Biolectricidad

1. UNIVERSIDAD AUTONOMA DE BAJA CALIFORNIA
ESCUELA DE CIENCIAS DE LA SALUD
GRUPO: 421
SUBGRUPO: 2
ALUMNOS:
FERNANDEZ PARADA LINDA TALINA
PEÑA CHAVEZ KAREN ALEJANDRA
RODRIGUEZ GABRIEL
GONZALEZ JONATHAN
MATERIA: BIOFISICA FUCIONAL
CATEDRATICO: ROMERO GARCIA MARIA GUADALUPE
FECHA: 01-04-2017

2. BIOELECTRICIDAD

3. CONCEPTOS

4. BIOELECTRICIDAD
• Estudio de los procesos eléctricos que
experimentan los seres vivos.

5. BIOELECTROMAGNETISMO
• Bioelectromagnetismo es una rama de
las ciencias biológicas que estudia el
fenómeno consistente en la producción
de campos magnéticos o eléctricos
producidos por seres vivos; estos dos
conceptos van fuertemente unidos, ya
que toda corriente eléctrica produce un
campo magnético. (a veces es
denominado parcialmente como
bioelectricidad o biomagnetismo).

6. CARGA ELÉCTRICA
• Es una propiedad física intrínseca de algunas
partículas subatómicas que se manifiesta
mediante fuerzas de atracción y repulsión entre
ellas por la mediación de campos
electromagnéticos. La materia cargada
eléctricamente es influida por los campos
electromagnéticos, siendo a su vez, generadora de
ellos. La denominada interacción
electromagnética entre carga y campo eléctrico es
una de las cuatro interacciones fundamentales de
la física. Desde el punto de vista del modelo
estándar la carga eléctrica es una medida de la
capacidad que posee una partícula para
intercambiar fotones.

7. NATURALEZA DE LA CARGA
• La carga eléctrica es una propiedad intrínseca de
la materia que se presenta en dos tipos. Estas
llevan ahora el nombre con las que Benjamin
Franklin las denominó: cargas positivas y
negativas.4 Cuando cargas del mismo tipo se
encuentran se repelen y cuando son diferentes se
atraen. Con el advenimiento de la teoría cuántica
relativista, se pudo demostrar formalmente que
las partículas, además de presentar carga
eléctrica (sea nula o no), presentan un momento
magnético intrínseco, denominado espín, que
surge como consecuencia de aplicar la teoría de la
relatividad especial a la mecánica cuántica.

8. PROPIEDADES DE LAS CARGAS
Principio de conservación de la carga.
• En concordancia con los resultados experimentales, el
principio de conservación de la carga establece que no
hay destrucción ni creación neta de carga eléctrica, y
afirma que en todo proceso electromagnético la carga
total de un sistema aislado se conserva.
• En un proceso de electrización, el número total de
protones y electrones no se altera, sólo existe una
separación de las cargas eléctricas. Por tanto, no hay
destrucción ni creación de carga eléctrica, es decir, la
carga total se conserva. Pueden aparecer cargas
eléctricas donde antes no había, pero siempre lo harán
de modo que la carga total del sistema permanezca
constante. Además esta conservación es local, ocurre en
cualquier región del espacio por pequeña que sea.

9. Invariante relativista
• Otra propiedad de la carga eléctrica es que es
un invariante relativista. Eso quiere decir que
todos los observadores, sin importar su estado
de movimiento y su velocidad, podrán siempre
medir la misma cantidad de carga.6 Así, a
diferencia del espacio, el tiempo, la energía o
el momento lineal, cuando un cuerpo o
partícula se mueve a velocidades comparables
con la velocidad de la luz, el valor de su carga
no variará.

10. DIFERENCIA DE POTENCIA
• La tensión eléctrica o diferencia de potencial
(también denominada voltaje) es una magnitud
física que cuantifica la diferencia de potencial
eléctrico entre dos puntos. También se puede
definir como el trabajo por unidad de carga
ejercido por el campo eléctrico sobre una
partícula cargada para moverla entre dos
posiciones determinadas. Se puede medir con un
voltímetro. Su unidad de medida es el voltio.
• La tensión entre dos puntos A y B es
independiente del camino recorrido por la carga y
depende exclusivamente del potencial eléctrico de
dichos puntos A y B en el campo eléctrico, que es
un campo conservativo.

11. • Si dos puntos que tienen una diferencia de potencial se unen
mediante un conductor, se producirá un flujo de electrones. Parte
de la carga que crea el punto de mayor potencial se trasladará a
través del conductor al punto de menor potencial y, en ausencia
de una fuente externa (generador), esta corriente cesará cuando
ambos puntos igualen su potencial eléctrico. Este traslado de
cargas es lo que se conoce como corriente eléctrica.
• Cuando se habla sobre una diferencia de potencial en un sólo
punto, o potencial, se refiere a la diferencia de potencial entre
este punto y algún otro donde el potencial se defina como cero.
• En muchas ocasiones, se adopta como potencia nulo al de la
tierra. Este manifiesto se da en la N-P-E

12. CORRIENTE ELÉCTRICA
• La corriente eléctrica o intensidad eléctrica es el flujo de
carga eléctrica por unidad de tiempo que recorre un
material.1 Se debe al movimiento de las cargas
(normalmente electrones) en el interior del material. En
el Sistema Internacional de Unidades se expresa en C/s
(culombios sobre segundo), unidad que se denomina
amperio. Una corriente eléctrica, puesto que se trata de
un movimiento de cargas, produce un campo magnético,
un fenómeno que puede aprovecharse en el electroimán.
• El instrumento usado para medir la intensidad de la
corriente eléctrica es el galvanómetro que, calibrado en
amperios, se llama amperímetro, colocado en serie con el
conductor por el que circula la corriente que se desea
medir.

13. CONDUCCIÓN ELÉCTRICA
• Un material conductor posee gran
cantidad de electrones libres, por lo que
es posible el paso de la electricidad a
través del mismo. Los electrones libres,
aunque existen en el material, no se
puede decir que pertenezcan a algún
átomo determinado.
• Una corriente de electricidad existe en un
lugar cuando una carga neta se
transporta desde ese lugar a otro en dicha
región. Supongamos que la carga se
mueve a través de un alambre.

14. CONDUCTANCIA ELÉCTRICA
• Se denomina conductancia eléctrica (G) a la facilidad que ofrece un
material al paso de la corriente eléctrica; es decir, que la conductancia es
la propiedad inversa de la resistencia eléctrica.
• Al encontrar el recíproco de la resistencia eléctrica de un material se
tendrá una medida de que tan bien conducirá éste la electricidad. La
cantidad se llama conductancia, tiene el símbolo G y se mide en siemens
(S).
• No debe confundirse con conducción, que es el mecanismo mediante el
cual la carga fluye, o con la conductividad, que es la conductancia
específica de un material.
• La unidad de medida de la conductancia en el Sistema Internacional de
Unidades es el siemens.
• Este parámetro es especialmente útil a la hora de tener que manejar
valores de resistencia muy pequeños, como es el caso de los conductores
eléctricos.

15. RESISTENCIA ELÉCTRICA
• Se le denomina resistencia eléctrica a
la oposición al flujo de electrones al
moverse a través de un conductor.1 2
La unidad de resistencia en el Sistema
Internacional es el ohmio, que se
representa con la letra griega omega
(Ω), en honor al físico alemán Georg
Simón Ohm, quien descubrió el
principio que ahora lleva su nombre.

16. • La resistencia de un conductor depende directamente de
dicho coeficiente, además es directamente proporcional a
su longitud (aumenta conforme es mayor su longitud) y
es inversamente proporcional a su sección transversal
(disminuye conforme aumenta su grosor o sección
transversal).
• Descubierta por Georg Ohm en 1827, la resistencia
eléctrica tiene un parecido conceptual con la fricción en
la física mecánica. La unidad de la resistencia en el
Sistema Internacional de Unidades es el ohmio (Ω). Para
su medición, en la práctica existen diversos métodos,
entre los que se encuentra el uso de un ohmnímetro.
Además, su magnitud recíproca es la conductancia,
medida en Siemens.

17. • Todos los conductores eléctricos se
oponen al paso de la corriente eléctrica
en mayor o menor medida. Esto es
debido a que los portadores de carga
(electrones o iones) se encuentran con
ciertas dificultades para desplazarse
dentro del material del que forman
parte. Esta oposición se denomina
resistencia eléctrica de un conductor.

18. • De forma experimental se puede demostrar que la
resistencia eléctrica de un conductor depende de:
• El material del que está compuesto.
• La temperatura a la que se encuentra. Cuanto mayor es
la temperatura mayor es su resistencia eléctrica
• Su longitud. La resistencia aumenta proporcionalmente
a la longitud del conductor.
• Su sección. La resistencia disminuye proporcionalmente
a la sección transversal del conductor

19. • Se denomina resistencia eléctrica de un
conductor a la oposición que ofrece dicho
conductor al paso de la corriente eléctrica.
Matemáticamente:
R=ρ⋅l/S
donde:
R es la resistencia eléctrica.
ρ es la resistividad del material
l es la longitud del conductor.
S es la sección del conductor.

20. CAPACITANCIA ELÉCTRICA
• En electromagnetismo y electrónica, la capacidad eléctrica, que es
también conocida como capacitancia, es la propiedad que tienen los
cuerpos para mantener una carga eléctrica. La capacidad es también
una medida de la cantidad de energía eléctrica almacenada para una
diferencia de potencial eléctrico dada. El dispositivo más común que
almacena energía de esta forma es el condensador. La relación entre la
diferencia de potencial (o tensión) existente entre las placas del
condensador y la carga eléctrica almacenada en éste, se describe
mediante la siguiente expresión matemática:
C=Q/V
donde:
C, es la capacidad, medida en faradios (en honor al físico experimental
Michael Faraday); esta unidad es relativamente grande y suelen utilizarse
submúltiplos como el microfaradio o picofaradio.
Q, es la carga eléctrica almacenada, medida en culombios;
V, es la diferencia de potencial (o tensión), medida en voltios

21. • Cabe destacar que la capacidad es
siempre una cantidad positiva y que
depende de la geometría del condensador
considerado (de placas paralelas,
cilíndrico, esférico). Otro factor del que
depende es del dieléctrico que se
introduzca entre las dos superficies del
condensador. Cuanto mayor sea la
constante dieléctrica del material no
conductor introducido, mayor es la
capacidad.

22. ENERGÍA
• El término energía (del griego ἐνέργεια
enérgeia, «actividad», «operación»; de ἐνεργóς
energós, «fuerza de acción» o «fuerza de
trabajo») tiene diversas acepciones y
definiciones, relacionadas con la idea de una
capacidad para obrar, surgir, transformar o
poner en movimiento.
• En física, «energía» se define como la
capacidad para realizar un trabajo. En
tecnología y economía, «energía» se refiere a
un recurso natural (incluyendo a su tecnología
asociada) para poder extraerla, transformarla
y darle un uso industrial o económico.

24. POTENCIA DE MEMBRANA
• El potencial de membrana es la
diferencia de potencial a ambos lados
de una membrana que separa dos
soluciones de diferente concentración
de iones, como la membrana celular
que separa el interior y el exterior de
una célula. Cuando se habla de
potenciales de membrana, se debería de
hablar del "potencial de difusión" o
"potencial de unión líquida".

25. • Como resultado de la permeabilidad selectiva
de la membrana plasmática, la presencia de
iones o moléculas con carga negativa que no se
difunden dentro de la célula y la acción de
varias unidades de bomba sodio-potasio; hay
una distribución desigual de cargas a través de
la membrana. Como consecuencia, el interior
de la célula tiene mayor cantidad de cargas
negativas en comparación con el exterior. Esta
diferencia de carga da lugar a una diferencia
de potencial que se conoce como el potencial de
membrana.

26. POTENCIAL DE REPOSO
• Cuando una célula está en reposo, el potencial de membrana
se conoce como potencial de reposo. Por convención se toma
el potencial externo como cero, por lo que teniendo en cuenta
que el interior tiene un exceso de carga negativa, el potencial
de membrana en este caso toma valor negativo de -60 a -70
mV.
• La separación de carga a través de la membrana, y por lo
tanto el potencial de reposo se modifica cada vez que ocurre
un flujo neto de iones hacia o desde el interior de la célula.
Cuando se produce una disminución de la separación de
carga el proceso se denomina despolarización. El caso
contrario se conoce como hiperpolarización.
• Al modificarse el potencial de membrana se genera un flujo
de corriente. Esto es posible por la acción de canales iónicos.

27. • Existen dos tipos de canales iónicos en la
membrana:
Canales gated (algo equivalente a decir que tienen
posibilidad de ser cerrados)
Canales nongated (lo opuesto)
• Los canales gated se abren o cierran en respuesta
a señales eléctricas, mecánicas o químicas
específicas. Mientras que los segundos están
siempre abiertos y no son influenciados
significativamente por factores extrínsecos. Ellos
son importantes para mantener el potencial de
membrana en reposo.

28. POTENCIAL DE ACCIÓN
• Así como el potencial de reposo se corresponde
con un estado donde la neurona está sin
estimular, cuando es estimulada se produce
una “explosión de actividad eléctrica” conocido
como potencial de acción.
• Ante el estímulo, el potencial de reposo toma
valores más positivos, pero solo cuando
alcanza un valor umbral, de unos – 55 mV, se
produce el disparo de un potencial de acción.
• Es importante mencionar que todos los
potenciales de acción tienen la misma
magnitud para cualquier neurona.

29. • En términos generales el proceso puede
describirse teniendo en cuenta el
funcionamiento de los canales iónicos. Ante el
estímulo se abren primero los canales de sodio
permitiendo el ingreso al interior de la célula
lo que conduce a la depolarización. Cuando los
canales de sodio comienzan a cerrarse se abren
los de potasio, permitiendo la salida del mismo
con lo que se revierte la depolarización
anterior. Con esto se regresa al valor de
potencial inicial (-70mV) es decir ocurre la
repolarización.

30. ELECTRICIDAD EN EL SISTEMA NERVIOSO
• Los primeros estudios sobre el papel de la electricidad en la
conducción nerviosa los realizó en 1791 Luigi Galvani,
profesor de Anatomía en la Universidad de Bolonia, Italia.
Galvani encontró que cuando ponía en contacto el músculo
de la pata de una rana con el nervio correspondiente, el
músculo se contraía, por lo que supuso que en la preparación
se producía electricidad, que era conducida por el nervio y
que hacía contraerse al músculo, y a la que llamó
“electricidad animal”. En 1792 el físico de Pavía Alessandro
Volta criticó la interpretación de Galvani. Según Volta, los
nervios y los músculos podían responder a la electricidad,
pero no la producían por sí mismos, y en los experimentos de
Galvani la electricidad no se había producido en el nervio o
en el músculo, sino en los metales que había utilizado para
ponerlos en contacto (Volta había demostrado que se
generaba electricidad cuando se ponían en contacto dos
metales de distinta clase, y ese es el principio de la llamada
pila de Volta).

31. • Posteriormente, Galvani confirmó su teoría
porque repitió los experimentos sin utilizar
metales y obtuvo los mismos resultados. Hoy
sabemos que efectivamente los nervios producen
corrientes eléctricas, que es lo que denominamos
potencial de acción. Sin embargo, en su época casi
todo el mundo siguió la interpretación de Volta, y
a Galvani no se le hizo caso hasta mucho después
de su muerte. Volta intervenía en la política y era
un personaje importante, mientras que a Galvani
no le conocía casi nadie. Aunque se supone que
los científicos deben ser objetivos al enjuiciar los
méritos de una teoría, a veces no sucede así, como
en este caso.

32. • El sistema nervioso recoge información sobre el mundo exterior, y
también sobre el estado del propio organismo, analiza y compara esta
información, decide cuál es la respuesta adecuada en cada momento y la
ejecuta, almacena la información para uso futuro, y planea la estrategia
a largo plazo. El sistema nervioso está formado por células, como todo el
resto del organismo. Sin embargo, existe una diferencia: en otros
órganos cada célula realiza, en pequeño, la función del órgano, y la
suma de las actividades de todas las células produce la actividad total
del órgano. Por ejemplo cada célula muscular es capaz de contraerse, y
la suma de todas las contracciones de todas las células es la que produce
la contracción del músculo. En cambio, una célula nerviosa por sí sola
no produce pensamiento o conducta, únicamente recibe y transmite
señales eléctricas, y solo por la interconexión y coordinación de todas las
neuronas se produce la actividad del sistema nervioso. Se dice por eso
que la función del sistema nervioso es una propiedad emergente, es
decir un fenómeno que no se podría predecir examinando el
funcionamiento de cada uno de sus componentes por separado.

33. • La función del sistema nervioso se puede
reducir en esencia a la transmisión de señales,
mediante la cual un estímulo produce una
respuesta. Por ejemplo, cuando vemos un
pastel apetitoso (el estímulo), los ojos envían
señales al cerebro, y este envía señales a los
músculos de las manos para cogerlo y
llevárselo a la boca (la respuesta). En último
extremo, todo el comportamiento humano
podría reducirse a cadenas, más o menos
complicadas de estímulos y respuestas.

34. • Las células que forman el sistema nervioso, o
neuronas, son células especializadas en recibir y
enviar señales, y tienen múltiples prolongaciones
por las que entran y salen estas señales. Algunas
de estas prolongaciones pueden ser muy largas,
por ejemplo, la neurona que envía las órdenes a
los músculos del pie están en la parte baja de la
columna vertebral, así que la prolongación que
transmite esas órdenes mide aproximadamente
un metro, que es la distancia entre la columna
vertebral y el pie (en una ballena las fibras que
llevan las órdenes a los músculos de la cola deben
ser casi tan largas como la misma ballena, es
decir, más de 20 metros).

35. • Una neurona, por tanto, está continuamente
recibiendo y enviando señales, como una central
telefónica. Esas señales de la neurona se
denominan potenciales de acción, y como en el
caso de la central telefónica, son de naturaleza
eléctrica. Sin embargo, las fibras o prolongaciones
de las neuronas no están hechas de cobre
conductor, como los cables telefónicos, sino del
material de la propia célula. Este material no
conduce la electricidad tan bien como un cable, de
modo que la neurona ha tenido que encontrar una
manera propia de propagar las señales sin que
pierdan potencia.

36. • Todas las células tienen una carga eléctrica negativa en su
interior. Esta carga eléctrica se debe a la diferencia de
concentración de sales entre el interior de la célula y el
exterior de la misma, y el proceso es lejanamente parecido al
que se produce en una pila, como las que ponemos en la
radio. En la pila, hay en su interior una solución de sales,
estas sales reaccionan con el metal de la cubierta, y esto
produce el movimiento de cargas eléctricas que alimenta a la
radio cuando la encendemos. En el caso de la célula, el
potasio que hay en su interior tiende a salir de la célula
(porque está más concentrado dentro que fuera, y tiende a
moverse a donde la concentración es menor), pero como el
potasio tiene carga eléctrica positiva esto deja el interior de
la célula con un exceso de cargas negativas. Este movimiento
de cargas produce un voltaje o diferencia de potencial, igual
que el que se produce entre los polos de una pila pero unas
20 veces menor.

37. REPRESENTACIÓN

39. GRACIAS.