¿Qué es el voltaje, es la cantidad de electrones o la concentración de electrones / iones?

No escuches a todos esos sabios y todas sus respuestas tecnológicas. 😉
No dejes que te digan que tienes la pregunta equivocada. Usted no Hiciste una buena pregunta simple y voy a darte una buena respuesta simple.

La energía almacenada depende de qué tan cerca estén sus electrones en promedio y en total. Cuanto más cerca los empujes y más hay, sí, seguro, aumentarás la energía almacenada. Cómo lograr que permanezcan en la piscina es otra pregunta, pero supongamos que tiene una botella magnética o algo así.
El voltaje es simplemente la energía POR electrón. De hecho, puede medir la energía en electrones * voltios, así que obviamente voltios = energía / electrón.
Podemos suponer que los electrones son simplemente un gas, entonces sí, la concentración da el voltaje. Eso es análogo a la presión en su tanque.

Puedo agregar algunos comentarios sobre el problema nervioso. La razón por la cual los nervios son de diferentes tamaños es el tiempo, las respuestas motoras pueden necesitar una vía de conducción rápida. La resistividad varía inversamente con el área de la sección transversal, por lo que los nervios gordos pueden ser más rápidos, todas las demás cosas son iguales. La descarga eléctrica de la que se está preguntando no es posible porque un organismo vivo no permite cargas gratuitas como los electrones. Siempre envuelve los electrones en paquetes químicos para formar la “cadena de transporte de electrones”. Los electrones son demasiado peligrosos para soltarse.
Los portadores de carga son, en cambio, iones principalmente, y protones que no están libres, sino que pasan como una cadena de bomberos de una molécula a otra.
Con todo este control estricto sobre la carga a nivel atómico / molecular, es imposible un choque explosivo. En cambio, cuando el compartimento se rompe, las cargas simplemente disipan la energía por difusión.

Esta es solo una pequeña adición a las otras respuestas.

Hay dos tipos de propiedades; Intensivo y extenso, y es una buena idea tener esto en cuenta cada vez que se encuentre con una nueva propiedad.

Intensivo: el valor (o tamaño o grandeza) no depende de cuánto tenga. La temperatura es intensa: la temperatura de una taza de café no se reduce a la mitad si vierte la mitad del café. La presión es otra. Si coloco una partición dividiendo una habitación en dos mitades, la presión en cada mitad de la habitación sigue siendo una atmósfera. El potencial eléctrico (que se mide en voltios y a veces se llama ‘voltaje’) es intensivo. Si construye una batería de automóvil dos veces más grande, o cien veces más grande, todavía tiene un potencial de 12V.

Extenso; El valor depende del tamaño. La misa es extensa … el doble pesa el doble. El volumen también lo es. La cantidad de energía liberada en una reacción química es extensa. Cuánto trabajo hará una batería es extenso.

El voltaje no es una cantidad de electrones. Es un nivel potencial, es decir, una propiedad de un punto en el espacio que expresa cuánto objetos quieren estar en una posición. Las posiciones con potenciales más bajos son más deseables.
[Perdiendo la analogía antropomórfica, los objetos que están en una posición de potencial x serán impulsados ​​hacia una posición con potencial y por una fuerza que es proporcional a la diferencia x – y (la derivada, en realidad)].

El potencial, y por lo tanto los voltajes, se explica mejor con un ejemplo: altura. Un objeto que se encuentra en una ubicación más alta x viajará en la dirección más empinada a una posición más baja y . Para la gravitación de objetos normales en la Tierra, la altura es lo mismo que el potencial. (más precisamente, son proporcionales como E = mgh).

Esta idea es omnipresente en física y no se limita a la altura. Un ejemplo, que se usa mucho en geología y biología, y que mencionó implícitamente en su pregunta, es el potencial hídrico. La altura sigue siendo un factor, pero no está solo: los efectos gravitacionales, capilares y osmóticos se unen y determinan los lugares más deseables para el agua, es decir, aquellos con el potencial más bajo. Las posiciones más altas son generalmente menos deseables (de nuevo, E = mgh), pero una alta concentración y capilares pequeños (entre otros) pueden aumentar el atractivo de una posición. Esta es la razón por la cual el agua fluye desde el suelo húmedo a través del xilema del árbol y hasta lugares (comparativamente) secos, contra la fuerza gravitacional.

TL; DR :
En electrostática, la altura está fuera de la imagen como una cantidad. Aquí, las posiciones con menos carga igual / más opuesta son más atractivas . Piense en una posición con un potencial eléctrico más alto como si fuera: más alto :, y piense en las partículas cargadas como bolas rodando cuesta abajo. No piense en las cargas como si fueran concentraciones .
La razón de esto es que una partícula cargada crea un campo eléctrico, que influye en el potencial del espacio a su alrededor. Más cargas generan un campo eléctrico más grande. La separación de los electrones no importa mucho en la escala de las neuronas.
Sin embargo, las concentraciones tienen que ver con el espaciamiento de las partículas, eso es realmente todo lo que son. Por lo tanto, las dos cantidades no están relacionadas y no deben confundirse.
(detener TLDR)

Sobre su consulta más específica a la neuropatía diabética; No soy médico, pero la neuropatía diabética parece ser más un término genérico para las patologías neuronales relacionadas con la diabetes, en lugar de una sola enfermedad. No pude encontrar un tipo que cause neurólisis. Tampoco pensaría que una alta concentración de electrolitos causaría el estallido de una célula, especialmente una neurona, porque de lo que se trata es de captar y liberar electrolitos.
En cualquier caso, una liberación repentina de muchos electrolitos puede hacer que se activen las neuronas que transfieren el dolor (la absorción de K y Ca es la forma en que se comunican) y causar un ligero pinchazo [especulación, sin fuente]. Una descarga eléctrica real sería muy desproporcionada.

** El voltaje es en realidad la diferencia entre los potenciales de dos ubicaciones, por lo tanto, expresa la cantidad de objetos en la posición x que quieren ir desde la posición y .

La terminología correcta es Potencial no Voltaje.

Versión simple: No, el potencial no será el mismo: las cargas sentirán una mayor repulsión neta, ya que hay un mayor número de ellas empaquetadas aquí.

Aproximación matemática: esta es una aplicación de la Ley de Gauss.

Modelemos nuestra piscina como una esfera, para facilitar las matemáticas.

Como puede ver, el potencial depende de la cantidad [matemática] \ dfrac {Q} {R}. [/ Matemática] [matemática] [/ matemática] Pero una concentración constante de electrones implica [matemática] C = \ dfrac {Q} {R ^ 3} [/ math] es lo que es constante.
Así

[matemáticas] V = \ dfrac {Q} {4 \ pi \ epsilon R}. [/ matemáticas] [matemáticas] [/ matemáticas]

[matemáticas] V = \ dfrac {CV} {4 \ pi \ epsilon R}. [/matemáticas]

[matemáticas] \ aprox [/ matemáticas] [matemáticas] \ dfrac {CR ^ 2} {4 \ pi \ epsilon} [/ matemáticas]

Por lo tanto, puede ver una relación clara con [matemáticas] R ^ 2!

[/ matemáticas] Gracias por A2A.

Sobre su pregunta sobre el voltaje.

El voltaje es un potencial escalar que describe el campo eléctrico. Cuando la distribución del potencial escalar —voltaje— se decide por completo, todo el campo eléctrico que llena el espacio es seguro. Por lo tanto, se decide la fuerza impuesta sobre una partícula que lleva cargas eléctricas colocadas en el campo.

En un lenguaje más claro, puedes imaginar el voltaje como el nivel del agua. Cuando el agua permanece en una posición más alta, tiene la tendencia innata de fluir hacia una posición más baja. También los cargos. Cuando están en un nivel de potencial eléctrico más alto ‘, tienden a fluir a un’ nivel de potencial ‘más bajo. Al mismo tiempo, observa un hecho: si el flujo de carga existe o no solo depende de si hay una diferencia de nivel; no está relacionado con si hay mucha agua o poca.

Probablemente haya combinado dos conceptos irrelevantes: voltaje y carga que transportan la concentración de partículas.

Sobre su consulta adicional,
El primer hecho es que las células no “explotan” cuando absorben demasiados iones de sodio. Estallarán cuando absorban demasiada agua. En segundo lugar, la cantidad de iones en casi cualquier célula es considerablemente pequeña, por lo tanto, no tiene que preocuparse de que pueda crear una señal eléctrica que pueda hacer que su cerebro produzca una sensación de dolor o choque. El problema que resulta de la cantidad excesiva de ciertos elementos es que la función fisiológica normal se ve significativamente alterada, lo cual es muy grave que la descarga eléctrica pura pura.

La corriente es la cantidad de carga en Coulombs que pasa un punto en un segundo. Se mide en culombios / segundo, también conocido como amperios

El voltaje es la diferencia de potencial eléctrico. El voltaje es la cantidad de trabajo que se puede hacer por Coulomb y tiene las unidades Joules por Coulomb. Joules es una unidad de energía. Entonces las unidades de voltaje son Joules / Coulomb.

En una batería de 10V, cada Coulomb de carga que sale de la batería puede hacer 10 julios de trabajo.

Debe aceptar la idea de que el voltaje no es una cosa, un objeto o un trozo de energía que pueda recoger y transportar. Es solo un término derivado de fórmulas matemáticas de resultados eléctricos o electrónicos de otros factores eléctricos o electrónicos.

El voltaje es una medida de la diferencia en el potencial eléctrico entre dos puntos en el espacio, un material o un circuito eléctrico, expresado en voltios. El valor estándar del sistema internacional para un voltio se deriva de un par de fórmulas;

Ley de potencia en un circuito, P = I x E (La potencia en vatios es igual a la corriente multiplicada por la tensión). Por lo tanto, en la mayoría de los hogares en los EE. UU., Los vatios que usa (y paga durante un período de tiempo) son el resultado de la corriente (en amperios) que fluye a través de su medidor eléctrico a un voltaje determinado. Ves eso en tu factura de electricidad cada mes como kilovatios hora (KWh). Todo eso significa que si usa una tostadora con una potencia nominal de 1200 vatios con un voltaje de 120 voltios durante una hora con 10 amperios que fluyen a través de ella, ha utilizado 1.2 KWh.

La ley de Ohm, V = I x R, (voltios es igual a la corriente por la resistencia), establece que la corriente a través de un conductor entre dos puntos es directamente proporcional a la diferencia de potencial entre los dos puntos.

Hay otra expresión que describe el voltaje usando los términos coulomb y joule. No voy a entrar en eso.

Por cierto, la velocidad a la que los electrones se mueven a través de un circuito electrónico, a través del cableado del servicio de energía de una ciudad o si el sistema nervioso de su cuerpo es la velocidad de la luz (299,792,458 metros por segundo o 186,282 millas por segundo). Eso es más rápido que un Chevy ’57.

No estoy seguro de que, para empezar, sea una buena manera de pensar en el voltaje. Esencialmente, el voltaje es realmente solo energía potencial con respecto a un campo eléctrico. Entonces, si tiene una mayor concentración de electrones, entonces sí, una carga de prueba (+1 carga de Coulomb) puesta a cierta distancia tendría un potencial mayor que si ese “grupo” de electrones tuviera una menor concentración de ellos (debido a F = Eq y V = Ed).

Por lo general, sin embargo, el voltaje se considera en términos de circuitos. En un circuito, generalmente escuchará el término “diferencia de potencial”, que es la diferencia en energía potencial, es decir, voltaje. Para poner esto en perspectiva, compare la diferencia de potencial para dejarnos decir la diferencia de potencial gravitacional. En aras de la simplicidad, llamemos al potencial gravitacional en el suelo para que sea exactamente 0. Si un objeto está a 1 metro del suelo, su potencial gravitacional sería mg pero el potencial en el suelo es 0, por lo que lógicamente el objeto será dibujado al potencial más bajo – el suelo. Algo similar sucede en un circuito, los electrones fluirán del lado con el potencial más alto al lado con el potencial más bajo, el movimiento de estos electrones es lo que hace que todo lo que vemos que funciona con electricidad funcione. Entonces, piense en el voltaje como el potencial para que un sistema electromagnético funcione y usted debería estar bien.

El voltaje se crea no por la cantidad de electrones en una ubicación, sino por la cantidad de electrones “extra” en una ubicación o la cantidad de electrones “menos” en una ubicación.

Todas las cosas están hechas de átomos, y un átomo consiste en electrones cargados negativamente, protones cargados positivamente y neutrones neutros. En su estado “estable”, todos los elementos son neutrales ya que hay cantidades iguales de electrones y protones y las dos cargas opuestas se cancelan entre sí.

Para crear voltaje, podemos eliminar los electrones de los átomos de un elemento, generalmente a través de fricciones, y esto creará una “inestabilidad” ya que ahora hay más protones que electrones. Cuanto mayor sea la diferencia entre la cantidad de electrones y protones, mayor será el voltaje.

Por supuesto, también puede crear voltaje agregando electrones a un elemento, pero ese será un procedimiento más complicado. Sin embargo, la idea es la misma.

El voltaje es la diferencia en la “concentración” de energía potencial eléctrica (energía por carga) entre dos puntos. Es lo que hace que las partículas cargadas fluyan (corriente).

Una piscina grande y una piscina pequeña con la misma concentración de electrones tendrán la misma concentración de energía potencial eléctrica. Por lo tanto, no hay voltaje o diferencia de potencial entre las piscinas.

Por lo general, decimos que hay un voltaje a través de una membrana de células nerviosas si hay una diferencia en la concentración de partículas cargadas (iones) dentro y fuera de la membrana.

La presión osmótica, no el voltaje, es la razón por la cual las células explotan. Cuando aumenta la concentración de iones en la célula, se introduce más agua en la célula y es por eso que estallan.

Lo siento, no entiendo la última pregunta.

A2A

En primer lugar, debe comprender que el voltaje es una diferencia potencial. Otras respuestas son aptas para explicar el voltaje.

Sobre la consulta adicional, lo siento, no soy un experto en neurociencia.