Culombio (C): unidad de carga eléctrica del SI - definición y equivalencias
Culombio (C): definición y equivalencias de la unidad de carga eléctrica del SI. Historia, relación con el amperio, carga elemental y ejemplos prácticos para entender 1 C.
El culombio (símbolo C) es la unidad del SI de carga eléctrica. Recibe su nombre de Charles-Augustin de Coulomb.
Un culombio representa una cantidad de carga eléctrica. El movimiento de la carga eléctrica se denomina corriente en un circuito eléctrico. Por ejemplo, una bombilla de linterna que tiene una corriente de 1 amperio pasará 1 culombio de carga por segundo; por tanto, en diez segundos habrán pasado 10 culombios por la bombilla.
En un cable eléctrico la carga que se mueve está en partículas como el electrón. Cada electrón tiene una carga elemental negativa. La carga elemental, denotada e, es la carga eléctrica más pequeña que se encuentra en una partícula estable y, tras la redefinición del SI (2019), su valor es exacto: e = 1.602176634×10-19 C. Por tanto,
- 1 culombio equivale aproximadamente a 6.24×1018 cargas elementales (electrones): Q = n·e ⇒ n = Q/e ≈ 6.2415×1018 electrones para Q = 1 C.
- Esta cifra es una aproximación práctica; la relación exacta surge de la constante e fijada en el SI.
Definición técnica
1 culombio es la cantidad de carga eléctrica transportada por una corriente de 1 amperio que fluye durante 1 segundo. Matemáticamente: Q = I·t, donde Q es la carga en culombios, I la corriente en amperios y t el tiempo en segundos.
Equivalencias y relaciones con otras unidades
- Sistema SI base: 1 C = 1 A·s (amperio × segundo).
- Prefijos comunes: 1 mC = 10-3 C (milicoulombio), 1 µC = 10-6 C (microculombio), 1 nC = 10-9 C, 1 pC = 10-12 C.
- Relación con capacitancia: la carga almacenada en un condensador es Q = C·V; así, 1 faradio = 1 C/V.
- En la ley de Coulomb, la constante electrostática k (o 1/4πε0) tiene unidades N·m²/C² y relaciona fuerzas entre cargas puntuales con la magnitud de las cargas en culombios.
Ejemplos prácticos
- Una corriente de 2 A durante 3 s transporta Q = 2·3 = 6 C.
- Una batería de 2000 mAh (2 Ah) puede suministrar, en teoría, una carga total de 2·3600 = 7200 C (ya que 1 h = 3600 s y 1 Ah = 3600 C).
- Un condensador de 100 µF cargado a 5 V almacena Q = C·V = 100×10-6 F × 5 V = 5×10-4 C = 0.5 mC.
Breve nota histórica
El nombre culombio honra a Charles-Augustin de Coulomb, que estudió las fuerzas entre cargas eléctricas a finales del siglo XVIII y formuló la ley que lleva su apellido. La unidad permite cuantificar la cantidad de carga en experimentos y aplicaciones eléctricas modernas.
Preguntas y respuestas
P: ¿Qué es un culombio?
R: Un culombio es una unidad de carga eléctrica.
P: ¿Quién es Charles-Augustin de Coulomb?
R: Charles-Augustin de Coulomb fue un científico que estudió la carga eléctrica a finales del siglo XVIII. El culombio debe su nombre a él.
P: ¿Qué es la corriente en un circuito eléctrico?
R: La corriente en un circuito eléctrico es el movimiento de la carga eléctrica.
P: Si una bombilla de linterna tiene una corriente de un amperio, ¿cuántos culombios de carga pasarán por ella cada segundo?
R: Si una bombilla de linterna tiene una corriente de un amperio, pasará por ella un culombio de carga cada segundo.
P: ¿Qué partícula transporta la carga que se mueve en un cable eléctrico?
R: La partícula que lleva la carga que se mueve en un hilo eléctrico es el electrón.
P: ¿Cuál es la carga eléctrica más pequeña que se encuentra en una partícula estable?
R: La carga eléctrica más pequeña que se encuentra en una partícula estable es la carga elemental.
P: ¿Cuántas cargas elementales hay en un culombio?
R: Hay 6.241.509.629.152.650.000 cargas elementales en un culombio.
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