Culombio

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SI unidad derivada de carga eléctrica

El culombio (símbolo: C) es la unidad de carga eléctrica en el Sistema Internacional de Unidades (SI). En la versión actual del SI es igual a la carga eléctrica entregada por una corriente constante de 1 amperio en 1 segundo y a 5× 1027/801088317 cargos elementales, e, (sobre 6.241509×1018 e).

Nombre e historia

El culombio lleva el nombre de Charles-Augustin de Coulomb. Al igual que con todas las unidades SI nombradas para una persona, su símbolo comienza con una letra mayúscula (C), pero cuando se escribe en su totalidad sigue las reglas de mayúsculas de un sustantivo común; es decir, "culombio" se convierte en mayúscula al comienzo de una oración y en los títulos, pero de lo contrario está en minúsculas.

Para 1878, la Asociación Británica para el Avance de la Ciencia había definido el voltio, el ohmio y el faradio, pero no el culombio. En 1881, el Congreso Eléctrico Internacional, ahora la 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. En ese momento, el voltio se definía como la diferencia de potencial [es decir, lo que hoy en día se denomina "voltaje (diferencia)"] a través de un conductor cuando una corriente de un amperio disipa un vatio de potencia. El culombio (más tarde "coulomb absoluto" o "abcoulomb" para desambiguación) era parte del sistema de unidades EMU. El "culombio internacional" basado en especificaciones de laboratorio para su medición fue introducido por IEC en 1908. El conjunto completo de "unidades reproducibles" fue abandonado en 1948 y el "coulomb internacional" se convirtió en el culombio moderno.

Definición

El SI define el culombio en términos de amperio y segundo: 1 C = 1 A × 1 s. El amperio se define tomando el valor numérico fijo de la carga elemental e como 1,602 176634×10−19 culombios. 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 (los valores numéricos de esas cantidades son el inversos multiplicativos uno del otro). El amperio se definió previamente en términos de dos cables de extensión infinita.

Un culombio es la carga de aproximadamente 6 241509074460762607.776 cargos elementales, donde el número es el recíproco de 1.602176634×10−19 C. Esto también es 160.2176634 zC de cargo. El valor exacto de 1 culombio es

1C=11.602176634× × 10− − 19e=11.602176634× × 1019e=10281602176634e=5× × 1027801088317e(escrito en términos más bajos)=6241509074460762607+621837581801088317e{displaystyle {begin{alignedat}{2}1~mathrm {C}={frac} {1}{1.602,176,634times 10^{-19}}~e[0.9ex] limit={frac {1}{1.602,176,634}times 10^{19}~e[0.9ex] ventaja={frac {10^{28}{1,602,176,634}}~e\[0.9ex] implica={frac {5times 10^{27}{801,088,317}}}~eqquad {text{ (written in terms }[0.9ex]
621837581801088317=62183758132× × 19× × 389× × 12043.. 0,76724...... {displaystyle {tfrac {621,837,581}{801,088,317}={tfrac {621,837,581}{3^{2}times 19times 389times 12,043}approx 0.776,24ldots }621837581{displaystyle 621,837,581}

Es imposible realizar exactamente 1 C de carga, ya que el número de cargas elementales no es un número entero. También es imposible realizar la carga en la escala de yoctoculombio.

Prefijos SI

Al igual que otras unidades SI, el culombio se puede modificar agregando un prefijo que lo multiplique por una potencia de 10.

SI multiples of coulomb (C)
Submultiples Múltiples
Valor Símbolo Nombre Valor Símbolo Nombre
10−1C dC decicoulomb 101C daC decacoulomb
10−2C cC centicoulomb 102C hC hectocoulomb
10−3C mCMillicoulomb103C kC kilocoulom b
10−6C μCmicrocoulomb106C MC megacoulomb
10−9C nCnanocoulom b109C GC gigacopla
10−12C pCpicocoulomb1012C TC tercoulomb
10−15C fC femtocoulomb 1015C PC petacoulomb
10−18C aC attocoulomb 1018C CE exacoulomb
10,21 - 21C zC zeptocoulomb 1021C ZC zettacoulomb
10−24−C YC yoctocoulom b 1024C YC yottacoulom b
10−27C rC rontocoulomb 1027C RC ronnacoulomb
10−30C qC quectocoulomb 1030C QC quettacoulomb
Los múltiplos comunes están en la cara audaz.

Conversiones

  • La magnitud de la carga eléctrica de un topo de cargas elementales (aproximadamente 6.022×1023, el número de Avogadro) se conoce como una unidad de carga de farada (cercamente relacionada con la constante Faraday). Un faraday es igual 9.648533212...×104Coulombs. En términos de la constante Avogadro (NA), un coulomb es igual a aproximadamente 1.036×10; 5 -mol×NA cargos elementales.
  • Un condensador de una farada puede sostener una coulomb a una gota de una voltio.
  • Una hora ampere equivale a 3600 C, por lo tanto 1 mA⋅h = 3.6 C.
  • Un statcoulomb (statC), la unidad electrostática obsoleta de CGS (esu), es aproximadamente 3.3356×10−10C o alrededor de un tercio de una nanocoulomb.

En términos cotidianos

  • Los cargos en electricidad estática de materiales de frotación juntos son típicamente algunos microcoulombs.
  • La cantidad de carga que viaja a través de un rayo es típicamente alrededor de 15 C, aunque para grandes pernos esto puede ser hasta 350 C.
  • La cantidad de carga que viaja a través de una batería típica de AA alcalina de ser cargada totalmente a descarga es de aproximadamente 5 kC = 5000 C Ω 1400 mA⋅h.
  • Una batería típica del smartphone puede contener 10,800 C Ω 3000 mA⋅h.

Notas y referencias

  1. ^ 6.241509074...×1018 es el recíproco del valor recomendado CODATA 2018 de la carga elemental, 1.602176634×10−19C.
  2. ^ a b "SÍ Folleto (2019)" (PDF). SI Folleto. BIPM. p. 127. Retrieved 23 de mayo, 2019.
  3. ^ a b BIPM (20 de mayo de 2019). "Mise en pratique for the definition of the ampere in the SI". BIPM. Retrieved 18 de febrero 2022.
  4. ^ "SÍ Folleto, Apéndice 1" (PDF). BIPM. p. 144. Archivado (PDF) del original en 2006-06-18.
  5. ^ W. Thomson, et al. (1873) "Primer informe del Comité de Selección y Nomenclatura de Unidades Dinámicas y Eléctricas", Informe de la 43a Reunión de la Asociación Británica para el Adelanto de la Ciencia (Bradford, septiembre de 1873), págs. 222 a 225. De la p. 223: "El "ohm", representado por la bobina estándar original, es aproximadamente 109 Unidades C.G.S. de resistencia; el "volt" es aproximadamente 108 Unidades C.G.S. de fuerza electromotiva; y el "farad" es aproximadamente 1/109 de la unidad de capacidad de C.G.S.."
  6. ^ (Anon.) 24 de septiembre de 1881) "El Congreso Eléctrico" El electricista, 7.
  7. ^ Donald Fenna, Diccionario de Pesos, Medidas y Unidades, OUP (2002), 51f.
  8. ^ "Folleto SI (2019)" (PDF). SI Folleto. BIPM. p. 130. Retrieved 23 de mayo, 2019.
  9. ^ "Folleto SI (2019)" (PDF). SI Folleto. BIPM. p. 132. Retrieved 23 de mayo, 2019.
  10. ^ "2018 CODATA Valor: carga elemental". Referencia NIST sobre Constantes, Unidades y Incertidumbre. NIST. 20 May 2019. Retrieved 2019-05-20.
  11. ^ "2018 CODATA Valor: Faraday constante". Referencia NIST sobre Constantes, Unidades y Incertidumbre. NIST. 20 May 2019. Retrieved 2019-05-20.
  12. ^ Martin Karl W. Pohl. "Physics: Principles with Applications" (PDF). DESY. Archivado desde el original (PDF) el 2011-07-18.
  13. ^ Hasbrouck, Richard. Mitigating Lightning Hazards Archived 2013-10-05 at the Wayback Machine, Science & Technology Review May 1996. Retrieved on 2009-04-26.
  14. ^ Cómo hacer todo con la fotografía digital – David Huss, p. 23, en Google Books, "El rango de capacidad de una batería AA es típicamente de 1100-2200 mAh."

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