Biofisica

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O fato de a capacitância depender da área das armaduras é aproveitados na construção de certos tipos de aparelhos, denominados capacitores variáveis. Nesses capacitores, um conjunto de armaduras do aparelho é móvel, podendo girar em torno de um eixo. À medida que giramos esse conjunto, há uma variação na área das armaduras que se defrontam, e, assim variam também a capacitância do aparelho (Álvares Et al, 1981).

A espessura do dielétrico é um outro fator que influi na capacitância. Quanto menor for a distância entre as armaduras maior será a capacitância do aparelho. Um capacitor com dielétrico entre as armaduras é melhor armazenador de carga do que sem ele, pois a introdução do dielétrico faz crescer a capacitância (Álvares Et al, 1981).

Da mesma forma que a corrente elétrica passa e carrega o capacitor, e este armazena as cargas, é por semelhante processo que os neurônios emitem os impulsos nervosos. O impulso nervoso é uma mensagem muito rápida que ocorre ao longo das fibras nervosas, a freqüência pode ser alta ou baixa, mas a amplitude do impulso é sempre a mesma. Todos os sinais de uma célula nervosa para outra são transportados por impulsos (Eccles, 1979)

A constituição da membrana das células nervosas é um folheto bimolecular de moléculas fosfolipídicas com grupos hidrofílicos voltados para fora e dentro (é resistente à corrente elétrica), moléculas de proteínas estão associadas às membranas, que situadas dentro ou fora, dão estabilidade, outras, formam grupos na profundidade da membrana e podem ser a base de penetração de íons. Os íons passam através da membrana pelos canais ocupados pelas proteínas (Eccles, 1979).

Dentro das células, há íons de sódio e cloro em concentrações mais baixas comparando com os íons exteriores, 10:1 e 14:1, respectivamente. O potássio está em maior concentração exteriormente a célula, numa proporção de 30:1 com os íons que estão dentro. Em condições normais de repouso, os íons se movem através da membrana (Eccles, 1979)

Se colocarmos em eletrodo na membrana externa da célula, e outro eletrodo na superfície externa da célula e os dois ligados a um voltímetro, ele registrará uma voltagem entre o interior e o exterior da célula da ordem de 70 a 100 milivolts, sendo que o interior da célula é negativo e o exterior positivo. Com essa voltagem é que ocorre a excitação elétrica do nervo e do músculo. Essa voltagem é produzida pela distribuição desigual de íons de Sódio e de potássio através da membrana celular e pelas grandes moléculas de proteína carregadas negativamente presentes dentro da célula. A desigualdade de íons tenderá a se mover num gradiente de concentração, passando da região de maior concentração para uma de menor concentração, dessa forma, não haveria diferença de potencial. A proteína carregada negativamente faz com que os íons não possam ser igualmente distribuídos. Esse mecanismo é chamado de Bomba de Sódio e Potássio, em que as concentrações se encaminham contra o gradiente de concentração (Rose, 1976).

Sem o transporte ativo, ou bomba de sódio e potássio, aumentaria o potencial de repouso da célula, o que a levaria a perda da capacidade funcional da célula. A célula mantém seu sistema para a manutenção energético, através do seu metabolismo. Nos neurônios, a energia armazenada na forma de ATP é utilizada para retirar 3 íons de sódio da célula e levar 2 íons de potássio para seu interior (Okuno Et al, 1986).

Variações que se propagam pelas células nervosas são chamadas de potenciais de ação. Nos organismos com sistema nervoso, esse potencial serve para comunicar longas distâncias entre seus componentes. Essas séries são todas codificadas através de séries de potenciais de ação, todos eles com as mesmas formas e velocidades. Sinais elétricos são mandados de uma célula nervosa a outra, o ponto de ligação entre elas é a sinapse. A célula nervosa é composta por um corpo celular com uma longa extensão, denominado axônio (meio de propagação) e por pequenas ramificações chamadas de dendritos (que recebe o potencial de ação). Durante a propagação do potencial de ação, ocorre uma mudança no sinal das cargas elétricas nas superfícies da membrana, causada pelo afluxo de íons de sódio. Depois, com a saída de íons potássio, a distribuição original de cargas é restabelecida (Okuno, Et al, 1986).

2) OBJETIVOS

Estudar o comportamento de um capacitor em corrente contínua, seu tempo de carga e descarga, expressando seu resultado através de gráficos e tabelas.

3) MATERIAIS

Pilha com voltagem 1,5

Suporte para pilha

Multímetro

Resistor

Capacitor

Cabo

4) DESCRIÇÃO

Conectar a pilha de tensão 1,58 V no suporte, colocando a parte negativa encostada na mola (fio preto). Usando o multímetro, medir nos pólos da pilha se a voltagem está correta, colocando pólo positivo da pilha com positivo do multímetro, e pólo negativo da pilha com negativo do multímetro.

O resistor é então enrolado no fio do suporte da pilha na parte do pólo positivo, ou seja, no fio vermelho. Prender o cabo do resistor no capacitor no seu pólo positivo, ou seja, no maior. Enrolar o fio negativo do suporte da pilha na parte negativa do capacitor. Para carregar o capacitor, usar um “cabinho” e encostá-lo entre o resistor e o capacitor, e o multímetro com seu fio negativo no negativo, e o positivo com o positivo do sistema. Cronometrar o tempo medindo com as cargas apontadas pelo multímetro.

Para descarregar o capacitor colocamos o cabo novamente sem usar a pilha, e medimos as cargas com o multímetro.

5) RESULTADOS

Tabela1: Carga do capacitor

T (s)

V1 (V)

V2 (V)

V3 (V)

V4 (V)

V méd (V)

0

0

0

0

0