Conversor de unidades de carga eléctrica
Convierte entre cualquier par de unidades de carga eléctrica — culombios, amperios-hora, miliamperios-hora, carga elemental, statculombios, faradays — con factores verificados frente a NIST, BIPM y el valor CODATA de la carga elemental. Escribe un valor y el resultado se actualiza al instante.
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¿Qué es la carga eléctrica y por qué hay tantas unidades?
La carga eléctrica es una propiedad fundamental de la materia que determina cómo una partícula responde a los campos electromagnéticos. En el SI, la unidad coherente de carga es el culombio (C), que desde la redefinición de 2019 está anclado a un valor fijo de la carga elemental: e = 1,602 176 634 × 10⁻¹⁹ C, exactamente. Esa única constante de definición conecta todas las unidades de esta página, desde el picoculombio en la puerta de un transistor hasta los kiloamperios-hora almacenados en la batería de un coche eléctrico.
La carga abarca un rango enorme. Un electrón lleva 1,6 × 10⁻¹⁹ C. Un rayo típico transfiere unos 15 C en un milisegundo. Una batería de móvil de 5.000 mAh entrega 18.000 C entre carga completa y descarga. Una celda de refinado de cobre puede pasar decenas de millones de culombios al día. Para mantener cifras manejables en ese rango, ingenieros y físicos usan los prefijos SI (mC, μC, nC, pC) para cargas pequeñas, la familia amperio-hora (Ah, mAh) para baterías — porque los fabricantes especifican capacidad como corriente × tiempo — y unas pocas unidades heredadas como el statculombio (CGS) y el faraday (un mol de cargas elementales) que sobreviven en química, galvanoplastia y libros antiguos de física.
Las unidades de carga, explicadas
Culombio (C) y sus múltiplos decimales
El culombio es la unidad SI de carga eléctrica: 1 C es la carga transportada por una corriente estable de 1 A durante 1 segundo. Resulta grande para muchas aplicaciones electrónicas, así que el miliculombio (mC, 10⁻³ C), el microculombio (μC, 10⁻⁶ C), el nanoculombio (nC, 10⁻⁹ C) y el picoculombio (pC, 10⁻¹² C) son habituales. La carga de un condensador, los eventos de ESD y la salida piezoeléctrica suelen darse en nC o pC; la carga almacenada en supercondensadores cae en el rango de los kC.
Carga elemental (e) — el ancla del SI moderno
Desde el 20 de mayo de 2019, la carga elemental se define como exactamente e = 1,602 176 634 × 10⁻¹⁹ C. Por tanto, un culombio corresponde a unas 6,241 509 × 10¹⁸ cargas elementales. Físicos de partículas, ingenieros de semiconductores y químicos suelen reportar la carga como recuento de e (por ejemplo, 'un transistor de un solo electrón conmuta una e por ciclo de puerta').
Amperio-hora (Ah) y miliamperio-hora (mAh) — el mundo de las baterías
La capacidad de una batería es técnicamente carga: un amperio-hora es la carga transferida por 1 A circulando durante 1 hora, así que 1 Ah = 3.600 C y 1 mAh = 3,6 C. Los fabricantes prefieren Ah/mAh porque se traducen directamente en autonomía bajo una carga conocida. Una batería de móvil de 5.000 mAh puede dar 1 A durante 5 horas, o 100 mA durante 50 horas, antes de descargarse — al voltaje nominal.
Statculombio (statC) — el superviviente del CGS-Gauss
En el antiguo sistema centímetro-gramo-segundo (Gauss), usado en gran parte de la física teórica hasta los años 80, la carga se mide en statculombios (también llamados ues o franklins). La conversión es 1 statC ≈ 3,335 640 95 × 10⁻¹⁰ C. Lo encontrarás sobre todo en libros clásicos de electrodinámica, donde las ecuaciones de Maxwell quedan algo más limpias sin los factores 4π del SI.
Faraday (F) — la unidad de carga del químico
Un faraday es la carga de un mol de electrones: F = N_A × e ≈ 96.485,332 12 C. Cuantifica la carga necesaria para electrolizar un mol de un ion monovalente — clave en las leyes de Faraday de la electrólisis, en galvanoplastia y en el cálculo de la eficiencia coulómbica de una batería. Cuidado con el choque de símbolos: la misma letra F se usa para el faradio (la unidad SI de capacitancia), que no tiene relación.
Aplicaciones reales y qué unidad esperar en cada una
- Baterías de móvil y portátil: Las baterías de móvil se especifican en mAh (típicamente 3.000–5.500 mAh) y los portátiles en Wh (= V × Ah). Una batería de 4.500 mAh a 3,85 V almacena 4,5 × 3,85 = 17,3 Wh, equivalentes a 16.200 C de carga.
- Coches eléctricos: La capacidad de la batería de un coche eléctrico suele darse en kWh (energía), pero también la carga es a escala Ah: un pack Tesla de 75 kWh / 360 V almacena unos 208 Ah, o 750.000 C de carga.
- Descarga de condensadores: Un condensador de 1.000 μF cargado a 12 V contiene Q = CV = 12 mC. Los condensadores de flash de cámara y los desfibriladores almacenan decenas a cientos de mC y los descargan en milisegundos.
- Electrónica — ESD y carga de puerta: Una descarga electrostática humana puede ser de 100 nC a varios kV. Las hojas de datos de los MOSFET listan la carga de puerta en nC, parámetro que define las pérdidas de conmutación.
- Galvanoplastia y electrólisis: Las leyes de Faraday predicen el metal depositado por corriente × tiempo. Electrolizar 1 mol de cobre (Cu²⁺ → Cu) requiere 2 F = 192.970 C, sin importar el voltaje.
- Rayos: Un rayo nube-tierra típico transfiere 5–20 C en menos de un milisegundo. La corriente pico es enorme (≈30 kA), pero la carga total es moderada.
- Física de partículas: Los detectores cuentan carga en unidades de e. El haz del LHC entrega ~10¹¹ protones por paquete, cada uno con carga +1 e, dando una carga de paquete cercana a 16 nC.
¿Cuánto vale 1 unidad de cada una en culombios?
| Unidad | Valor en culombios (C) |
|---|---|
| 1 C (Coulomb) | 1 Pa |
| 1 mC (Millicoulomb) | 0.001 Pa |
| 1 μC (Microcoulomb) | 0.000001 Pa |
| 1 nC (Nanocoulomb) | 0.000000001 Pa |
| 1 pC (Picocoulomb) | 1e-12 Pa |
| 1 e (Elementary charge) | 1.602176634e-19 Pa |
| 1 Ah (Ampere-hour) | 3600 Pa |
| 1 mAh (Milliampere-hour) | 3.6 Pa |
| 1 statC (Statcoulomb (CGS)) | 3.3356409519815204e-10 Pa |
| 1 F (Faraday (charge of 1 mole of electrons)) | 96485.33212 Pa |
Preguntas frecuentes sobre carga eléctrica
¿Cómo convierto entre dos unidades de carga cualesquiera?
Multiplica por el factor a culombio de la unidad de origen y divide por el de la unidad de destino. Ejemplo: 4.500 mAh a culombios → 4.500 × 3,6 = 16.200 C. El conversor superior hace este cálculo en tiempo real.
¿Cuál es la diferencia entre Ah y Wh?
Los amperios-hora miden carga (corriente × tiempo). Los vatios-hora miden energía (potencia × tiempo = voltaje × corriente × tiempo). Se relacionan por el voltaje de la celda: Wh = Ah × V. Una batería de 5.000 mAh a 3,7 V almacena 18,5 Wh; a 12 V serían 60 Wh. Dos baterías con los mismos Ah pero distinto voltaje no almacenan la misma energía.
¿Cuántos electrones hay en 1 culombio?
Como la carga elemental se define exactamente como 1,602 176 634 × 10⁻¹⁹ C, un culombio contiene 1 / e ≈ 6,241 509 × 10¹⁸ electrones (o cualquier otra partícula de carga ±e). El recuento es ahora exacto, ya no una magnitud medida.
Una batería de móvil de 4.500 mAh — ¿cuánta carga en culombios?
4.500 mAh × 3,6 C/mAh = 16.200 C. Es la carga total entregada entre carga completa y descarga. Para conocer la energía hace falta el voltaje: a 3,85 V nominal son 17,33 Wh.
¿Por qué se da la capacidad de las baterías en mAh y no en culombios?
Porque la pregunta práctica es la autonomía bajo una carga conocida. '4.500 mAh' significa que la batería puede entregar 4,5 A durante 1 hora, o 450 mA durante 10 horas — directamente legible como tiempo. Los culombios (16.200 C) llevan la misma información en una unidad menos intuitiva. Los ingenieros sí convierten cuando aplican las leyes de Faraday o calculan la eficiencia coulómbica.
¿Hay culombios positivos y negativos?
Sí. La carga tiene signo: un protón tiene +1 e ≈ +1,602 × 10⁻¹⁹ C, un electrón −1 e. Cuando se dice '1 C de carga' sin signo en lenguaje cotidiano, se suele referir a la magnitud. En ecuaciones como la ley de Coulomb hay que mantener el signo.
Faraday y faradio — ¿misma palabra, misma unidad?
No, son completamente distintas. El faraday (símbolo F o Fd) es una unidad de carga: F ≈ 96.485 C, la carga de un mol de electrones. El faradio (símbolo F) es la unidad SI de capacitancia: 1 F = 1 C/V. La coincidencia es desafortunada; el contexto (carga vs capacitancia) suele aclarar la intención.
¿Por qué la carga elemental tiene ahora un valor exacto?
En la redefinición del SI de 2019, el kilogramo, el amperio, el kelvin y el mol fueron reanclados a valores fijos de siete constantes de definición. La carga elemental quedó fijada en e = 1,602 176 634 × 10⁻¹⁹ C con incertidumbre cero. El amperio se define ahora a través de esta e fija y del segundo fijo; el culombio es un amperio-segundo.
¿Cómo de precisos son los factores de conversión aquí?
Todos los factores provienen de NIST SP 811 y de los valores recomendados CODATA 2018/2019. e y los factores de prefijo SI son exactos por definición; 1 Ah = 3.600 C es exacto (entero); 1 statC ≈ 3,335 640 95 × 10⁻¹⁰ C es exacto vía la definición de la velocidad de la luz. La pantalla redondea a diez cifras significativas.
¿Puedo enlazar a una conversión concreta?
Sí. La URL se actualiza al cambiar las unidades y los valores, así que basta con copiar la barra de direcciones tras realizar la conversión. Ejemplo: ?from=mAh&to=C&x=4500.
Referencias
- NIST Special Publication 811 — Guide for the Use of the International System of Units (SI)
- BIPM SI Brochure (9th edition, 2019) — Defining constants and the redefined SI
- CODATA 2018 — Recommended value of the elementary charge e = 1.602176634 × 10⁻¹⁹ C (exact)
- ISO 80000-6:2008 — Quantities and units, Part 6: Electromagnetism
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