La carica elettrica è una proprietà fisica che si trova naturalmente nella materia. Un oggetto con una carica elettrica interagisce con altri oggetti con carica elettrica in modi specifici, sperimentando una forza attrattiva o repulsiva. La natura della forza è determinata dal tipo di carica, positiva o negativa, che possiede l’oggetto. Questo, a sua volta, è determinato su scala subatomica da particelle note come protoni ed elettroni.
Tutta la materia è composta da atomi, che consistono in un nucleo – un gruppo di protoni e neutroni, che sono due tipi di particelle – e particelle che orbitano attorno al nucleo, chiamate elettroni. La forza di attrazione tra protoni ed elettroni in un atomo aiuta a tenere insieme l’atomo. Gli elettroni con carica negativa e i protoni con carica positiva si attraggono l’un l’altro. I neutroni non hanno carica elettrica.
I protoni e gli elettroni in un atomo sono uguali, quindi si bilanciano a vicenda per creare una carica netta pari a zero. È possibile, tuttavia, che l’atomo perda o ottenga elettroni attraverso interazioni con altri atomi. Quando ciò accade, l’atomo diventa uno ione, un atomo che porta una carica netta positiva o negativa.
Gli ioni che hanno più elettroni rispetto alla loro forma elementare originale portano una carica negativa, mentre quelli con meno elettroni portano una carica positiva. La carica fa sì che attraggano o respingano altre particelle cariche. I composti chimici possono formarsi quando uno ione positivo e uno ione negativo sono attratti e si legano l’uno all’altro. Ad esempio, lo ione sodio caricato positivamente, a cui manca un elettrone, forma un legame ionico con lo ione cloro caricato negativamente, che ha un elettrone in più, per creare la molecola neutra cloruro di sodio, nota anche come sale da cucina.
L’attrazione e la repulsione causate dalla carica elettrica possono essere utilizzate per creare una corrente elettrica, o flusso di carica, e un materiale che può trasmettere una corrente elettrica è noto come conduttore. I metalli sono comunemente usati come conduttori perché la disposizione dei loro atomi consente agli elettroni di passare liberamente da un atomo all’altro. Quando un terminale caricato positivamente è collegato a un’estremità di un filo metallico e un terminale caricato negativamente all’altra, le cariche generano un campo elettrico. Gli elettroni migrano verso la carica positiva, creando una corrente elettrica.