Culombio
En 1785, Charles Coulomb colgó de un hilo de plata una varilla ligera con una bolita de médula de saúco. Junto a ella fijó otra bolita igual y cargó ambas. Las bolitas se repelieron y el hilo se torció. Coulomb giraba el cabezal del hilo y observaba cuántos grados había que torcerlo para reducir a la mitad la distancia entre las bolitas. Resultaba el cuádruple.
Así demostró que la fuerza entre cargas disminuye con el cuadrado de la distancia. La unidad de carga recibió su nombre en 1881. Un culombio es la carga que una corriente de un amperio transporta en un segundo, unos 6,24·10¹⁸ electrones. La batería de un teléfono almacena unos 14 000 culombios, y un rayo transporta unos veinte.
| Notación | C |
| Definición | amperio-segundo · A·s · exactamente 1/e cargas elementales |
| Valores de referencia | e — 1,602 176 634·10⁻¹⁹ C · 1 A·h — 3600 C · faraday — 96 485 C |
| Introducida | 1881, Congreso Internacional de Electricistas · en el SI desde 1960 |
| Normas | ISO 80000-6 · IEC 80000-6 · SI Brochure 9th ed. |
| Valores típicos | 1 µC — chispa de un dedo · 20 C — rayo · 14 400 C — batería de teléfono |
01 · Definición
Un amperio durante un segundo
La carga Q es la cantidad de electricidad. Si por un cable circula una corriente de un amperio, cada segundo atraviesa su sección un culombio. La carga puede ser positiva o negativa. Las cargas del mismo signo se repelen y las de signo contrario se atraen.
La carga no surge de la nada ni desaparece. Al frotar ámbar con lana, los electrones solo pasan de un cuerpo a otro. La carga de cualquier cuerpo es un múltiplo de la carga del electrón e. Desde 2019 este número es exacto: 1,602 176 634·10⁻¹⁹ C.
¿Dónde hay más culombios: en un rayo o en un teléfono?
A la izquierda, dos recipientes se llenan de carga en escala logarítmica: cada división es mil veces mayor. Los puntos azules son electrones. A la derecha, unas barras rojas muestran la energía de esa misma carga, también en escala logarítmica. La energía es la carga multiplicada por la tensión, así que las barras y los recipientes pueden no coincidir. Elija qué comparar.
En las baterías la carga se indica en amperios-hora: una corriente de un amperio transporta 3600 C en una hora. Una batería de teléfono de 4000 mAh almacena 14 400 C. La energía se obtiene multiplicando la carga por la tensión: 14 400 C a 3,85 V son unos 55 kJ, o 15 Wh.
El doble de cerca, el cuádruple de fuerza
A la izquierda, la balanza de lado: un cilindro de vidrio, una varilla con una bolita colgada de un hilo de plata y, junto a ella, una segunda bolita fija. En el centro, el mismo cilindro visto desde arriba, con una escala en grados en la pared. La flecha roja es la fuerza con que las cargas repelen la bolita; la de latón, la fuerza del hilo que tira de ella hacia atrás. A la derecha, el cabezal del hilo: al girarlo, el hilo se tuerce más y las bolitas se acercan. Abajo a la derecha se anotan las mediciones: el ángulo entre las bolitas y la torsión total del hilo. Los cuadrados son los valores de la memoria de Coulomb.
Las bolitas están cargadas y se repelen. Gire el cabezal del hilo.
02 · Conversión
| Unidad | Valor | Dónde se encuentra |
|---|---|---|
| {n} | {v} | {note} |
El faraday es la carga de un mol de electrones, 96 485 C. Es lo que hace falta para depositar 108 g de plata a partir de una disolución.
Una batería de 4000 mAh almacena 14 400 C, pero a 3,85 V eso son solo unos 15 Wh de energía.
El estatculombio del sistema CGS equivale a unas tres diezmilmillonésimas de culombio.
03 · Órdenes de magnitud
04 · Instrumentos de medida
05 · Reglas de escritura
06 · Unidades vecinas
07 · Sección histórica
Desde 2019, el SI fija el valor de la carga elemental: exactamente 1,602 176 634·10⁻¹⁹ C. El amperio es ahora un flujo de tales cargas por segundo, y un culombio contiene exactamente 1/e cargas elementales, unas 6,24·10¹⁸.
Antes, el amperio se definía mediante la fuerza entre conductores, y aún antes, mediante la plata. En 1908, el «amperio internacional» depositaba 1,118 mg de plata por segundo a partir de una disolución, es decir, cada culombio daba 1,118 mg. Hoy la carga se puede contar unidad a unidad: una bomba de electrones individuales los traslada de uno en uno con una frecuencia fijada.
Catálogo de magnitudes
todo el índice →Las siete unidades básicas del SI
Una gota de ácido cambia el color del jugo, la sal tiñe la llama, el agua se congela con un golpe. Debajo, todas las fichas de Simetrium, por disciplina y por orden alfabético.
Abrir el índice →