Термины и единицы измерения при описании электрического тока в нейробиологии
Единица измерения, используемая для выражения скорости потока жидкости, в определенной стегени дело вкуса, можно измерять поток волы через трубу, например, в кубических футах в минуту, хотя в некоторых случаях миллиметры в час подходят больше. Сила электрического тока обычно измеряется в кулонах в секунду или в амперах (A) . Один кулон соответствует заряду, содержащемуся в 6,24х(10 в степени 18) электронах. В электрических цепях и уравнениях ток обычно обозначается I или i. Как и поток воды, ток векторная величина, иначе говоря, он имеет определенное направление. Направление тока часто обозначается стрелками, как на графике 1 , всейгда предполагая, что ток движется от положительного к отрицательному полюсу батареи.
Что означают термины положительный или отрицательный применительно к электрическому току? Здесь аналогия с гидравликой не помогает. В данном случае стоит представить эффект тока, проходящего через химический раствор. Например, представим, что две медные проволоки погружены в раствор сульфата меди и соединены с положительными и отрицательными полюсами батареи. Ионы меди в растворе, отталкиваясь от положительно заряженной проволоки, проходят к отрицательно заряженному стержню. Положительные ионы меди движутся в направлении условно принятом для тока: от положительного полюса к отрицательному, Одновременно ионы сульфата передвигаются в противоположном направлении и накапливаются на положительно заряженной проволоке. В таком случае направление, заданное току, соответствует направлению, в котором движутся положительные заряды в цепи; отрицательные эеряды передвигаются в противоположном направлении.
Аналогия с гидравликой также полезна при объяснении источника энергии для тока и понятия электрического потенциале. Поток жидкости, изображенный на рис. 1 , зависит от разности давления. Движение тока происходит от области высокого давления по направлению к области с низким давлением. При равном давлении в этих областях движение практически отсутствует. Общее давление в цепи обеспечивается использованием энергии насоса. В электрической цепи, изображенной здесь, "электрическое давление", или потенциал, обеспечивается батареей, в которой запасена химическая энергия. Гидравлическое давление измеряется в г/кв.см, а электрический потенциал в вольтах.
Символы, использованные в диаграммах параллельных и последовательных электрических цепей, проиллюстрированы на рис. 2 . В соответствии с названиями, вольтметр измеряет электрический потенциал и является эквивалентом измерения давления в гидравлике; амперметр измеряет силу тока в цепи и cooтветствует флоуметру.
