La charge électrique est une propriété physique qui se produit naturellement dans la matière. Un objet avec une charge électrique interagit avec d’autres objets chargés électriquement de manière spécifique, subissant une force d’attraction ou de répulsion. La nature de la force est déterminée par le type de charge, positive ou négative, que possède l’objet. Ceci, à son tour, est déterminé à l’échelle subatomique par des particules appelées protons et électrons.
Toute matière est composée d’atomes, qui se composent d’un noyau – un amas de protons et de neutrons, qui sont deux types de particules – et de particules en orbite autour du noyau, appelées électrons. La force d’attraction entre les protons et les électrons dans un atome aide à maintenir l’atome ensemble. Les électrons chargés négativement et les protons chargés positivement s’attirent. Les neutrons n’ont pas de charge électrique.
Les protons et les électrons d’un atome sont égaux, ils s’équilibrent donc pour créer une charge nette de zéro. Il est cependant possible que l’atome perde ou gagne des électrons par le biais d’interactions avec d’autres atomes. Lorsque cela se produit, l’atome devient un ion, un atome qui porte une charge nette positive ou négative.
Les ions qui ont plus d’électrons que leur forme élémentaire d’origine portent une charge négative, tandis que ceux qui ont moins d’électrons portent une charge positive. La charge les amène à attirer ou à repousser d’autres particules chargées. Des composés chimiques peuvent se former lorsqu’un ion positif et un ion négatif sont attirés et se lient l’un à l’autre. Par exemple, l’ion sodium chargé positivement, auquel il manque un électron, forme une liaison ionique avec l’ion chlore chargé négativement, qui a un électron supplémentaire, pour créer la molécule neutre de chlorure de sodium, également connue sous le nom de sel de table.
L’attraction et la répulsion causées par la charge électrique peuvent être utilisées pour créer un courant électrique, ou un flux de charge, et un matériau capable de transmettre un courant électrique est appelé conducteur. Les métaux sont couramment utilisés comme conducteurs car la disposition de leurs atomes permet aux électrons de passer librement d’atome en atome. Lorsqu’une borne chargée positivement est attachée à une extrémité d’un fil métallique et une borne chargée négativement à l’autre, un champ électrique est généré par les charges. Les électrons migrent vers la charge positive, créant un courant électrique.