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Parte 1 di 1
Le interazioni elettrostatiche determinano la conformazione macromolecolare e la separazione di carica attraverso la membrana plasmatica, assimilabile a un condensatore microscopico.
Apri immagine a grandezza naturaleCondensatore piano a facce parallele con campo elettrico uniforme tra le armature
Wikimedia Commons / inductiveload / Public Domain
Legge di Coulomb
F=ke \frac{|q1 q2|}{r2} con ke \approx 8.99 \times 109 \text{ N}\cdot\text{m}2/\text{C}2
Forza inversamente proporzionale al quadrato della distanza tra cariche
Campo Elettrico ($E$)
E=F / q=ke Q / r2=\Delta V / d [V/m]
Rapporto tra forza agente e carica esploratrice positiva unitaria
Potenziale Elettrico ($V$)
V=ke Q / r [Volt] e lavoro elettrostatico W=q \Delta V
Energia potenziale per unità di carica nel campo conservativo
Condensatore Piano
C=\frac{Q}{\Delta V}=\epsilonr \epsilon0 \frac{A}{d} [Farad]
La capacità cresce con l'area e decresce all'aumentare della distanza d
Membrana Plasmatica
Modellizzata come condensatore piano con spessore d \approx 7\text{−}10 nm
Doppio strato lipidico isolante con costante dielettrica \epsilonr \approx 3
Campo Transmembrana
E=\Delta V / d \approx 70\text{ mV} / 7\text{ nm}=107 V/m
Intensità di campo elettrico elevatissima confinata nella membrana cellulare
Esempio svolto
Per l'esame
1.Se la distanza tra due cariche elettriche puntiformi viene raddoppiata, la forza di repulsione elettrostatica tra di esse si riduce ad un quarto del valore iniziale.
2.La capacità di un condensatore piano aumenta all'aumentare dello spessore d del dielettrico posto tra le armature.
3.L'intensità del campo elettrico all'interno della membrana cellulare a riposo è dell'ordine di grandezza dei megavolt per metro (106 - 107 V/m).
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