culombio (C)

¿Qué es un culombio (C)?

Un culombio (C) es la unidad estándar de carga eléctrica en el Sistema Internacional de Unidades (SI). Es la cantidad de electricidad que un amperio (A) corriente lleva en un segundo (s). Una cantidad de 1 C es igual a la carga eléctrica de aproximadamente 6.24 x 10¹⁸ electrones or protones. Esto equivale a unos 6.24 quintillones partículas.

en el SI estándar, el culombio se considera un unidad derivada, lo que significa que está construido a partir de una o más de las siete unidades básicas, en este caso, amperio y segundo. Antes de 2018, las unidades base proporcionaban la base para el estándar SI y las unidades derivadas se construían a partir de ellas. Ahora, el estándar se basa en siete constantes definitorias, y todas las unidades base y derivadas se pueden construir directamente a partir de esas constantes. Sin embargo, el estándar SI ha conservado el concepto de unidades base y derivadas porque están muy bien establecidas.

Una de las siete constantes fundamentales es la carga elemental, que es la carga eléctrica transportada por un solo electrón o protón. La carga elemental (e) es 1.602176634 ⋅ 10^-19 C. Tanto los electrones como los protones tienen la misma cantidad de carga. Sin embargo, un protón lleva una carga positiva y un electrón lleva una carga negativa. Entonces, la carga elemental puede ser positiva (+e) o negativa (-e).

Fijando la carga elemental en 1.602176634 ⋅ 10^-19 C, el estándar fija el culombio en un número específico de electrones o protones que componen 1 C de carga. La siguiente fórmula se puede utilizar para calcular ese número:

Q = norte ⋅ mi

El símbolo Q representa la cantidad de carga en culombios, y el símbolo n se refiere al número de electrones o protones. Si ambos lados de la ecuación se dividen por e, el número de partículas en un culombio se puede calcular de la siguiente manera:

Q = norte ⋅ mi

Q / e = (norte ⋅ e) / e

n = Q / e (después de invertir Q / e = n)

norte = 1 C / (1.602176634 ⋅ 10^-19 C)

norte = 6.24150907 ⋅ 10¹⁸ C

En la cuarta línea, 1 C reemplaza Q porque el objetivo es encontrar el número de partículas en un solo culombio, y la constante de carga elemental reemplaza a la e. Según este cálculo, 1 C contiene la carga de aproximadamente 6.24 ⋅ 10¹⁸ partículas, un número que se vería así:

6,241,509,070,000,000,000

En términos de unidades básicas del SI, 1 C es el equivalente a 1 amperio-segundo, que se puede expresar como 1 C = 1 A ⋅ 1 s (o C = A ⋅ s). Esto también se puede considerar como un amperio equivalente a 1 coulomb dividido por 1 s, como en 1 A = 1 C / 1 s (o A = C / s). En otras palabras, si una corriente en un circuito es 1 A, 1 C de carga pasa por un punto del circuito cada segundo.

¿Cómo se compara un amperio con un culombio?

El amperio es el estándar SI de la corriente eléctrica. Esto contrasta con el culombio, que es el estándar SI de carga eléctrica. Un amperio es igual a la corriente eléctrica que corresponde al flujo de 1/(1.602176634 ⋅ 10^-19) cargas elementales por segundo. Antes de que se actualizara el SI en 2018, el amperio se basaba en la fuerza entre dos conductores de corriente. conductores con un valor fijo de vacío permeabilidad magnética en 4π ⋅ 10^-7 henries por metro.

La fuerza con la que dos cuerpos cargados eléctricamente se atraen o se repelen depende del producto de sus cargas en culombios, así como de la distancia que los separa. Si el polaridades son lo mismo, negativo/negativo o positivo/positivo, la fuerza de Coulomb es repulsiva; si las polaridades son opuestas, negativa/positiva o positiva/negativa, la fuerza es atractiva. Para dos cuerpos cargados cualesquiera, la fuerza de Coulomb disminuye en proporción al cuadrado de la distancia entre sus centros de carga.

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Ver también: resistencia, Ley de Ohm, reactancia, entrada, susceptancia y henry.