Was ist eine elektrische Ladung?

Elektrische Ladung ist eine physikalische Eigenschaft, die natürlicherweise in der Materie vorkommt. Ein elektrisch geladenes Objekt interagiert auf bestimmte Weise mit anderen elektrisch geladenen Objekten und erfährt entweder eine anziehende oder eine abstoßende Kraft. Die Art der Kraft hängt davon ab, welche Art von Ladung, positiv oder negativ, das Objekt besitzt. Diese wiederum wird auf der subatomaren Skala von Teilchen, den sogenannten Protonen und Elektronen, bestimmt.

Alle Materie besteht aus Atomen, die aus einem Kern bestehen – einem Klumpen von Protonen und Neutronen, die zwei Arten von Teilchen sind – und Teilchen, die den Kern umkreisen, den sogenannten Elektronen. Die Anziehungskraft zwischen Protonen und Elektronen in einem Atom trägt dazu bei, das Atom zusammenzuhalten. Negativ geladene Elektronen und positiv geladene Protonen ziehen sich an. Neutronen haben keine elektrische Ladung.

Die Protonen und Elektronen in einem Atom sind gleich, also gleichen sie sich aus, um eine Nettoladung von Null zu erzeugen. Es ist jedoch möglich, dass das Atom durch Wechselwirkungen mit anderen Atomen Elektronen verliert oder gewinnt. Wenn dies geschieht, wird das Atom zu einem Ion, einem Atom, das eine positive oder negative Nettoladung trägt.

Ionen mit mehr Elektronen als ihre ursprüngliche Elementarform tragen eine negative Ladung, während diejenigen mit weniger Elektronen eine positive Ladung tragen. Die Ladung bewirkt, dass sie andere geladene Teilchen anziehen oder abstoßen. Chemische Verbindungen können gebildet werden, wenn ein positives Ion und ein negatives Ion angezogen werden und aneinander binden. So geht beispielsweise das positiv geladene Natrium-Ion, dem ein Elektron fehlt, eine ionische Bindung mit dem negativ geladenen Chlor-Ion ein, das ein zusätzliches Elektron hat, um das neutrale Molekül Natriumchlorid, auch Kochsalz genannt, zu bilden.

Die durch elektrische Ladung verursachte Anziehung und Abstoßung kann verwendet werden, um einen elektrischen Strom oder Ladungsfluss zu erzeugen, und ein Material, das einen elektrischen Strom übertragen kann, wird als Leiter bezeichnet. Metalle werden häufig als Leiter verwendet, da die Anordnung ihrer Atome es den Elektronen ermöglicht, ungehindert von Atom zu Atom zu gelangen. Wenn an einem Ende eines Metalldrahts ein positiv geladener Anschluss und am anderen ein negativ geladener Anschluss angebracht wird, wird durch die Ladungen ein elektrisches Feld erzeugt. Die Elektronen wandern in Richtung der positiven Ladung und erzeugen einen elektrischen Strom.