Unidades de medida

Unidades de actividad catalítica

katal (símbolo kat) es una unidad derivada del Sistema Internacional de Unidades para medir la actividad catalítica, especialmente en los campos de medicina y bioquímica. Es definido como la actividad catalítica responsable de la transformación de un mol de compuesto por segundo.

El nombre katal se usa desde hace 30 años, pero sólo se oficializó durante la 21ª Conferencia General de Pesos y Medidas de 1999.

En cinética enzimática, es la cantidad de enzima necesaria para transformar un mol de sustrato por segundo. 1 katal equivale a 60 x 10⁶unidades de actividad enzimática. Como es una unidad muy grande, se suele utilizar sus submúltiplos microkatal (μkat) y nanokatal (nkat).

unidad de actividad enzimática (símbolo U) es la cantidad de enzima que en una reacción enzimática cataliza la conversión de 1µmol de sustrato por minuto. Se utiliza también en combinación con otras unidades (U/mg de proteína o U/mL) para señalar, respectivamente, la actividad enzimática específica o la concentración de actividad enzimática.

60 x 10⁶ U equivalen a un katal, la unidad del Sistema Internacional de Unidades para actividad catalítica.

Unidades de carga

amperio hora es una unidad de carga eléctrica y se abrevia como Ah. Indica la cantidad de carga eléctrica que pasa por los terminales de una batería, si ésta proporciona una corriente eléctrica de 1 amperio durante 1 hora. El amperio-hora representa la cantidad de electricidad que, en una hora, atraviesa un conductor por el que circula una corriente continua de 1 A (1 Ah = 3600 Culombios). Se emplea para evaluar la capacidad de una batería, es decir la cantidad de electricidad que puede almacenar durante la carga y devolver durante la descarga. Si una batería tiene, por ejemplo, una capacidad de 100 Ah, significa que teóricamente puede dar una corriente de 10 A durante 10 h, o de 1 A durante 100 h, etc. Esto en la práctica no es así, ya que entre otras cuestiones cuanto más rápido se descarga una batería, más energía se pierde por la resistencia interna. Por ello la capacidad de carga se suele dar referida a un tiempo estándar de descarga (10 o 20 horas), y para un voltaje final determinado.

Equivalencia con el culombio

La unidad de carga eléctrica del Sistema Internacional es el culombio C:

${\displaystyle 1\ \mathrm {A} =1\ {\frac {\mathrm {C} }{\mathrm {s} }}\Rightarrow \;1\ \mathrm {A} \cdot \mathrm {s} =1\ \mathrm {C} }$

operando un poco:

${\displaystyle 1\ \mathrm {A} \cdot \mathrm {h} =1\ \mathrm {A} \cdot \mathrm {h} \cdot {3600\mathrm {s} \over 1\mathrm {h} }=3600\ \mathrm {A} \cdot \mathrm {s} =3600\ \mathrm {C} }$

por lo tanto:

${\displaystyle 1\ \mathrm {A} \cdot \mathrm {h} =3600\ \mathrm {C} }$

Los miliamperios hora, y su uso en las baterías

En las baterías es normal el uso del miliamperio hora (mAh), que es la milésima parte del Ah, o lo que es lo mismo 3,6 C. Esto indica la máxima carga eléctrica que es capaz de almacenar la batería. A más carga eléctrica almacenada, más tiempo tardará en descargarse. El tiempo de descarga viene dado por la expresión:

${\displaystyle \mathrm {tiempo\ de\ descarga} ={\mathrm {carga\ electrica\ bateria} \over \mathrm {consumo\ electrico\ dispositivo} }}$

Por ejemplo, si una batería posee una carga eléctrica de 1000 mAh (3600 C) y un dispositivo consume 20 mA (72 C/h), la batería tardará 50 horas en descargarse. Si en cambio consumiese 100 mA (360 C/h), la batería tardará solamente 10 horas en descargarse.

De la misma forma, se puede hallar el consumo eléctrico de un dispositivo:

${\displaystyle \mathrm {consumo\ electrico\ dispositivo} ={\mathrm {carga\ electrica\ bateria} \over \mathrm {tiempo\ de\ descarga} }}$

Si un teléfono móvil con una batería de 800 mAh tarda 400 horas en descargarse, el consumo del dispositivo es de 2 mA. Y si 1 A = 1 C/s, entonces 2 mA = 0,002 A = 0,002 C/s:

Energía acumulada en las baterías

La unidad para medir la energía acumulada en una batería es el Julio; sin embargo, para fines prácticos, y dado que el voltaje de una batería es fijo, se utiliza el Ah como unidad de carga, haciendo referencia al tiempo de carga y descarga de la batería.

La equivalencia de energía máxima que se acumula en una batería viene dada por la cantidad de Ah de la batería, multiplicada por 3600 y por el voltaje.

Por ejemplo, si una batería de un teléfono móvil tiene 800 mAh (0,8 Ah) de capacidad de carga, y proporciona un voltaje de 3,7 V, eso quiere decir que puede acumular 10656 julios:

${\displaystyle (0,8Ah*3600*3,7V)=10656J}$

Ojo: Julios son Vatios (Watts) por SEGUNDO, por eso convertimos horas a segundos, multiplicando por 3600.

amperio-hora es una unidad de carga eléctrica y su abreviatura es Ah. Mide la cantidad de carga eléctrica que fluye a través de una batería en el caso de que ésta suministre una corriente de 1 amperio durante 1 hora. Calcula la capacidad de una batería, esto es, cuánta energía va a acumular en la carga y cuánta retornará durante la descarga. Su equivalente en el Sistema Internacional es el Culombio (1A=3600 C). 

Podría decirse que si una batería tiene 100 Ah, puede proveer 10A en 10h o 1A en 100h, sin embargo en la realidad no es así, ya que han de tenerse en cuenta cuestiones como la rapidez de descarga (a más rápidez, más pérdida de energía por la resistencia interna). Por esta razón, la capacidad de carga se da relativa a un tiempo estándar y a un voltaje determinado.

La capacidad de las baterías se mide en miliamperios-hora (3'6 culombios). Esta medida señalará el máximo punto de carga eléctrica que puede atesorar la batería. A mayor carga, mayor tiempo de descarga: 

tiempo de descarga= carga eléctrica batería/consumo eléctrico dispositivo

Esta electricidad que se acumula en las baterías es expresada en Julios, pero como el voltaje es fijo, resulta más sencillo calcularla en Ah. La equivalencia se calcula multiplicando los Ah de la batería por 3600 y por el voltaje. Por ejemplo, si una batería de un móvil tiene 800 mAh (0'8 Ah) y un voltaje de 3'7 V, podrá almacenar 10656 julios:

(0'8Ah x 3600 x 3'7V) = 10656 J

carga de Planck (${\displaystyle q_{P}}$), es una de las magnitudes básicas del sistema de unidades de Planck. Se trata de una medida decarga eléctrica, definida sobre la base de constantes universales.

La carga de Planck se define como:

${\displaystyle q_{P}={\sqrt {4\pi \epsilon _{0}\hbar c}}={\sqrt {2ch\epsilon _{0}}}={\frac {e}{\sqrt {\alpha }}}=1.8755459\times 10^{-18}}$ culombios,

donde:

${\displaystyle c\ }$ es la velocidad de la luz en el vacío,

${\displaystyle h\ }$ es la constante de Planck,

${\displaystyle \hbar \equiv {\frac {h}{2\pi }}\ }$ es la constante de Planck reducida,

${\displaystyle \epsilon _{0}\ }$ es la permitividad del vacío,

${\displaystyle e\ }$ es la carga elemental,

${\displaystyle \alpha \ }$ = (137.03599911)⁻¹ es la constante de estructura fina.

La carga de Planck es ${\displaystyle \alpha ^{-1/2}\approx 11.706}$ veces mayor que la carga del electrón.

En el sistema de unidades gaussiano ${\displaystyle 4\pi \epsilon _{0}=1}$, por lo tanto ${\displaystyle q_{P}}$ toma la forma:

${\displaystyle q_{P}={\sqrt {\hbar c}}}$

 culombio¹ o coulomb² (símbolo C) es la unidad derivada del sistema internacional para la medida de la magnitud física cantidad de electricidad (carga eléctrica). Nombrada en honor del físico francés Charles-Augustin de Coulomb.

Se define como la cantidad de carga transportada en un segundo por una corriente de un amperio de intensidad de corriente eléctrica.

${\displaystyle 1\ \mathrm {C} =1\ \mathrm {A} \cdot \mathrm {s} }$

En principio, el culombio sería definido en términos de cantidad de veces la carga elemental. El culombio puede ser negativo o positivo. El culombio negativo equivale a 6,241 509 629 152 650×10¹⁸ veces la carga de unelectrón.^3 4 El culombio positivo se obtiene de tener un defecto de electrones alrededor a 6,241 509 629 152 650×10¹⁸, o una acumulación equivalente de cargas positivas.

También puede expresarse en términos de capacidad y voltaje, según la relación:

${\displaystyle 1\ \mathrm {C} =1\ \mathrm {F} \cdot \mathrm {V} }$

obtenida directamente de la definición de faradio.

Equivalencia con el amperio·hora

Aunque el culombio es una unidad derivada del Sistema Internacional, en las baterías eléctricas es muy frecuente utilizar la unidad Ah (amperio-hora), que refleja la cantidad de carga total que puede acumular la batería.

La equivalencia es:

${\displaystyle 1\ \mathrm {C} =0,0002777\ \mathrm {A} \cdot \mathrm {h} }$

${\displaystyle 1\ \mathrm {A} \cdot \mathrm {h} =3600\ \mathrm {C} }$

Múltiplos del SI

A continuación una tabla de los múltiplos y submúltiplos del Sistema Internacional de Unidades.

Múltiplos del Sistema Internacional para culombio (C)

Submúltiplos				Múltiplos
Valor	Símbolo	Nombre		Valor	Símbolo	Nombre
10−1 C	dC	deciculombio		101 C	daC	decaculombio
10−2 C	cC	centiculombio		102 C	hC	hectoculombio
10−3 C	mC	miliculombio		103 C	kC	kiloculombio
10−6 C	µC	microculombio		106 C	MC	megaculombio
10−9 C	nC	nanoculombio		109 C	GC	gigaculombio
10−12 C	pC	picoculombio		1012 C	TC	teraculombio
10−15 C	fC	femtoculombio		1015 C	PC	petaculombio
10−18 C	aC	attoculombio		1018 C	EC	exaculombio
10−21 C	zC	zeptoculombio		1021 C	ZC	zettaculombio
10−24 C	yC	yoctoculombio		1024 C	YC	yottaculombio
Prefijos comunes de unidades están en negrita.

Esta unidad del Sistema Internacional es nombrada así en honor a Charles-Augustin de Coulomb. En las unidades del SI cuyo nombre proviene del nombre propio de una persona, la primera letra del símbolo se escribe con mayúscula (C), en tanto que su nombre siempre empieza con una letra minúscula (culombio), salvo en el caso de que inicie una frase o un título.

El estatculombio (statC), también llamado Franklin (en unidades del CGS) o unidad electrostática de carga, es la unidad física de lacarga eléctrica utilizada en el sistema de unidades centímetro-gramo-segundo (CGS). El sistema SI de unidades usa el culombio (C) en su lugar.

La equivalencia entre el Culombio (C) y el estatculombio (statC) es: 1 C = 10×c statC , donde ces el módulo de la velocidad de la luz en el vacío expresado en m/s (299792458).