1) Каково сопротивление мембраны, учитывая, что средняя толщина мембраны составляет 8-10 мкм, удельное
2) Какова сила тока, протекающего через стенку мембраны при напряжении 40 мВ? Ответ выразите в пикоамперах (1 пА = 10 тА).
3) Во сколько раз изменится сила тока, протекающего через мембрану, если площадь поверхности мембраны увеличится на 10% при растяжении мембраны под действием осмотического давления? При этом объем мембраны и приложенное к ней напряжение остаются неизменными.
Инструкция:
1) Сопротивление мембраны (R) может быть рассчитано с использованием формулы: R = ρ * (L / A), где ρ — удельное сопротивление мембраны, L — толщина мембраны и A — площадь поверхности мембраны. Подставляя данные из задачи, получаем: R = 10 МОм·м * 8-10 мкм / 2,5-3 мкм².
2) Сила тока (I) может быть рассчитана с использованием закона Ома: I = V / R, где V — напряжение и R — сопротивление. В данной задаче, при V = 40 мВ и R из предыдущего примера, мы можем рассчитать I в пикоамперах, используя пропорцию 1 пА = 10 тА.
3) Если площадь поверхности мембраны увеличивается на 10%, в то время как объем и напряжение остаются неизменными, изменение силы тока может быть рассчитано с использованием формулы: ΔI / I = ΔA / A, где ΔI — изменение силы тока, ΔA — изменение площади поверхности и A — исходная площадь поверхности.
Пример использования:
1) Для расчета сопротивления мембраны:
— ρ = 10 МОм·м
— L = 8 мкм (или 10 мкм)
— A = 2,5 мкм² (или 3 мкм²)
Подставляем значения в формулу R = ρ * (L / A) и рассчитываем сопротивление.
2) Для расчета силы тока:
— V = 40 мВ
— R = значение из предыдущего примера
Подставляем значения в формулу I = V / R и рассчитываем силу тока в пикоамперах.
3) Для расчета изменения силы тока при увеличении площади поверхности мембраны на 10%:
— ΔA = 10% от исходной площади
— A = исходная площадь поверхности
Подставляем значения в формулу ΔI / I = ΔA / A и рассчитываем изменение силы тока.
Совет:
Для более глубокого понимания электрических цепей, удельного сопротивления и закона Ома, рекомендуется изучить основы электротехники. Изучение основных формул и практическое применение закона Ома на различных примерах поможет лучше разобраться в этих концепциях.
Практика:
Найдите сопротивление мембраны, если средняя толщина мембраны составляет 12 мкм, удельное сопротивление мембраны равно 8 МОм·м, а площадь поверхности мембраны составляет 4 мкм². Ответ выразите в мегаомах (МОм).