Mientras que las cargas idénticas se repelen, las cargas que resultan opuestas terminan atrayéndose entre sí.
La ley de Coulomb es uno de los pilares de la rama de la física que se define como electrostática, además de haber resultado muy valiosa para desarrollar la teoría electromagnética.
Su nombre recuerda el apellido de Charles-Augustin de Coulomb, un ingeniero, físico y matemático de origen francés que formuló dicho principio en 1785 después de inventar, por iniciativa propia, una balanza de torsión. Este instrumento le permitió hacer la medición tanto de la fuerza de atracción como de la fuerza de repulsión ejercida por más de una carga eléctrica entre sí.
El contenido de este postulado indica que la magnitud representativa de cada fuerza eléctrica con la cual interactúan un par de cargas específicas en estado de reposo es proporcionalmente directa al producto resultante de la magnitud de las cargas involucradas. Es, asimismo, inversamente proporcional respecto al cuadrado de la distancia que marca una separación entre ellas y posee la misma orientación (dirección) que la línea que las conecta. Si las cargas son de signo opuesto, entonces hay fuerza de atracción; de haber cargas con signo idéntico, la fuerza es repulsiva.
Cabe resaltar que este aporte de Coulomb, el cual se conoce popularmente como ley de cargas, se aplica únicamente cuando las condiciones son estacionarias, es decir, al no detectarse movimiento en las cargas.
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ResumenAplicaciones de la ley de Coulomb
Aunque quizás no sea sencillo para el común de la sociedad identificar qué y cómo es la ley de Coulomb, este principio se aplica en una amplia variedad de actividades, disciplinas y rubros.
Sirve de mucho, por detallar un caso concreto, en el área de la electroquímica. Se tiene en cuenta al analizar la carga/descarga de baterías o en la realización del proceso conocido como electrólisis, por ejemplo.
En la industria centrada en la generación, el reparto y la comercialización del servicio de energía eléctrica también importa y se aprovecha la ley de Coulomb (al igual que al diseñar y fabricar dispositivos electrónicos) a fin de garantizar que cada circuito eléctrico o la corriente eléctrica resulte eficiente, conveniente y pueda estar a disposición del usuario de manera segura.
El alcance de este contenido llega hasta el campo de la medicina, ya que facilita procedimientos necesarios para hacer diagnósticos dentro de la especialidad de cardiología, por señalar una posibilidad.
Es usual que se considere a la fuerza de Lorentz asociada a una carga eléctrica para definir a un campo magnético, el cual se produce por una carga eléctrica generada por más de un electrón en movimiento.
Historia y equivalencia del culombio
Para sumar conocimientos sobre la magnitud relacionada a la carga eléctrica que da cuenta del nivel de carga que, en un segundo, se lleva con una intensidad de corriente de un amperio hay que recopilar datos sobre la historia y la equivalencia del culombio.
En 1861 se propuso que la unidad de carga eléctrica sea bautizada como farad (faradio) como homenaje al científico de origen británico Michael Faraday. Décadas más tarde, sin embargo, el faradio quedó confirmado como unidad para el cálculo de la capacidad eléctrica y se fijó como unidad de carga eléctrica al culombio, cuyo nombre honra la figura de Charles-Augustin de Coulomb.
Por ese entonces, los miembros de la British Association for the Advancement of Science se habían ocupado de definir al ya citado faradio, así como al ohmio y al voltio, pero faltaba el culombio. Así fue cómo, en 1881, la Comisión Electrotécnica Internacional terminó homologándolo como unidad de carga eléctrica, mientras que al amperio (que en el pasado llegó a precisarse en base a la fuerza de Lorentz, expresión que alude a la fuerza que ejerce el campo electromagnético receptor de una corriente eléctrica o una partícula cargada) lo constituyó como unidad de corriente eléctrica. Al voltio, por último, lo posicionó como unidad de fuerza electromotriz.
No se puede pasar por alto que, a pesar de ser una unidad que deriva del Sistema Internacional de Unidades, es usual que se emplee la unidad de carga eléctrica amperio-hora (Ah) en baterías eléctricas a fin de reflejar cuánta carga total es capaz de almacenar cada una de ellas. Tampoco hay que ignorar que, como resulta muy grande para abarcar valores de carga estática, el culombio generalmente es reemplazado por sus correspondientes submúltiplos: nanoculombios, microculombios o miliculombios. Ejemplo: una carga referente a la electricidad estática surgida del roce de unos materiales se expresa en escasos microculombios.
La unión y conexión de distintos componentes eléctricos para la generación, el transporte y el aprovechamiento de la energía eléctrica se define como circuito eléctrico.
Importancia de la ley de Coulomb
Tanto desde la teoría como desde la práctica, la ley de Coulomb es importante ya que permite comprender fenómenos de carácter eléctrico.
Deja en claro, además, que hay dos variedades de carga eléctrica: una definida como carga positiva y otra que recibe la denominación de carga negativa. Si son diferentes, es decir, cuando un signo positivo (+) está cerca de un signo negativo (-), se produce el fenómeno de atracción; de haber igualdad en las cargas (dos signos positivos o dos negativos), se observa un acto de repulsión.
Es interesante, asimismo, trazar un paralelismo entre ella (que hace foco en las fuerzas eléctricas) y la ley de gravitación universal, la cual se vincula a las fuerzas gravitatorias.
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