Sarcina electrică, cunoscută și ca cantitatea de electricitate, reprezintă o mărime fizică fundamentală a materiei, ce determină interacțiunile acesteia prin intermediul câmpului electromagnetic. Există două tipuri de sarcină electrică: pozitivă și negativă, asociate particulelor subatomice precum electronii și protonii.
Materia încărcată electric este influențată de câmpul electric și, simultan, îl produce. Interacțiunea dintre o sarcină în mișcare și un câmp electromagnetic stă la baza forței electromagnetice, una dintre cele patru forțe fundamentale ale naturii.
Este important de menționat că sarcinile electrice nu pot fi „distruse”, ci doar conservate, alături de energia asociată acestora. Sarcina electrică este o caracteristică intrinsecă a particulelor subatomice și este cuantificată, fiind exprimată ca multiplu al sarcinii elementare, notată cu e. Valoarea sarcinii elementare este de 1,602 × 10-19 C (coulomb).
Există sarcini pozitive și sarcini negative, care sunt egale în valoare absolută, demonstrând o simetrie valorică. Prin convenție, electronii poartă o sarcină de -1, iar protonii o sarcină opusă, de +1. Quarkurile prezintă o sarcină fracționară, de −1/3 sau +2/3.
Principiul fundamental al interacțiunii sarcinilor electrice stipulează că particulele cu sarcină de același semn se resping, în timp ce cele cu semne opuse se atrag.
Sarcina Electrică a Obiectelor Macroscopice
Sarcina electrică a unui obiect macroscopic este rezultatul însumării sarcinilor electrice ale tuturor componentelor sale. În mod frecvent, sarcina electrică netă a unui obiect este zero, deoarece numărul de electroni din atomi este egal cu numărul de protoni, iar sarcinile lor se anulează reciproc.
Situațiile în care sarcina netă este diferită de zero sunt denumite electricitate statică. Chiar și atunci când sarcina netă este zero, aceasta poate fi distribuită neuniform, de exemplu, sub influența unui câmp electric extern. În astfel de cazuri, materialul este considerat polarizat, iar sarcinile asociate polarizării sunt numite sarcini legate. Sarcinile aduse din exterior și care se deplasează liber sunt denumite sarcini libere.
Curentul Electric și Unitatea de Măsură
O mișcare ordonată a particulelor încărcate într-o anumită direcție constituie curentul electric. În metale, aceste particule sunt electronii.
Unitatea de măsură în Sistemul Internațional pentru sarcina electrică este coulombul (C). Un coulomb reprezintă aproximativ 6,024 × 1018 sarcini elementare, echivalând cu sarcina unui singur proton sau electron. Coulombul este definit ca fiind cantitatea de electricitate care traversează secțiunea transversală a unui conductor electric într-o secundă, atunci când prin acesta trece un curent de un amper.
Simbolul Q este frecvent utilizat pentru a reprezenta cantitatea de sarcină electrică. Deși, în mod formal, sarcina electrică a unui corp trebuie să fie un multiplu al sarcinii elementare (fiind cuantificată), în practică, datorită valorii sale macroscopice, mult mai mari decât sarcina elementară, sarcina electrică poate lua practic orice valoare reală.