Fisica Laboratorio 12

LA CORRIENTE ELÉCTRICA

Muchos de los artefactos que utilizamos diariamente son accionados por una corriente eléctrica (movimiento de cargas eléctricas debido a un campo eléctrico). Desde su descubrimiento, en el siglo XVIII, la corriente eléctrica ha sido estudiada, y en la actualidad se conocen los efectos que produce, así como las leyes que gobiernan cada uno de los procesos que se pueden dar. También hoy se sabe que muchos procesos biológicos tienen su origen en acciones eléctricas. Por ejemplo, la existencia de diferencias entre el potencial eléctrico de las células de un sistema origina eventualmente corrientes eléctricas que provocan comportamientos diversos en cada órgano.

EFECTOS QUE PRODUCE LA CORRIENTE ELÉCTRICA

La corriente eléctrica produce efectos en el material donde ocurre el transporte de carga y en el entorno del cuerpo que contiene las cargas en movimiento. Entre los efectos más relevantes que produce la corriente eléctrica están:

1. Desprendimiento de calor.

2. Aparición de campos magnéticos.

ELECTRICIDAD Y CUERPO HUMANO

En el interior del cuerpo humano hay electricidad: los impulsos eléctricos viajan a gran velocidad por los nervios. Las señales eléctricas son muy pequeñas y se miden en microvoltios.

Al aumentar la potencia de los impulsos eléctricos que pasan por el organismo, se pueden producir molestias, dolor e incluso la muerte.

Si se controla la intensidad de la corriente eléctrica que pasa por el cuerpo, se puede aplicar para diagnosticar y curar enfermedades.

Por ejemplo, se utilizan bisturíes eléctricos en los quirófanos y se aplican corrientes eléctricas para aliviar el dolor de algunas lesiones inflamatorias. Así mismo, la resonancia magnética nuclear del cráneo, toma como base que el encéfalo es el centro regulador de los impulsos eléctricos que viajan por el sistema nervioso.

EL ELECTROCARDIOGRAMA

Los movimientos de contracción y relajación que realiza el corazón para impulsar la sangre por todo el cuerpo están controlados por un conjunto de nervios.

Estos nervios producen una corriente eléctrica que puede ser detectada mediante electrodos en la superficie de la piel. El resultado se registra en una gráfica que recibe el nombre de electrocardiograma.

Esta gráfica aporta mucha información sobre el corazón, y permite descubrir anomalías como fallos en el ritmo de los latidos.

EL MARCAPASOS

El marcapasos es un aparato que sirve para controlar el ritmo en que se produce los latidos del corazón.

Se implanta, mediante una operación, en el interior del cuerpo, y se conecta mediante un cable con el corazón. Por este cable el marcapasos envía al corazón impulsos eléctricos que controlan el ritmo de los latidos. Estos impulsos tienen origen en unas pilas.

El marcapasos se implantó por primera vez en un paciente en el año 1958.

EL ELECTROCHOQUE

En 1937 se aplicaron por primera vez las corrientes eléctricas para tratar a un enfermo mental. Para realizar este tratamiento se coloca una tablilla en la boca del paciente para evitar que se muerda la lengua. Después se le colocan electrodos en la cabeza y se le hace pasar una corriente eléctrica por el cerebro durante unas décimas de segundo.

Esta técnica se aplicaba sobre todo para reducir los síntomas de la esquizofrenia.

REHABILITACIÓN

A veces, los tratamientos de rehabilitación muscular tras una lesión o una operación quirúrgica incluyen la aplicación de corrientes eléctricas.

Este tratamiento se aplica, por ejemplo, en la rodilla. Se colocan unos electrodos en la piel de la rodilla, por los que pasa un pequeña corriente eléctrica, que fortalece los músculos y facilita la recuperación del movimiento de esta articulación.

ELECTROCUCIÓN

A veces, debido a un accidente, podemos recibir una corriente eléctrica. Los efectos de esta corriente dependerán de la descarga, del tipo de corriente y del grado de humedad del cuerpo. La corriente alterna produce efectos más negativos, ya que los cambios de dirección de la corriente actúan como si el contacto eléctrico se estuviera abriendo y cerrando continuamente. Además, la humedad favorece la conducción de la corriente; por eso hay que extremar las precauciones en el cuarto de baño.

Los efectos de una descarga eléctrica en el cuerpo humano son:

Quemadura en la piel y en tejidos internos.

Lesiones en los vasos sanguíneos y hemorragias.

Pérdida de conciencia y parálisis por daños en el sistema nervioso.

Daños en el corazón y paro cardíaco.

Paro respiratorio.

Espasmos musculares y fracturas óseas.

EL DESFIBRILADOR

El desfibrilador es un aparato que produce una corriente eléctrica de muy corta duración. Se emplea para reanimar a personas que sufren una fibrilación en el corazón. La fibrilación consiste en una alteración grave del ritmo de los latidos cardiacos, que puede tener diferentes orígenes, como infarto y ahogamiento.

El desfibrilador consta de un condensador eléctrico y de dos electrodos que se colocan en el pecho, por los que se hace pasar una corriente eléctrica muy intensa durante un tiempo muy breve. El condensador se puede cargar hasta con varios millares de voltios y dejar después que se descargue en milésimas de segundo a través de los electrodos.

Esta corriente atraviesa el corazón, que se detiene durante tres o cinco segundos. Después de este tiempo, el corazón comienza a latir con normalidad, recuperando el ritmo que había perdido.

LEY DE OHM

La relación de los parámetros eléctricos en un circuito se pueden estudiar considerando el empleo de dos leyes fundamentales: LEY DE OHM y LEY DE KIRCHHOFF. La aplicación de estas leyes nos permite identificar la interacción de la resistencia eléctrica de los cuerpos con relación al potencial eléctrico aplicado a él (tensión eléctrica o diferencial de potencial) y la corriente eléctrica que resulta circulando por dicho cuerpo.

La LEY DE OHM enuncia que “la intensidad de corriente que circula por un cuerpo es directamente proporcional a la diferencial de potencial aplicada e inversamente proporcional a la resistencia eléctrica del cuerpo”. En su expresión matemática se formula así:

Donde:

I = intensidad de corriente eléctrica en amperes (A)

V = voltaje o diferencia de potencial en volts (V)

R = resistencia eléctrica en ohms (Ω)

RESISTORES EN SERIE Y EN PARALELO

Cuando

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