Une charge en mouvement est une manière informelle de se référer à un objet chargé changeant sa position par rapport à un observateur particulier. Les charges mobiles diffèrent nettement des charges fixes en ce qu’elles génèrent des champs magnétiques. Puisqu’un objet peut se déplacer par rapport à un observateur tout en restant stationnaire par rapport à un autre, il est possible pour différents observateurs de mesurer différentes valeurs pour le même champ magnétique. Cette observation a été l’une des motivations d’Albert Einstein à formuler sa théorie de la relativité restreinte en 1905.
Le courant électrique est un exemple courant de charge mobile. Lorsqu’un fil est connecté à une batterie, le champ électrique maintenu par la batterie provoque naturellement le déplacement des électrons dans le fil. Alors que les électrons sont chargés de transporter la charge le long des fils, les ions plus gros déplacent la charge à l’intérieur de la batterie. Les ions négatifs se déplacent de la borne positive d’une batterie à sa borne négative, et les ions positifs se déplacent dans la direction opposée. De cette manière, une batterie agit comme une pompe poussant le courant autour d’un circuit.
Le mouvement des charges dans le circuit génère un champ magnétique. Bien que les écoliers aient souvent l’impression que la puissance d’un circuit électrique réside dans le mouvement des électrons dans le fil, l’utilité d’un circuit dans toutes les applications, sauf les plus élémentaires, réside dans les champs électromagnétiques produits. La technologie moderne utilise ces champs de multiples façons, notamment pour alimenter des électro-aimants essentiels au fonctionnement des moteurs électriques.
Les charges mobiles ne sont pas seulement la cause des champs magnétiques, mais elles en sont également affectées. Un champ magnétique provoque la courbe d’une charge en mouvement et plus sa vitesse est élevée, plus le champ magnétique exerce de force sur la charge en mouvement. De cette façon, le courant dans un circuit peut influencer le courant dans un autre. Les transformateurs utilisent cet effet, utilisant le courant dans un fil pour générer un courant différent dans un autre. Les centrales électriques utilisent une variante de cette idée pour produire de l’électricité.
Les particules chargées électriquement exercent une force les unes sur les autres, de sorte qu’un travail est nécessaire pour se déplacer les unes par rapport aux autres, même en l’absence de champs magnétiques. Le travail requis pour assembler une collection de charges est égal à l’énergie électrique du système. Deux objets chargés positivement se repoussent et l’effort nécessaire pour les pousser l’un vers l’autre peut être assimilé à l’énergie nécessaire pour comprimer un ressort. Une batterie peut être qualitativement comprise comme une paire de tels ressorts, et les réactions chimiques à l’intérieur de la batterie provoquent le regroupement de charges de même signe aux deux extrémités.