extremos es la misma) se dice quparalelo.

Las corrientes que circulan por resistores conectados en pinversamente proporcionales a sus resistencias. Es decir,

corriente por la trayectoria de menor resistencia..


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RESISTORES EN PARALELO


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Potencia Elctrica:Cuando se trata de corriente continua (CC) la potenelctrica desarrollada en un cierto instante por un d

de dos terminales, es el producto de la diferencia dpotencial entre dichos terminales y la intensidad decorriente que pasa a travs del dispositivo. Por estapotencia es proporcional a la corriente y a la tensi

es,):

CONDENSADORES


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CONDENSADORES

Un condensador consta de dos

conductoras, separadas por una delgaaislante. Los hilos unidos a las superficiesque el condensador sea conectado en

electrnico


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La carga (q) del condensador es proporcionpotencial (v)

Q= C.V

en donde (c) es la constante capacitancia

es coul/volt que es igual al farad (f)


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POTENCIAL DE NERNST

Es el potencial de equilibrio de un in para el cual nneto de dicho in a travs de la membrana celular. potencial se calcula con la frmula:

Donde KB= 1,38 x 10-23J/K es la constante de Bolla temperatura absoluta, q la carga del ion, Cey Ciconcentraciones en el exterior e interior de la clula


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POTENCIAL DE ACCIN

Un potencial de accin, tambin llamado impulsoes una onda de descarga elctrica que viaja a lo lala membrana celular modificando su distribucin deelctrica. Los potenciales de accin se utilizan en epara llevar informacin entre unos tejidos y otros, loque sean una caracterstica microscpica esencial la vida de los seres vivos.


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5. IDEAS CLAVE

Ley de OHMLeyes de KIRCHHOFF

Potencial de Nernst


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6. CONCLUSIONES Cuando un impulso nervioso alcanza una clula muscular, produce u

accin en la clula muscular. Antes de cada latido del corazn se extiende por este un gran poten El interior del axon tiene un potencial de -85 mV con respecto al fluid La pared de las clulas nerviosas y musculares tiene la capacidad d

permeabilidad relativa a los iones K+ y Na+, cuando una clula es eelctrica, qumica o mecnicamente, la pared de la clula se hace pe

repente a los Na+. El potencial de nernst se determina tanto por la diferencia en la conclos iones en los fluidos intracelulares y extracelulares como por la peselectiva de la pared celular a los iones de diferentes clases.


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Para transportar una carga coulombios por un condelctrico se efecta un traba

20 joules en 4 seg. Calcuvoltaje y la corriente.

Ejemplo 1


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Solucin


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En una molcula de NaCl, uNa+con carga e est a 2,3 10m del Cl- con carga e.

es el valor de la fuerza ambos?

Ejemplo 2


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Una membrana celular de 10-8espesor tiene iones positivos a uniones negativos al otro. Cul es la

entre dos iones de carga +e y edistancia?

Ejemplo 3

Ej l 4


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Una membrana plana y delgada sepacapa de iones positivos en el exterior dclula de una capa de iones negativosinterior de dicha clula. Si el campo el

debido a estas cargas es 107N/C, hacarga por unidad de rea Q/A en las de cada lado de la membrana.

Ejemplo 4

Ej l 5


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Una cierta fibra nerviosa (axn) s un cilindro de 1

dimetro y 0,1 m de longitud. Su interior espotencial 0,09V por debajo del fluido circundahalla separado de dicho fluido por una mdelgada. Los iones de Na+ son transportados reaccin qumica al exterior de la fibra a un ritm10-11mol por segundo por cm2de membrana ce

Cuntos coulomb por hora se transportan fuefibra? (b) Cunto trabajo se ha de realizar contra las fuerzas elctricas?

Ejemplo 5

Ej l 6


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Una fibra nerviosa (axn) se pconsiderar como un largo cilindro. dimetro es de 10-5 m y su resistes 2 ohm m, Cul es la resistencuna fibra de 0,3 m de longitud?

Ejemplo 6

Ej l 7


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La resistividad de los fluidos del cueraproximadamente unos 0,15 ohm m. Ela resistencia de un dedo, de extreextremo, ignorando la resistencia de l

Suponer que el dedo es un cilindro de = 1 cm y longitud L = 9 cm

Ejemplo 7

Departamento de Ciencias Bsi


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GRACIAS

Departamento de Ciencias Bsi


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