La cantidad de carga eléctrica por unidad de volumen o área en un material.La densidad de carga es una medida de cuánta carga eléctrica se concentra en una región dada del espacio, típicamente expresada por unidad de volumen (densidad volumétrica de carga) o por unidad de área (densidad superficial de carga). Es un concepto fundamental en electromagnetismo, que describe la distribución de cargas positivas y negativas en materiales, desde conductores y semiconductores hasta plasmas y membranas biológicas. Comprender la densidad de carga es esencial para predecir campos eléctricos, potenciales y el comportamiento de partículas cargadas en diversos medios.
El concepto de densidad de carga surgió en el siglo XVIII con los trabajos de Benjamin Franklin y otros sobre los fluidos eléctricos, pero fue formalizado en el siglo XIX por James Clerk Maxwell, quien lo incorporó a su teoría unificada del electromagnetismo.
La densidad de carga se define como el límite de la carga por unidad de volumen (o área) cuando el volumen (o área) se reduce a un punto. En un conductor, las cargas libres se redistribuyen para que la densidad de carga interna sea nula, dejando todo el exceso de carga en la superficie. En un dieléctrico, las cargas ligadas crean una densidad de carga de polarización que modifica el campo neto. El concepto entra directamente en las ecuaciones de Maxwell, en particular en la ley de Gauss, que relaciona la divergencia del campo eléctrico con la densidad de carga, y en la ecuación de continuidad, que vincula la densidad de carga con la densidad de corriente.
La densidad de carga se utiliza en el diseño de dispositivos electrónicos, como transistores y condensadores, en electroquímica para el diseño de baterías, y en técnicas de imagen médica como la electrocardiografía, donde se mapean las distribuciones de carga superficial en el corazón.
En un rayo típico, la densidad de carga en el canal ionizado puede alcanzar valores del orden de 10^15 electrones por metro cúbico, suficiente para calentar el aire a temperaturas cinco veces más altas que la superficie del Sol.
| \rho_{\rm GJ} | variable | Goldreich-Julian charge density — densidad de carga coulomb per cubic metre |
| \mathbf{\Omega} | variable | Angular velocity vector of the neutron star — velocidad angular radian per second |
| \mathbf{B} | variable | Magnetic field vector — campo magnético tesla |
| c | constante | Universal constant, speed of light in vacuum — velocidad de la luz = 299792458 metre per second |
| 2\pi | constante | Mathematical constant, 2π — two pi = 6.283 |
| \cdot | operador | Scalar product of two vectors — producto escalar |
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