Leitfähigkeit von Ionenkanälen

Wissenschaft Physik
#1

Hallo!

Ich weiss, die Frage mag biologisch klingen. Aber ich ich würde mich über eine Antwort der Physikerfraktion freuen.

Es gibt diverse Ionenkanäle, u.a. auch „verzögerte Kalium Auswärtsgleichrichter“. Erstmal allgemein, man kann die Membran von biologischen Zellen näherungsweise als fast nicht leitend auffassen. Doch bei Potentialen über die Membran kann man Kanäle als Widerstände auffassen, durch die Ströme fließen. Jetzt gibt es Kanäle, die sich in ihrer Summe, so wie sie auf der Zelle verteilt sind, wie ohmsche Widerstände verhalten und für diese gilt G=I/U. Jetzt gibt s aber eben auch Kanäle, die sich wie Gleichrichter verhalten. Geht man über das Gleichgewichtspotential in gleicher positiver oder negativer Richtung hinaus, sind die Ströme durch die Kanäle unterschiedlich. Dazu gibt es Kennlinien. Ich habe mal eine solche angehängt:
Dabei ist ein „ohmscher“ Kanaltyp in grün veranschaulicht, ein sogenannter Auswärtsgleichrichter ist in rot dargestellt.

Jetzt frage ich mich? Wie groß sind die Leitfähigkeiten? Beim ohmschen Widerstand ist es G=I/U. Wie ist es bei dem nicht ohmschen Widerstand? Ist G(U)=I/U oder ist es G(U)=dI/dU?

Vielen Dank für hilfreiche Antworten!

VG, Stefan

#2

Sorry, bin etwas neben Spur, Bildlink

http://www.bilder-speicher.de/07030518565608.vollbil…

#3

Hallo!

Jetzt frage ich mich? Wie groß sind die Leitfähigkeiten? Beim
ohmschen Widerstand ist es G=I/U. Wie ist es bei dem nicht
ohmschen Widerstand? Ist G(U)=I/U oder ist es G(U)=dI/dU?

G(U)=I/U

Bilde den Kehrwert und plötzlich dürfte Dir einiges aus der Schule bekannt vorkommen:

1/G = R = U/I

ist die Definition des elektrischen Widerstandes und nicht das ohmsche Gesetz. Das Ohmsche Gesetz würde lauten:

U/I = const.

dU/dI würde der „differentielle elektrische Widerstand“ heißen, und ich glaube sogar, dass der irgendwo eine Bedeutung hatte. Der ohmsche Widerstand (bzw. Leitwert) kommt jedoch ganz sicher ohne Differentiale aus.

Michael

#4

Hallo Michael!

1/G = R = U/I

ist die Definition des elektrischen Widerstandes und
nicht das ohmsche Gesetz. Das Ohmsche Gesetz würde
lauten:

U/I = const.

Ah, ja, ich erinnere mich, vielen Dank. Hat das Integral unter der von mir gemalten Kurve eigentlich eine Bedeutung, die auch irgendwie auf Biologie oder Chemie anzuwenden ist? Es hätte ja die Dimension der Leistung…

VG & *, Stefan

#5

Hallo!

Ah, ja, ich erinnere mich, vielen Dank. Hat das Integral unter
der von mir gemalten Kurve eigentlich eine Bedeutung, die auch
irgendwie auf Biologie oder Chemie anzuwenden ist? Es hätte ja
die Dimension der Leistung…

Es hat zumindest keine mir bekannte Bedeutung. Übrigens ist auch beim ohmschen Widerstand dieses Integral bedeutungslos. Die Leistung ist nämlich

P = UI

und nicht: P = 1/2 UI

Michael

#6

Hallo Michael,

dU/dI würde der „differentielle elektrische Widerstand“
heißen, und ich glaube sogar, dass der irgendwo eine Bedeutung
hatte.

In der Elektronik ist er bei Halbleitern, wie z.B. Z-Dioden, ein wichtiger Parameter.
Es gibt hier sogar negative differentielle Widerstände.
Z.B. bei 4-Schicht-Dioden (DIC) und eine Gasentladungs-Lampe (Leuchtstoffröhre, Glimmlampe) besitz auch einen solchen.

MfG Peter(TOO)

#7

Hallo Peter!

Es gibt hier sogar negative differentielle Widerstände.

Die gibt es in der Natur bestimmt schon so ganz grob geschätzt eine Milliarde Jahre :wink:

VG, Stefan