Convertidor de Carga Eléctrica
Carga Eléctrica — De Electrones a Baterías
Domina las unidades de carga eléctrica en física, química y electrónica. Desde culombios hasta la capacidad de la batería, abarcando 40 órdenes de magnitud, desde electrones individuales hasta bancos de baterías industriales. Explora la redefinición del SI de 2019 que hizo exacta la carga elemental y comprende qué significan realmente las clasificaciones de las baterías.
Fundamentos de la Carga Eléctrica
¿Qué es la Carga?
La carga eléctrica es la propiedad física que hace que las partículas experimenten la fuerza electromagnética. Se presenta en forma positiva y negativa. Las cargas iguales se repelen, las opuestas se atraen. Fundamental para toda la química y la electrónica.
- 1 culombio = 6.24×10¹⁸ electrones
- Protón: +1e, Electrón: -1e
- La carga se conserva (nunca se crea ni se destruye)
- Cuantizada en múltiplos de e = 1.602×10⁻¹⁹ C
Corriente vs. Carga
La corriente (I) es la tasa de flujo de la carga. Q = I × t. 1 amperio = 1 culombio por segundo. La capacidad de la batería en Ah es carga, no corriente. 1 Ah = 3600 C.
- Corriente = carga por tiempo (I = Q/t)
- 1 A = 1 C/s (definición)
- 1 Ah = 3600 C (1 amperio durante 1 hora)
- mAh es capacidad de carga, no potencia
Capacidad de la Batería
Las baterías almacenan carga. Se clasifican en Ah o mAh (carga) o Wh (energía). Wh = Ah × Voltaje. Batería de teléfono: 3000 mAh @ 3.7V ≈ 11 Wh. El voltaje es importante para la energía, no para la carga.
- mAh = miliamperio-hora (carga)
- Wh = vatio-hora (energía = carga × voltaje)
- Más mAh = más tiempo de funcionamiento (mismo voltaje)
- 3000 mAh ≈ 10,800 culombios
- 1 culombio = carga de 6.24×10¹⁸ electrones
- Corriente (A) = carga (C) por segundo: I = Q/t
- 1 Ah = 3600 C (1 amperio fluyendo durante 1 hora)
- La carga se conserva y está cuantizada en múltiplos de e
Evolución Histórica de la Medición de la Carga
Ciencia Eléctrica Temprana (1600-1830)
Antes de entender la carga cuantitativamente, los científicos exploraron la electricidad estática y el misterioso 'fluido eléctrico'. La invención de las baterías permitió la medición precisa del flujo de carga continuo.
- 1600: William Gilbert distingue la electricidad del magnetismo, acuña el término 'eléctrico'
- 1733: Charles du Fay descubre dos tipos de electricidad (positiva y negativa)
- 1745: Se inventa la botella de Leyden, el primer condensador, que almacena una carga medible
- 1785: Coulomb publica la ley del inverso del cuadrado F = k(q₁q₂/r²) para la fuerza eléctrica
- 1800: Volta inventa la batería, permitiendo un flujo de carga continuo y medible
- 1833: Faraday descubre las leyes de la electrólisis, vinculando la carga con la química (constante de Faraday)
Evolución del Culombio (1881-2019)
El culombio evolucionó desde definiciones prácticas basadas en estándares electroquímicos hasta la definición moderna ligada al amperio y al segundo.
- 1881: Primer culombio práctico definido mediante el estándar de electrodeposición de plata
- 1893: La Feria Mundial de Chicago estandariza el culombio para uso internacional
- 1948: La CGPM define el culombio como 1 amperio-segundo (1 C = 1 A·s)
- 1960-2018: El amperio se definía por la fuerza entre conductores paralelos, haciendo el culombio indirecto
- Problema: La definición del amperio basada en la fuerza era difícil de realizar con alta precisión
- 1990-2010: La metrología cuántica (efecto Josephson, efecto Hall cuántico) permite el conteo de electrones
Revolución del SI de 2019 — Carga Elemental Fijada
El 20 de mayo de 2019, la carga elemental se fijó exactamente, redefiniendo el amperio y haciendo que el culombio fuera reproducible a partir de constantes fundamentales.
- Nueva definición: e = 1.602176634 × 10⁻¹⁹ C exactamente (cero incertidumbre por definición)
- La carga elemental es ahora una constante definida, no un valor medido
- 1 culombio = 6.241509074 × 10¹⁸ cargas elementales (exacto)
- Los dispositivos de tunelización de un solo electrón pueden contar electrones uno por uno para estándares de carga precisos
- Triángulo de metrología cuántica: voltaje (Josephson), resistencia (Hall cuántico), corriente (bomba de electrones)
- Resultado: Cualquier laboratorio con equipo cuántico puede realizar el culombio de forma independiente
Por Qué Esto Importa Hoy
La redefinición de 2019 representa más de 135 años de progreso desde los estándares electroquímicos hasta la precisión cuántica, permitiendo la electrónica y el almacenamiento de energía de nueva generación.
- Tecnología de baterías: Mediciones de capacidad más precisas para vehículos eléctricos, almacenamiento en red
- Computación cuántica: Control preciso de la carga en cúbits y transistores de un solo electrón
- Metrología: Los laboratorios nacionales pueden realizar el culombio de forma independiente sin artefactos de referencia
- Química: La constante de Faraday ahora es exacta, mejora los cálculos de electroquímica
- Electrónica de consumo: Mejores estándares para las clasificaciones de capacidad de las baterías y los protocolos de carga rápida
Ayudas para la Memoria y Trucos de Conversión Rápida
Cálculo Mental Fácil
- Atajo de mAh a C: Multiplica por 3.6 → 1000 mAh = 3600 C exactamente
- Ah a C: Multiplica por 3600 → 1 Ah = 3600 C (1 amperio durante 1 hora)
- Rápido de mAh a Wh (3.7V): Divide entre ~270 → 3000 mAh ≈ 11 Wh
- Wh a mAh (3.7V): Multiplica por ~270 → 11 Wh ≈ 2970 mAh
- Carga elemental: e ≈ 1.6 × 10⁻¹⁹ C (redondeado de 1.602)
- Constante de Faraday: F ≈ 96,500 C/mol (redondeado de 96,485)
Ayudas para la Memoria de la Capacidad de la Batería
Comprender las clasificaciones de las baterías evita la confusión entre carga (mAh), voltaje (V) y energía (Wh). Estas reglas ahorran tiempo y dinero.
- mAh mide CARGA, no potencia ni energía; es cuántos electrones puedes mover
- Para obtener energía: Wh = mAh × V ÷ 1000 (¡el voltaje es crucial!)
- Mismo mAh a diferentes voltajes = diferente energía (12V 1000mAh ≠ 3.7V 1000mAh)
- Baterías externas (Power banks): Espera un 70-80% de capacidad útil (pérdidas por conversión de voltaje)
- Tiempo de funcionamiento = Capacidad ÷ Corriente: 3000 mAh ÷ 300 mA = 10 horas (ideal, añade un 20% de margen)
- Típico de Li-ion: 3.7V nominal, 4.2V lleno, 3.0V vacío (rango útil ~80%)
Fórmulas Prácticas
- Carga a partir de la corriente: Q = I × t (culombios = amperios × segundos)
- Tiempo de funcionamiento: t = Q / I (horas = amperios-hora / amperios)
- Energía a partir de la carga: E = Q × V (vatios-hora = amperios-hora × voltios)
- Ajustado por eficiencia: Útil = Nominal × 0.8 (ten en cuenta las pérdidas)
- Electrólisis: Q = n × F (culombios = moles de electrones × constante de Faraday)
- Energía del condensador: E = ½CV² (julios = ½ faradios × voltios²)
Errores Comunes a Evitar
- Confundir mAh con mWh: carga vs. energía (¡necesitas el voltaje para convertir!)
- Ignorar el voltaje al comparar baterías: usa Wh para la comparación de energía
- Esperar un 100% de eficiencia de la batería externa: se pierde un 20-30% en calor y conversión de voltaje
- Mezclar C (culombios) con C (tasa de descarga): ¡significados totalmente diferentes!
- Asumir que mAh = tiempo de funcionamiento: necesitas saber el consumo de corriente (tiempo de funcionamiento = mAh ÷ mA)
- Descargar profundamente las baterías de Li-ion por debajo del 20%: acorta la vida útil, capacidad nominal ≠ capacidad útil
Escala de Carga: De Electrones Individuales a Almacenamiento en Red
| Escala / Carga | Unidades Representativas | Aplicaciones Comunes | Ejemplos del Mundo Real |
|---|---|---|---|
| 1.602 × 10⁻¹⁹ C | Carga elemental (e) | Un solo electrón/protón, física cuántica | Cuanto de carga fundamental |
| ~10⁻¹⁸ C | Attoculombio (aC) | Sistemas cuánticos de pocos electrones, tunelización de un solo electrón | ≈ 6 electrones |
| ~10⁻¹² C | Picoculombio (pC) | Sensores de precisión, puntos cuánticos, mediciones de corriente ultrabaja | ≈ 6 millones de electrones |
| ~10⁻⁹ C | Nanoculombio (nC) | Pequeñas señales de sensores, electrónica de precisión | ≈ 6 mil millones de electrones |
| ~10⁻⁶ C | Microculombio (µC) | Electricidad estática, pequeños condensadores | Descarga estática que puedes sentir (~1 µC) |
| ~10⁻³ C | Miliculombio (mC) | Condensadores de flash de cámara, pequeños experimentos de laboratorio | Descarga de un condensador de flash |
| 1 C | Culombio (C) | Unidad base del SI, eventos eléctricos moderados | ≈ 6.24 × 10¹⁸ electrones |
| ~15 C | Culombios (C) | Rayos, grandes bancos de condensadores | Un rayo típico |
| ~10³ C | Kiloculombio (kC) | Pequeñas baterías de consumo, carga de teléfonos inteligentes | Batería de teléfono de 3000 mAh ≈ 10.8 kC |
| ~10⁵ C | Cientos de kC | Baterías de portátiles, constante de Faraday | 1 Faraday = 96,485 C (1 mol de e⁻) |
| ~10⁶ C | Megaculombio (MC) | Baterías de coche, grandes sistemas SAI industriales | Batería de coche de 60 Ah ≈ 216 kC |
| ~10⁹ C | Gigaculombio (GC) | Baterías de vehículos eléctricos, almacenamiento en red | Batería de un Tesla Model 3 ≈ 770 kC |
Explicación de los Sistemas de Unidades
Unidades SI — Culombio
El culombio (C) es la unidad base del SI para la carga. Se define a partir del amperio y el segundo: 1 C = 1 A·s. Los prefijos desde pico hasta kilo cubren todos los rangos prácticos.
- 1 C = 1 A·s (definición exacta)
- mC, µC, nC para cargas pequeñas
- pC, fC, aC para trabajos cuánticos/de precisión
- kC para grandes sistemas industriales
Unidades de Capacidad de Batería
El amperio-hora (Ah) y el miliamperio-hora (mAh) son estándares para las baterías. Son prácticos porque se relacionan directamente con el consumo de corriente y el tiempo de funcionamiento. 1 Ah = 3600 C.
- mAh — teléfonos inteligentes, tabletas, auriculares
- Ah — portátiles, herramientas eléctricas, baterías de coche
- kAh — vehículos eléctricos, SAI industriales
- Wh — capacidad energética (dependiente del voltaje)
Científicas y Antiguas
La carga elemental (e) es una unidad fundamental en física. La constante de Faraday en química. Las unidades CGS (estatoculombio, abculombio) en libros de texto antiguos.
- e = 1.602×10⁻¹⁹ C (carga elemental)
- F = 96,485 C (constante de Faraday)
- 1 statC ≈ 3.34×10⁻¹⁰ C (UES)
- 1 abC = 10 C (UEM)
La Física de la Carga
Cuantización de la Carga
Toda la carga está cuantizada en múltiplos de la carga elemental e. No se puede tener 1.5 electrones. Los quarks tienen carga fraccionaria (⅓e, ⅔e) pero nunca existen solos.
- Carga libre más pequeña: 1e = 1.602×10⁻¹⁹ C
- Electrón: -1e, Protón: +1e
- Todos los objetos tienen una carga de N×e (N entero)
- El experimento de la gota de aceite de Millikan demostró la cuantización (1909)
Constante de Faraday
1 mol de electrones transporta 96,485 C de carga. Se denomina la constante de Faraday (F). Fundamental para la electroquímica y la química de las baterías.
- F = 96,485.33212 C/mol (CODATA 2018)
- 1 mol de e⁻ = 6.022×10²³ electrones
- Se utiliza en cálculos de electrólisis
- Relaciona la carga con las reacciones químicas
Ley de Coulomb
Fuerza entre cargas: F = k(q₁q₂/r²). Las cargas iguales se repelen, las opuestas se atraen. Fuerza fundamental de la naturaleza. Explica toda la química y la electrónica.
- k = 8.99×10⁹ N·m²/C²
- F ∝ q₁q₂ (producto de las cargas)
- F ∝ 1/r² (ley del inverso del cuadrado)
- Explica la estructura atómica y los enlaces
Puntos de Referencia de Carga
| Contexto | Carga | Notas |
|---|---|---|
| Un solo electrón | 1.602×10⁻¹⁹ C | Carga elemental (e) |
| 1 picoculombio | 10⁻¹² C | ≈ 6 millones de electrones |
| 1 nanoculombio | 10⁻⁹ C | ≈ 6 mil millones de electrones |
| Descarga estática | ~1 µC | Suficiente para sentirla |
| Pila AAA (600 mAh) | 2,160 C | @ 1.5V = 0.9 Wh |
| Batería de teléfono inteligente | ~11,000 C | 3000 mAh típico |
| Batería de coche (60 Ah) | 216,000 C | @ 12V = 720 Wh |
| Rayo | ~15 C | ¡Pero 1 mil millones de voltios! |
| Batería de Tesla (214 Ah) | 770,400 C | @ 350V = 75 kWh |
| 1 Faraday (1 mol de e⁻) | 96,485 C | Estándar de química |
Comparación de la Capacidad de las Baterías
| Dispositivo | Capacidad (mAh) | Voltaje | Energía (Wh) |
|---|---|---|---|
| AirPods (uno) | 93 mAh | 3.7V | 0.34 Wh |
| Apple Watch | 300 mAh | 3.85V | 1.2 Wh |
| iPhone 15 | 3,349 mAh | 3.85V | 12.9 Wh |
| iPad Pro 12.9" | 10,758 mAh | 3.77V | 40.6 Wh |
| MacBook Pro 16" | 25,641 mAh | ~3.9V | 100 Wh |
| Batería externa 20K | 20,000 mAh | 3.7V | 74 Wh |
| Tesla Model 3 LR | 214,000 Ah | 350V | 75,000 Wh |
Aplicaciones en el Mundo Real
Electrónica de Consumo
Cada dispositivo alimentado por batería tiene una clasificación de capacidad. Teléfonos inteligentes: 2500-5000 mAh. Portátiles: 40-100 Wh. Baterías externas: 10,000-30,000 mAh.
- iPhone 15: ~3,349 mAh @ 3.85V ≈ 13 Wh
- MacBook Pro: ~100 Wh (límite de aerolínea)
- AirPods: ~500 mAh (combinado)
- Batería externa: 20,000 mAh @ 3.7V ≈ 74 Wh
Vehículos Eléctricos
Las baterías de los VE se clasifican en kWh (energía), pero la capacidad es kAh al voltaje del paquete. Tesla Model 3: 75 kWh @ 350V = 214 Ah. ¡Enorme en comparación con los teléfonos!
- Tesla Model 3: 75 kWh (214 Ah @ 350V)
- Nissan Leaf: 40 kWh (114 Ah @ 350V)
- Carga de VE: 50-350 kW DC rápida
- Carga en casa: ~7 kW (32A @ 220V)
Industrial y de Laboratorio
La galvanoplastia, la electrólisis, los bancos de condensadores, los sistemas SAI implican grandes transferencias de carga. SAI industrial: capacidad de más de 100 kAh. Supercondensadores: faradios (C/V).
- Galvanoplastia: procesos de 10-1000 Ah
- SAI industrial: más de 100 kAh de respaldo
- Supercondensador: 3000 F = 3000 C/V
- Rayo: ~15 C típico
Cálculos Rápidos de Conversión
mAh ↔ Culombios
Multiplica los mAh por 3.6 para obtener culombios. 1000 mAh = 3600 C.
- 1 mAh = 3.6 C (exacto)
- 1 Ah = 3600 C
- Rápido: mAh × 3.6 → C
- Ejemplo: 3000 mAh = 10,800 C
mAh ↔ Wh (a 3.7V)
Divide los mAh entre ~270 para obtener Wh a un voltaje de Li-ion de 3.7V.
- Wh = mAh × V ÷ 1000
- A 3.7V: Wh ≈ mAh ÷ 270
- 3000 mAh @ 3.7V = 11.1 Wh
- ¡El voltaje es importante para la energía!
Estimación del Tiempo de Funcionamiento
Tiempo de funcionamiento (h) = Batería (mAh) ÷ Corriente (mA). 3000 mAh a 300 mA = 10 horas.
- Tiempo de funcionamiento = Capacidad ÷ Corriente
- 3000 mAh ÷ 300 mA = 10 h
- Más corriente = menos tiempo de funcionamiento
- Pérdidas de eficiencia: espera un 80-90%
Cómo Funcionan las Conversiones
- Paso 1: Convierte la fuente → culombios usando el factor toBase
- Paso 2: Convierte culombios → destino usando el factor toBase del destino
- Alternativa: Usa un factor directo (mAh → Ah: divide entre 1000)
- Comprobación de sentido común: 1 Ah = 3600 C, 1 mAh = 3.6 C
- Para la energía: Wh = Ah × Voltaje (¡dependiente del voltaje!)
Referencia de Conversiones Comunes
| Desde | A | Multiplicar por | Ejemplo |
|---|---|---|---|
| C | mAh | 0.2778 | 3600 C = 1000 mAh |
| mAh | C | 3.6 | 1000 mAh = 3600 C |
| Ah | C | 3600 | 1 Ah = 3600 C |
| C | Ah | 0.0002778 | 3600 C = 1 Ah |
| mAh | Ah | 0.001 | 3000 mAh = 3 Ah |
| Ah | mAh | 1000 | 2 Ah = 2000 mAh |
| mAh | Wh (3.7V) | 0.0037 | 3000 mAh ≈ 11.1 Wh |
| Wh (3.7V) | mAh | 270.27 | 11 Wh ≈ 2973 mAh |
| C | electrones | 6.242×10¹⁸ | 1 C ≈ 6.24×10¹⁸ e |
| electrones | C | 1.602×10⁻¹⁹ | 1 e = 1.602×10⁻¹⁹ C |
Ejemplos Rápidos
Problemas Resueltos
Tiempo de Funcionamiento de la Batería del Teléfono
Batería de 3500 mAh. Una aplicación consume 350 mA. ¿Cuánto tiempo hasta que se agote?
Tiempo de funcionamiento = Capacidad ÷ Corriente = 3500 ÷ 350 = 10 horas (ideal). Real: ~8-9h (pérdidas de eficiencia).
Cargas con una Batería Externa
Batería externa de 20,000 mAh. Carga un teléfono de 3,000 mAh. ¿Cuántas cargas completas?
Ten en cuenta la eficiencia (~80%): 20,000 × 0.8 = 16,000 efectivos. 16,000 ÷ 3,000 = 5.3 cargas.
Problema de Electrólisis
Deposita 1 mol de cobre (Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu). ¿Cuántos culombios?
2 moles de e⁻ por mol de Cu. 2 × F = 2 × 96,485 = 192,970 C ≈ 53.6 Ah.
Errores Comunes a Evitar
- **mAh NO es potencia**: mAh mide carga, no potencia. Potencia = mAh × Voltaje ÷ tiempo.
- **Wh necesita voltaje**: No se puede convertir mAh → Wh sin saber el voltaje. 3.7V es típico para Li-ion.
- **Pérdidas de eficiencia**: El tiempo de funcionamiento real es el 80-90% del calculado. Calor, caída de voltaje, resistencia interna.
- **El voltaje importa**: 3000 mAh @ 12V ≠ 3000 mAh @ 3.7V en energía (36 Wh vs. 11 Wh).
- **Corriente vs. capacidad**: Una batería de 5000 mAh no puede suministrar 5000 mA durante 1 hora; la tasa máxima de descarga lo limita.
- **No descargues profundamente**: Las baterías de Li-ion se degradan por debajo del ~20%. La capacidad nominal no es la capacidad útil.
Datos Fascinantes sobre la Carga
Eres Eléctricamente Neutro
Tu cuerpo tiene ~10²⁸ protones y un número igual de electrones. Si perdieras el 0.01% de los electrones, sentirías 10⁹ newtons de repulsión, ¡suficiente para aplastar edificios!
La Paradoja del Rayo
Un rayo: solo ~15 C de carga, ¡pero 1 mil millones de voltios! Energía = Q×V, así que 15 C × 10⁹ V = 15 GJ. Eso son 4.2 MWh, ¡podría alimentar tu casa durante meses!
Generador de Van de Graaff
La clásica demostración científica acumula carga hasta millones de voltios. ¿Carga total? Solo ~10 µC. Impactante pero seguro: baja corriente. Voltaje ≠ peligro, la corriente mata.
Condensador vs. Batería
Batería de coche: 60 Ah = 216,000 C, se libera durante horas. Supercondensador: 3000 F = 3000 C/V, se libera en segundos. Densidad de energía vs. densidad de potencia.
La Gota de Aceite de Millikan
1909: Millikan midió la carga elemental observando la caída de gotas de aceite cargadas. Encontró e = 1.592×10⁻¹⁹ C (moderno: 1.602). Ganó el Premio Nobel en 1923.
Efecto Hall Cuántico
La cuantización de la carga del electrón es tan precisa que se utiliza para definir el estándar de resistencia. Precisión: 1 parte en 10⁹. Las constantes fundamentales definen todas las unidades desde 2019.
Consejos Profesionales
- **Rápido de mAh a C**: Multiplica por 3.6. 1000 mAh = 3600 C exactamente.
- **Wh a partir de mAh**: Multiplica por el voltaje, divide entre 1000. A 3.7V: Wh ≈ mAh ÷ 270.
- **Tiempo de funcionamiento de la batería**: Divide la capacidad (mAh) entre el consumo de corriente (mA). Añade un 20% de margen para pérdidas.
- **Realidad de las baterías externas**: Espera un 70-80% de capacidad útil debido a las pérdidas de conversión de voltaje.
- **Compara baterías**: Usa Wh para la comparación de energía (tiene en cuenta el voltaje). mAh engaña a diferentes voltajes.
- **Conservación de la carga**: La carga total nunca cambia. Si 1 C sale, 1 C vuelve (eventualmente).
- **Notación científica automática**: Los valores < 1 µC o > 1 GC se muestran en notación científica para facilitar la lectura.
Referencia Completa de Unidades
Unidades SI
| Nombre de la Unidad | Símbolo | Equivalente en Culombios | Notas de Uso |
|---|---|---|---|
| culombio | C | 1 C (base) | Unidad base del SI; 1 C = 1 A·s = 6.24×10¹⁸ electrones. |
| kiloculombio | kC | 1.000 kC | Grandes cargas industriales; sistemas SAI, galvanoplastia. |
| miliculombio | mC | 1.0000 mC | Pequeños experimentos de laboratorio; descarga de condensadores. |
| microculombio | µC | 1.0000 µC | Electrónica de precisión; electricidad estática (1 µC ≈ descarga perceptible). |
| nanoculombio | nC | 1.000e-9 C | Pequeñas señales de sensores; mediciones de precisión. |
| picoculombio | pC | 1.000e-12 C | Instrumentación de precisión; ≈ 6 millones de electrones. |
| femtoculombio | fC | 1.000e-15 C | Transistores de un solo electrón; puntos cuánticos; ultraprecisión. |
| attoculombio | aC | 1.000e-18 C | Sistemas cuánticos de pocos electrones; ≈ 6 electrones. |
Capacidad de la Batería
| Nombre de la Unidad | Símbolo | Equivalente en Culombios | Notas de Uso |
|---|---|---|---|
| kiloamperio-hora | kAh | 3.60e+0 C | Bancos de baterías industriales; carga de flotas de VE; almacenamiento en red. |
| amperio-hora | Ah | 3.600 kC | Unidad de batería estándar; baterías de coche (60 Ah), portátiles (5 Ah). |
| miliamperio-hora | mAh | 3.6000 C | Estándar de consumo; teléfonos (3000 mAh), tabletas, auriculares. |
| amperio-minuto | A·min | 60.0000 C | Descarga de corta duración; raramente utilizado. |
| amperio-segundo | A·s | 1 C (base) | Igual que el culombio (1 A·s = 1 C); teórico. |
| watt-hour (@ 3.7V Li-ion) | Wh | 972.9730 C | Amperios-hora y unidades relacionadas; estándar para las clasificaciones de baterías y potencia. |
| milliwatt-hour (@ 3.7V Li-ion) | mWh | 972.9730 mC | Amperios-hora y unidades relacionadas; estándar para las clasificaciones de baterías y potencia. |
Antiguas y Científicas
| Nombre de la Unidad | Símbolo | Equivalente en Culombios | Notas de Uso |
|---|---|---|---|
| abculombio (EMU) | abC | 10.0000 C | Unidad CGS-UEM = 10 C; obsoleta, aparece en textos antiguos de EM. |
| statculombio (ESU) | statC | 3.336e-10 C | Unidad CGS-UES ≈ 3.34×10⁻¹⁰ C; unidad de electrostática obsoleta. |
| faraday | F | 96.485 kC | 1 mol de electrones = 96,485 C; estándar de electroquímica. |
| carga elemental | e | 1.602e-19 C | Unidad fundamental e = 1.602×10⁻¹⁹ C; carga de protón/electrón. |
Preguntas Frecuentes
¿Cuál es la diferencia entre mAh y Wh?
mAh mide la carga (cuántos electrones). Wh mide la energía (carga × voltaje). El mismo mAh a diferentes voltajes = diferente energía. Usa Wh para comparar baterías a diferentes voltajes. Wh = mAh × V ÷ 1000.
¿Por qué no puedo obtener la capacidad nominal de mi batería?
La capacidad nominal no es la capacidad útil. Li-ion: se descarga de 4.2V (llena) a 3.0V (vacía), pero detenerse al 20% preserva la vida útil. Las pérdidas de conversión, el calor y el envejecimiento reducen la capacidad efectiva. Espera un 80-90% de la nominal.
¿Cuántas veces puede una batería externa cargar mi teléfono?
No es simplemente una relación de capacidades. Batería externa de 20,000 mAh: ~70-80% de eficiencia (conversión de voltaje, calor). Efectiva: 16,000 mAh. Para un teléfono de 3,000 mAh: 16,000 ÷ 3,000 ≈ 5 cargas. En el mundo real: 4-5.
¿Qué es la carga elemental y por qué es importante?
La carga elemental (e = 1.602×10⁻¹⁹ C) es la carga de un protón o electrón. Toda la carga está cuantizada en múltiplos de e. Fundamental para la mecánica cuántica, define la constante de estructura fina. Desde 2019, e es exacta por definición.
¿Se puede tener carga negativa?
¡Sí! Carga negativa significa un exceso de electrones, positiva significa un déficit. La carga total es algebraica (puede anularse). Electrones: -e. Protones: +e. Objetos: típicamente casi neutros (igual + y -). Las cargas iguales se repelen, las opuestas se atraen.
¿Por qué las baterías pierden capacidad con el tiempo?
Li-ion: las reacciones químicas degradan lentamente los materiales de los electrodos. Cada ciclo de carga causa pequeños cambios irreversibles. La descarga profunda (<20%), la alta temperatura y la carga rápida aceleran el envejecimiento. Baterías modernas: 500-1000 ciclos hasta el 80% de la capacidad.
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