La carga eléctrica aparece en unidades sorprendentemente distintas según el campo: los físicos usan por defecto culombios, las fichas técnicas de baterías usan amperios-hora y miliamperios-hora, y los químicos recurren a los faradays. Todas miden la misma cantidad subyacente — simplemente la escalan de forma diferente por conveniencia. Este artículo explica cómo se relaciona cada unidad con el culombio, por qué son esos los factores de escala, y cuándo recurrirías a cada una.
El culombio es el hilo conductor
Cada unidad de carga en este convertidor se reduce a un múltiplo del culombio, la unidad base del SI. Un culombio se define como la carga transportada por una corriente estable de 1 amperio en 1 segundo, lo que significa que carga y corriente están directamente vinculadas: carga (C) = corriente (A) × tiempo (s). Los amperios-hora y miliamperios-hora son en realidad esa misma relación medida en horas en lugar de segundos, razón por la cual 1 Ah equivale exactamente a 3,600 C (3,600 segundos en una hora) y 1 mAh equivale a 3.6 C. Una vez que cada unidad se expresa en culombios, convertir entre cualquier par — digamos, mAh directamente a faradays — es un solo paso de multiplicar y luego dividir a través de esa base común.
Por qué las calificaciones de baterías usan Ah y mAh en lugar de culombios
Una batería de teléfono típica contiene del orden de 18,000 culombios de carga, pero los fabricantes imprimen '5,000 mAh' en la etiqueta en su lugar. Esa es una decisión de usabilidad: los miliamperios-hora describen la capacidad en términos que un usuario puede comparar directamente con una velocidad de carga (un cargador de 2 A llena una batería de 5,000 mAh en unas 2.5 horas) o con el consumo de energía de un dispositivo, sin requerir que nadie haga aritmética con una cifra de culombios de cuatro o cinco dígitos. La contrapartida es que mAh y Ah solo miden carga, no energía — convertir a vatios-hora (que maneja el Convertidor de Capacidad de Batería) requiere conocer también el voltaje del paquete.
Faradays y la carga elemental: los extremos de la química y la física
Los químicos que trabajan con electrólisis recurren al faraday porque conecta directamente la carga con los moles de electrones transferidos, que es la cantidad que aparece en las leyes de electrólisis de Faraday (la cantidad de sustancia depositada o liberada en un electrodo es proporcional a la carga que pasa, medida en faradays). En el extremo opuesto, los físicos que trabajan a nivel de partículas individuales usan la carga elemental — la carga de un solo protón o electrón — porque es la unidad de carga libre más pequeña que existe en la naturaleza. Desde la redefinición del SI de 2019, la carga elemental es una constante exactamente definida (1.602176634 × 10⁻¹&sup9; C) en lugar de un valor medido experimentalmente, lo que también es lo que hace que el propio culombio se pueda definir formalmente en términos de cargas elementales.