Unidad de carga eléctrica derivada del SI
El culombio (símbolo: C ) es la unidad de carga eléctrica en el Sistema Internacional de Unidades (SI). [1] [2] Es igual a la carga eléctrica entregada por una corriente de 1 amperio en 1 segundo y se define en términos de la carga elemental e , aproximadamente6,241 509 × 10 18 e . [2] [1]
Nombre e historia
El culombio lleva el nombre de Charles-Augustin de Coulomb . Como ocurre con cada unidad SI que lleva el nombre de una persona, su símbolo comienza con una letra mayúscula (C), pero cuando se escribe completo, sigue las reglas de uso de mayúsculas de un sustantivo común ; es decir, culombio se escribe con mayúscula al principio de una oración y en los títulos, pero por lo demás se escribe con minúscula. [3]
En 1878, la Asociación Británica para el Avance de la Ciencia había definido el voltio, el ohmio y el faradio, pero no el culombio. [4] En 1881, el Congreso Eléctrico Internacional , ahora Comisión Electrotécnica Internacional (IEC), aprobó el voltio como unidad de fuerza electromotriz, el amperio como unidad de corriente eléctrica y el culombio como unidad de carga eléctrica. [5]
En ese momento, el voltio se definía como la diferencia de potencial [es decir, lo que hoy en día se llama "voltaje (diferencia)"] a través de un conductor cuando una corriente de un amperio disipa un vatio de potencia. El culombio (más tarde "culombio absoluto" o " abculombio " para desambiguación) era parte del sistema de unidades de la UEM . El "culombio internacional" basado en especificaciones de laboratorio para su medición fue introducido por la IEC en 1908. Todo el conjunto de "unidades reproducibles" se abandonó en 1948 y el "culombio internacional" se convirtió en el culombio moderno. [6]
Definición
El SI define el culombio tomando el valor de la carga elemental e como1,602 176 634 × 10 −19 C , [7] pero anteriormente se definió en términos de la fuerza entre dos alambres. El culombio se definió originalmente, utilizando la última definición del amperio, como 1 A × 1 s . [8]
La redefinición de 2019 del amperio y otras unidades básicas del SI fijó el valor numérico de la carga elemental cuando se expresa en culombios y, por lo tanto, fijó el valor del culombio cuando se expresa como un múltiplo de la carga fundamental.
Un culombio es aproximadamente6 241 509 074 460 762 607 .776 e (y por lo tanto no es un múltiplo entero de la carga elemental), donde el número es el recíproco de1,602 176 634 × 10 −19 C . [9] El culombio es exactamente
Prefijos SI
Al igual que otras unidades del SI, el culombio se puede modificar añadiendo un prefijo que lo multiplique por una potencia de 10 .
Conversiones
- La magnitud de la carga eléctrica de un mol de cargas elementales (aproximadamente6,022 × 10 23 , el número de Avogadro) se conoce como unidad de carga de Faraday (estrechamente relacionada con la constante de Faraday ). Un faraday equivale9,648 533 212 ... × 10 4 culombios. [10] En términos de la constante de Avogadro ( N A ), un culombio es igual a aproximadamente1,036 × 10 −5 mol × N A cargas elementales.
- Un condensador de un faradio puede contener un culombio con una caída de un voltio .
- Un amperio hora equivale3600 C , por lo tanto1mA⋅h =3,6ºC .
- Un statculombio (statC), la obsoleta unidad de carga electrostática CGS (esu), es aproximadamente3,3356 × 10 −10 C o aproximadamente un tercio de un nanocoulomb.
En términos cotidianos
- Las cargas de electricidad estática producidas por la fricción de materiales suelen ser de unos pocos microcoulombs. [11]
- La cantidad de carga que viaja a través de un rayo suele ser de alrededor de 15 C, aunque para rayos grandes puede llegar hasta 350 C. [12]
- La cantidad de carga que viaja a través de una batería alcalina AA típica desde que está completamente cargada hasta que se descarga es aproximadamente5 kC =5000°C ≈1400 mAh⋅h . [13]
- La batería típica de un teléfono inteligente puede contener10 800 C ≈ 3000 mAh⋅h .
Ver también
notas y referencias
- ^ ab "Folleto SI (2019)" (PDF) . Folleto SI . BIPM . pag. 127 . Consultado el 23 de mayo de 2019 .
- ^ ab BIPM (20 de mayo de 2019). "Mise en pratique para la definición del amperio en el SI". BIPM . Consultado el 18 de febrero de 2022 .
- ^ "Folleto de SI, Apéndice 1" (PDF) . BIPM. pag. 144. Archivado (PDF) desde el original el 18 de junio de 2006.
- ^ W. Thomson, et al. (1873) "Primer informe del Comité para la selección y nomenclatura de unidades dinámicas y eléctricas", Informe de la 43.ª reunión de la Asociación Británica para el Avance de la Ciencia (Bradford, septiembre de 1873), págs. De la pág. 223: "El 'ohmio', representado por la bobina estándar original, es aproximadamente 10 9 unidades CGS de resistencia; el 'voltio' es aproximadamente 10 8 unidades CGS de fuerza electromotriz; y el 'faradio' es aproximadamente 1/10 9 de la unidad de capacidad CGS."
- ^ (Anón.) (24 de septiembre de 1881) "El Congreso Eléctrico", El Electricista , 7 .
- ^ Donald Fenna, Diccionario de pesos, medidas y unidades , OUP (2002), 51 y siguientes.
- ^ "Folleto SI (2019)" (PDF) . Folleto SI . BIPM . pag. 132 . Consultado el 23 de mayo de 2019 .
- ^ "La referencia del NIST sobre unidades, constantes e incertidumbre".
- ^ "Valor CODATA 2018: carga elemental". La referencia del NIST sobre constantes, unidades e incertidumbre . NIST . 20 de mayo de 2019 . Consultado el 20 de mayo de 2019 .
- ^ "Valor CODATA 2018: constante de Faraday". La referencia del NIST sobre constantes, unidades e incertidumbre . NIST . 20 de mayo de 2019 . Consultado el 20 de mayo de 2019 .
- ^ Martín Karl W. Pohl. "Física: Principios con Aplicaciones" (PDF) . DESY . Archivado desde el original (PDF) el 18 de julio de 2011.
- ^ Hasbrouck, Richard. Mitigar los riesgos de rayos Archivado el 5 de octubre de 2013 en Wayback Machine , Science & Technology Review, mayo de 1996. Consultado el 26 de abril de 2009.
- ^ Cómo hacer todo con fotografía digital - David Huss , p. 23, en Google Books , "El rango de capacidad de una batería AA suele ser de 1100 a 2200 mAh".
