міру напруженості є вольт на метр [В / м].
Принцип накладення (суперпозиції) вказує, що якщо електричне поле створюють безліч зарядів, сумарна напруженість визначаться складанням напруженостей, створених кожним зарядом, за правилами додавання векторів.
2) Електричний потенціал. Щоб перемістити заряд проти чинної на нього електричної сили необхідно виконати роботу. Ця робота не залежить від шляху переміщення заряду в електричному полі, але залежить від початкового і кінцевого положення заряду.
Якщо заряд переміщається з однієї точки в іншу проти електричної сили, його потенційна електростатична енергія збільшується. Електричний потенціал в будь-якій точці дорівнює електростатичної потенційної енергії Wp, яку має позитивний заряд q в цій точці:? =Wp / q (4).
Можна також сказати, що електричний потенціал в точці дорівнює роботі, яку необхідно здійснити проти електричних сил, щоб перемістити позитивний заряд з даної точки на велику відстань, де потенціал електричного поля дорівнює нулю. Електричний потенціал є скалярною величиною і вимірюється в вольтах (В).
Напруженість електричного поля є негативним градієнтом електричного потенціалу - показника зміни потенціалу з відстанню x: E? =- D? / Dx. За допомогою приладів можна виміряти різницю потенціалів, але не напруженість поля. Остання може бути обчислена, якщо використовувати залежність між E? і?? : Де?? =E · l - відстань між двома струмами електричного поля.
Мембранний потенціал спокою
Кожна клітина перетворює частину свого метаболічної енергії в електростатичну енергію. Джерелом електричного поля клітини є плазматична мембрана. Існує різниця потенціалів між внутрішньою і зовнішньою поверхнями плазматичної мембрани. Ця різниця потенціалів називається мембранним потенціалом.
Різниця потенціалів між внутрішньою і зовнішньою середовищами клітини може вимірюватися безпосередньо і досить точно. Для цього використовують мікроелектрод, що представляє собою скляну мікропіпетку з діаметром кінчика до 1мкм, заповнену концентрованим розчином KCl. Мікроелектрод підключають до підсилювача напруги реєструючого пристрою. Можна вимірювати мембранний потенціал м'язових, нервових клітин або клітин інших тканин. Інший електрод (референтний) встановлений на поверхні тканини.
Коли кінчик мікроелектрода знаходиться поза клітини, його потенціал по відношенню до референтного електроду дорівнює нулю. Якщо кінець електрода занурюють в клітку, проколюючи плазматичну мембрану, різниця потенціалів різко стає негативною. На шкалі вимірювального пристрою реєструється різниця потенціалів між внутрішньою і зовнішньою середовищами клітини. Ця різниця потенціалів називається трансмембранної, або мембранним потенціалом.
Якщо клітина знаходиться в стані спокою, її мембранний потенціал має від'ємне значення і стійку величину. Зазвичай його називають мембранним потенціалом спокою. Мембранний потенціал спокою клітин різних тканин становить від - 55 мілівольт (мВ) до - 100 мВ.
За певних фізіологічних умовах можуть відбуватися зміни мембранного потенціалу. Зміни його в позитивному напрямку називається деполяризацією плазматичної мембрани. Зсув мембранного потенціалу в негативному напрямку називається гіперполяризацією.
Біофізичні основи мембранного потенціалу спокою
Електричні явища в плазматичної мембр...
