Post on 31-Oct-2015
BIOELECTRICIDAD
Profesora Yuly Edith Sanchez MSc. Departamento de Fsica
Universidad Nacional de Colombia Curso de Fluidos y Electromagnetismo BioCiencias
Bibliografa Fsica Universitaria Sears & Zemansky
Cap 22 23 -24 Introduccin a la fsica y biofsica
Gonzalez Ibeas Cap 9
Objetivos
" Describir las propiedades de la carga elctrica y el dipolo elctrico.
" Describir campo elctrico, potencial elctrico y variaciones de potencial elctrico.
La unidad de carga elctrica es el Coulomb:
1 C = 6.23 x 1018 electrones
La Carga Elctrica
La Masa: Naturaleza nica - M (g, Kg)
La carga: Naturaleza doble q Positiva Negativa
Charles Augustin de
COULOMB (1736-1806)
Atraccin Repulsin
Propiedades de la carga elctrica...
" En la naturaleza, la carga elctrica se encuentra en mltiplos de una unidad fundamental; la carga del electrn e.
" q = Ne
La carga est cuantizada
La carga del protn es:
1 p+ = 1.6019 x 10-19 C
La carga del electrn es:
1 e- = -1.6019 x 10-19 C
La carga se conserva
" La cantidad de carga que tiene un cuerpo, no se puede crear ni destruir, unicamente se puede intercambiar.
Materiales Aislantes
Materiales cargados
Carga por Friccin Carga por contacto Carga por Induccin Materiales Conductores Materiales Aislantes
Materiales Conductores
Materiales Aislantes
Fuerza Gravitacional
rgmFRGMmF
gRGM
22
= =
=
221
rmmGFg =
=
2
2
2 mkgG
skgm
Gskg
m=
.
3
Fuerza Elctrica
221
rqqKFe =
[ ]
=
2
2
mCKN
KCmN
=
2
2.229 /.10X0.9 CmNK
Campo Elctrico El campo elctrico asociado a una carga aislada o a un conjunto de cargas es aquella regin del espacio en donde se siente sus efectos.
qFE e=
CN
Lneas de Campo
2
2
rQK
qrQqK
E ==+
Q
Energa Potencial Gravitacional
m B
A
d
mgdWUg ==
g
g Campo gravitacional
mF
C gg = mmgCg =
gCg =
Potencial gravitacional
mUg
g =
E. Potencial Gravitacional y E. Potencial Elctrica
m
A
B
d mgdUg =
g
g Campo gravitacional
q
A
B
d qEdUe =
E
E= Campo elctrico
q
A
B
d qEdUe =
E
E= Campo elctrico
Energa Potencial Elctrica
qFE e
=
A cada punto A y B, le puedo asignar una funcin llamada
potencial elctrico
qUe
e =
Potencial Elctrico Se define el potencial elctrico
como la energa potencial elctrica por unidad de carga
qUV ee ==
VoltioCoulombJulio
CmN
=
=
=.
Alessandro Volta (1745-1827)
Diferencia de potencial: Potencial: Voltaje V=V2-V1
Fuerza Gravitacional
rgmFRGMmF
gRGM
22
= =
=
221
rmmGFg =
=
2
2
2 mkgG
skgm
Gskg
m=
.
3
221
rqqKFe =
Fuerza Elctrica
[ ]
=
2
2
mCKN
KCmN
=
2
2.
229 /.10X0.9 CmNK
El campo elctrico asociado a una carga aislada o a un conjunto de cargas es aquella regin del espacio en donde se siente sus efectos.
qFE e=
El Campo Elctrico
CN
Lneas de Campo
2
2
rQK
qrQqK
E ==+
Q
q q
q
Sentido elctrico en peces " Generador: rgano elctrico que emite
descargas hacia el medio ambiente " Detector de dichas descargas (piel) " Las corrientes generadas por el rgano
elctrico son, a su vez, percibidas por estos detectores de electricidad
Energa Potencial Gravitacional
m B
A
d
mgdWUg ==
g
g Campo gravitacional
mF
C gg = mmgCg =
gCg =
A cada punto, A y B, le puedo asignar una funcin llamada
potencial gravitacional
mUg
g =
E. Potencial Gravitacional Vs E. Potencial Elctrica
m
A
B
d mgdUg =
g
g Campo gravitacional
q
A
B
d qEdUe =
E
E= Campo elctrico
q
A
B
d qEdUe =
E
E= Campo elctrico
Energa Potencial Elctrica
qFE e=
A cada punto A y B, le puedo asignar una funcin llamada potencial elctrico
qUe
e =
Potencial Elctrico
Se define el potencial elctrico como la energa
potencial elctrica por unidad de carga
Alessandro Volta (1745-1827)
Voltaje
Diferencia de potencial: V=V2-V1
Representacin de E y
" Lneas de Campo Indican las trayectorias que
seguiran las partculas positivas si se las
abandonase libremente a la influencia de las fuerzas del
campo.
" Equipotenciales Lneas de potencial que tienen en cualquier punto el mismo valor
+Q
Representacin de E y
E + + + + + + +
- - - - - - -
a b
El Dipolo Elctrico
La combinacin de dos cargas iguales de signo opuesto +q y q, separadas por una distancia, se denomina dipolo elctrico
Se forma, entonces, un dipolo (dos cargas elctricas (+ y -) en una distancia muy pequea) y la molcula recibe el nombre de "polar".
Molcula Polar
Si el enlace se da entre dos tomos diferentes, los electrones de enlace son atrados de modo diferente por los dos ncleos y la molcula presenta una zona de carga negativa sobre el tomo que los atrae ms fuertemente y una zona cargada positivamente sobre el otro.
Cuando el enlace se da entre dos tomos del mismo elemento los electrones compartidos son igualmente atraidos por ambos ncleos, la molcula resultante no presenta distribucin apreciable de cargas y se le llama "no polar".
Molcula No polar
El pH
Un ion hidrgeno se disocia de su tomo de oxgeno de la molcula (unidos por enlace covalente) El producto [H+][OH-]= 10-14, se denomina producto inico del agua, y constituye la base para establecer la escala de pH. Definimos el pH como:
pH=-log10[H+]
+
Escala de PH
" Se colocan partculas cargadas en un campo elctrico y se les permite que migren hacia los polos positivo o negativo. Las molculas se separan porque se mueven a diferentes velocidades en funcin de su carga y su tamao. En la prctica, la mezcla de fragmentos suele situarse en pocillos incluidos en una lmina de gel de agarosa
Aplicaciones de la V: Electroforesis
V