Guía Completa sobre la Carga Eléctrica (C, e, Ah)
La carga eléctrica es la propiedad fundamental de la materia que causa su interacción con los campos electromagnéticos. Es la fuente de todos los fenómenos eléctricos, desde la descarga estática que sientes en un día seco hasta la corriente que alimenta tus dispositivos. La carga existe en dos tipos, positiva (portada por protones) y negativa (portada por electrones), y es una cantidad conservada, lo que significa que la carga total en un sistema aislado permanece constante.
Introducción
La carga eléctrica es la propiedad fundamental de la materia que causa su interacción con los campos electromagnéticos. Es la fuente de todos los fenómenos eléctricos, desde la descarga estática que sientes en un día seco hasta la corriente que alimenta tus dispositivos. La carga existe en dos tipos, positiva (portada por protones) y negativa (portada por electrones), y es una cantidad conservada, lo que significa que la carga total en un sistema aislado permanece constante.
Historia
La comprensión de la humanidad sobre la carga eléctrica comenzó con la observación de la electricidad estática por los antiguos griegos alrededor del 600 a.C. No fue hasta el siglo XVIII que Benjamin Franklin realizó su famoso experimento de la cometa, proponiendo la teoría de un solo fluido de la electricidad y la convención de carga positiva y negativa. Charles-Augustin de Coulomb cuantificó más tarde la fuerza entre cargas con su ley en 1785. El descubrimiento del electrón por J.J. Thomson en 1897 reveló que la carga está cuantizada, existiendo en unidades discretas conocidas como la carga elemental (e).
Unidades clave
Culombio (C)
La unidad SI de carga eléctrica. Un culombio es la cantidad de carga transportada por una corriente constante de un amperio en un segundo.
Carga Elemental (e)
La unidad más pequeña posible de carga libre, igual a la carga de un solo protón o electrón (aprox. 1.602 × 10⁻¹⁹ C).
Amperio-hora (Ah)
Una unidad práctica para la capacidad de la batería, que representa la carga transferida por una corriente constante de un amperio durante una hora (igual a 3,600 C).
Faraday (F)
Una unidad de química más antigua que representa la carga de un mol de electrones (aprox. 96,485 C). Ahora es en gran parte histórica pero importante en electroquímica.
Aplicaciones
- Diseño de Electrónica y Semiconductores
- Electroquímica y Tecnología de Baterías
- Física de Partículas y Aceleradores
- Generación y Transmisión de Energía
- Imágenes Médicas (por ejemplo, tomografías PET)
Ley de Coulomb: La Fuerza Entre Cargas
F = k * |q₁q₂| / r²Esta ley fundamental establece que la fuerza electrostática (F) entre dos cargas puntuales (q₁ y q₂) es directamente proporcional al producto de sus magnitudes e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia (r) entre ellas. La constante k es la constante de Coulomb.