¿Qué es una Carga Eléctrica?
En física, la carga, también conocida como carga eléctrica o carga electrostática y simbolizada q, es una característica de una unidad de materia que expresa en qué medida tiene más o menos electrones que protones. En los átomos, el electrón lleva una carga elemental o unitaria negativa; el protón lleva una carga positiva. Los dos tipos de carga son iguales y opuestos.
En un átomo de materia, se produce una carga eléctrica siempre que el número de protones del núcleo difiere del número de electrones que rodean a ese núcleo. Si hay más electrones que protones, el átomo tiene carga negativa. Si hay menos electrones que protones, el átomo tiene carga positiva. La cantidad de carga que lleva un átomo es siempre un múltiplo de la carga elemental, es decir, la carga que lleva un solo electrón o un solo protón. Una partícula, átomo u objeto con carga negativa se dice que tiene polaridad eléctrica negativa; una partícula, átomo u objeto con carga positiva se dice que tiene polaridad eléctrica positiva.
En un objeto compuesto por muchos átomos, la carga neta es igual a la suma aritmética, teniendo en cuenta la polaridad, de las cargas de todos los átomos juntos. En una muestra masiva, esto puede equivaler a una cantidad considerable de cargas elementales. La unidad de carga eléctrica en el Sistema Internacional de Unidades es el culombio (simbolizado C), donde 1 C equivale aproximadamente a 6.24 x 1018 cargas elementales. No es raro que los objetos del mundo real contengan cargas de muchos culombios.
Un campo eléctrico, también llamado campo electrostático, rodea cualquier objeto que tenga carga. La intensidad del campo eléctrico a cualquier distancia de un objeto es directamente proporcional a la cantidad de carga del objeto. Cerca de cualquier objeto que tenga una carga eléctrica fija, la intensidad del campo eléctrico disminuye en proporción al cuadrado de la distancia al objeto (es decir, obedece a la ley del cuadrado inverso).
Cuando dos objetos con carga eléctrica se acercan, se produce una fuerza electrostática entre ellos. (Esta fuerza no debe confundirse con la fuerza electromotriz, también conocida como voltaje). Si las cargas eléctricas son de la misma polaridad, la fuerza electrostática es repulsiva. Si las cargas eléctricas son de polaridad opuesta, la fuerza electrostática es atractiva. En el espacio libre (el vacío), si las cargas de dos objetos cercanos en culombios son q1 y q2 y los centros de los objetos están separados por una distancia r en metros, la fuerza neta F entre los objetos, en newtons, viene dada por la siguiente fórmula:
F = (q1q2) / (4or2)
Donde
o es la permitividad del espacio libre, una constante física, y es la relación entre la circunferencia de un círculo y su diámetro, una constante matemática adimensional. Una fuerza neta positiva es repulsiva y una fuerza neta negativa es atractiva. Esta relación se conoce como ley de Coulomb.