La carga eléctrica que atraviesa cualquier cosa, desde una batería AA hasta un rayo, se mide en culombios. Si conoce el flujo de corriente en un circuito y durante cuánto tiempo, puede calcular la carga eléctrica en culombios.
Propiedades de los culombios
Los electrones son diminutos y tienen una carga muy pequeña. En física, una gran cantidad de electrones se define como una unidad de carga llamada culombio. Un culombio equivale a 62 × 1018 electrones. El número de culombios por segundo se llama corriente (es decir, la tasa de culombios que fluyen en el circuito). La energía de un culombio se llama voltaje y se mide en julios.
Cómo calcular la carga eléctrica
Para determinar la cantidad de carga eléctrica que fluye en un circuito, necesita conocer el flujo de corriente y durante cuánto tiempo. La ecuación es:
\ text {carga en culombios} = \ text {corriente en amperios} \ veces \ text {tiempo en segundos}
Por ejemplo, si fluye una corriente de 20 A durante 40 s, el cálculo es 20 × 40. Entonces la carga eléctrica es de 800 C.
Cómo calcular la energía transferida
Si conoce la cantidad de carga eléctrica en culombios y el voltaje (también conocido como diferencia de potencial), puede calcular cuánta energía se transfiere. La ecuación es:
\ text {energía transformada en julios} = \ text {diferencia de potencial en voltios} \ times \ text {carga en culombios}
Por ejemplo, si la diferencia de potencial es 100 V y la carga es 3 C, el cálculo es 100 × 3. Entonces se transfieren 300 J de energía.
Usando la ley de Coulomb
El producto de las cargas eléctricas en dos cuerpos (es decir, si se atraen o repelen entre sí) depende de la carga de cada cuerpo en culombios, así como de la distancia entre los cuerpos. Si las polaridades son iguales (ambas positivas o negativas), la fuerza de coulomb se repele, pero si las polaridades son opuestas (negativa / positiva o positiva / negativa) la fuerza de coulomb atrae. La carga eléctrica también es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia de separación entre los dos cuerpos. Esto se conoce como ley de Coulomb, que se establece como:
En esta ecuación, F es la fuerza aplicada a las cargas (q1) y (q2), k es la constante de Coulomb y (r) es la distancia entre (q1) y (q2). El valor de k depende del medio en el que se sumergen los objetos cargados. Por ejemplo, el valor del aire es aproximadamente 9.0 × 109 Nuevo Méjico2/C2. La ley de Coulomb se puede utilizar para muchos problemas de física en los que se conocen todos los valores menos uno.