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    du chat
  • Celui qui connait vraiment les animaux est par là même capable de comprendre pleinement le caractère unique de l'homme
    • Konrad Lorenz
  • Biologie, neurosciences et
    sciences en général
  •  Le but des sciences n'est pas d'ouvrir une porte à la sagesse infinie,
    mais de poser une limite à l'erreur infinie
    • La vie de Galilée de Bertold Brecht

Notions d'électricité
Quelques définitions

Sommaire
  1. Électricité
    1. Notions succinctes
      1. Intensité du courant
      2. Différence de potentiel
      3. Résistance et conductance
      4. Loi d'Ohm
    2. Condensateurs
      1. Notion de condensateur
      2. Circuit avec un condensateur
      3. Résistances et condensateurs en série et en parallèle
      4. Circuit avec une résistance et un condensateur en parallèle
  2. Potentiels membranaires
    1. Vue d'ensemble
    2. Techniques de mesure
    3. Potentiel de membrane
      1. Première mesures
      2. Voltage clamp
      3. Patch-clamp
    4. Potentiel de membrane
      1. Rôles de la membrane
        1. Vue d'ensemble des phénomènes électriques
        2. Capacité de la membrane
        3. Résistance de la membrane
          1. Propagation électrotonique du potentiel
          2. Résistance d'entrée neuronale
      2. Rôles de milieux intra et extracellulaires
        1. Répartition des concentrations ioniques
        2. Équation de Nernst
        3. Potentiels d'équilibre des ions incriminés
    5. Potentiel de repos
      1. Mesure
      2. Ions mis en jeu
        1. Ions K+
        2. Ions Cl-
        3. Ions Na+
    6. Potentiel d'action
      1. Décours
      2. Propriétés
        1. Seuil de déclenchement
        2. Amplitude : loi du tout ou rien
        3. Période réfractaire
        4. Propagation ou conduction
      3. Mouvements ioniques lors du potentiel d'action
        1. Phases de dépolarisation
        2. Phase de repolarisation
        3. Phase d'hyperpolarisation
    7. Potentiel gradué
      1. Vue d'ensemble
      2. Techniques de mesure
      3. Potentiels postsynaptiques
        1. Potentiels postsynaptiques excitateurs (PPSE)
        2. Potentiels postsynaptiques inhibiteurs (PPSI)
          1. Mesure du PPSI
          2. Explication du phénomène
          3. Effet shunt
        3. Sommations spatiales et temporelles des PPS
          1. Types de sommations
          2. Sommation algébrique et résistance d'entrée
        4. Conclusion générale sur l'efficacité synaptique
      4. Potentiels récepteurs
  3. Synapses

Bibliographie

Pour comprendre ce qui se passe lors des changements de potentiel membranaires, on doit aborder succinctement des notions d'électricité.

Intensité du courant

Les charges électriques sont traitées dans des chapitres spéciaux :

  • Conduction
    Conduction
    (Figure : vetopsy.fr)
    les protons ou les cations (ions positifs) comme le Na+, le K+ et le Ca++ par exemple,
  • les électrons ou les anions (Cl- par exemple).

Les particules de même signe se repoussent, les particules de signe contraire s'attirent (loupe électrostatique).

Un courant électrique est un déplacement d'ensemble de porteurs de charges électriques, généralement des électrons, mais aussi des ions, au sein d'un matériau conducteur (fil métallique ou une solution aqueuse d'ions), déplacements imposés par l'action de la force électromagnétique.

L’intensité d'un courant électrique est un nombre décrivant le débit de charge électrique à travers une surface donnée : $I_t=\dfrac {dq(t)}{dt} où :

  • I est l'intensité du courant, mesure en ampères, $A$ (un ampère correspond à un débit de charge d'un coulomb par seconde),
  • Q la charge électrique,
  • t le temps.

Différence de potentiel

Lorsque les charges électriques se déplacent, elles acquièrent ou perdent de l'énergie.

  • Par exemple, elles acquièrent leur énergie en traversant une source, du pôle négatif (cathode) au pôle positif (anode).
  • Elles transportent l'énergie dans les conducteurs et la perdent dans le consommateur.

On exprime cette variation d’énergie par unité de charge, entre deux points d’un circuit, à l’aide de la différence de potentiel ou tension ($U$), mesurée en volts.

La force électromotrice ($E$) est un des paramètres caractéristiques d'un générateur électrique, i.e. la source : elle est, contrairement à ce qu'indique son nom, homogène à une tension et s'exprime donc en volts (wikipedia).

  • Une pile ou un générateur électrique est un dispositif capable de maintenir une différence de potentiel entre deux points auxquels il est raccordé.
  • Georg Simon Ohm
    Georg Simon Ohm (1789-1854)
    Pour mettre en mouvement des charges, il est nécessaire de fournir du travail, et la force électromotrice correspond au travail que fournit un générateur au circuit par unité de charge. La force électromotrice d'une pile usuelle, par exemple, i.e. la tension à ses bornes est de 1,5 volts.

Pour préciser ces notions, on emploie souvent la métaphore du déplacement de l'eau dans un tuyau.

  • Le débit, quantité d'eau qui traverse une section du tuyau par unité de temps est le débit, correspond à l'intensité.
  • La différence de pression qui existe entre deux points, i.e. ce qui fait circuler l'eau, est l'équivalent hydraulique de la différence de potentiel.

Résistance et conductance

Suivant les conducteurs, le courant passe avec plus ou moins plus ou moins de facilité ou de difficulté à s'y propager.

1. La résistance électrique ($R$) traduit la propriété d'un composant à s'opposer au passage d'un courant électrique.

  • Elle est mesurée en ohm (symbole : Ω).
  • Elle est liée aux notions de résistivité et de conductivité électrique.
Loi d'Ohm
Loi d'Ohm
(Figure : vetopsy.fr)

2. La conductance électrique est la capacité d'un corps, soumis à une différence de potentiel, à laisser passer une certaine quantité de courant électrique.

  • La conductance est donc l'inverse de la résistance : $G=\dfrac{1}{R}$ d'après la loi d'Ohm.
  • Elle est mesurée en siemens (symbole : S).

Loi d'Ohm

La loi d'Ohm, du nom du physicien allemand Georg Simon Ohm (1789-1854), relie les trois notions précédentes, la différence de potentiel ($V$, notée aussi $U$), l'intensité du courant ($l$), et résistance du conducteur ($R$).

$V=RI$

Un commutateur ou interrupteur (dérivé de rupture) est un organe, physique ou virtuel, permettant d'interrompre ou d'autoriser le passage d'un flux, i.e. il est ouvert ou fermé.

  • Lorsque le commutateur est fermé, les deux extrémités de la résistance sont soumises à une différence de potentiel $V$ qui est immédiatement égale à la force électromotrice du générateur.
  • La résistance est immédiatement traversée par un courant dont l'intensité $I$ qui est, aux termes de la loi d'Ohm, égale à $E/R$.

Les évolutions au cours du temps de l'intensité du courant et de la différence de potentiel entre les extrémités de la résistance sont simultanées. Il n'y a pas de retard de l'un par rapport à l'autre.

attention

Ce n'est pas le cas dans un condensateur !

Bibliographie
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