ネルンストの式
イオンXに対して透過性がある膜を隔てて、片側の区画(o)でのイオンXの濃度が[X]o、他方の区画(i)での濃度が[X]iであるとする。イオンXは濃度勾配にしたがって膜を透過するが、それによって生じる電荷の移動により、膜を隔てて電位差が生じる。平衡に達したときの区画oに対する区画iの電位Eは、以下の式で記述され、これを電気生理学におけるネルンストの式という。
E = R T z F ln  [ X ] o [ X ] i {\displaystyle E={\frac {RT}{zF}}\ln {\frac {[{\mathrm {X} }]_{\mathrm {o} }}{[{\mathrm {X} }]_{\mathrm {i} }}}}
E:平衡電位
R:気体定数
T:温度(K)
z:イオンの荷数
F: ファラデー定数 = 96 485 C mol
平衡電位を境にしてイオンの流れる方向が逆になるので逆転電位(reversal potential)とも呼ばれる。↵なお、体内では主に、ナトリウムイオン、カリウムイオン、クロライドイオンが関わっているので、37°C(体温)において平衡電位をmVであらわすと、以下のように換算され、これも広く用いられる。
E = 61.5 log 10  [ X ] o [ X ] i {\displaystyle E=61.5\log _{10}{\frac {[X]_{\rm {o}}}{[X]_{\rm {i}}}}}