Τι είναι η ηλεκτρική φόρτιση;

Το ηλεκτρικό φορτίο είναι μια φυσική ιδιότητα που εμφανίζεται φυσικά στην ύλη. Ένα αντικείμενο με ηλεκτρικό φορτίο αλληλεπιδρά με άλλα ηλεκτρικά φορτισμένα αντικείμενα με συγκεκριμένους τρόπους, αντιμετωπίζοντας είτε ελκτική είτε απωστική δύναμη. Η φύση της δύναμης καθορίζεται από τον τύπο φορτίου, θετικό ή αρνητικό, που διαθέτει το αντικείμενο. Αυτό, με τη σειρά του, καθορίζεται στην υποατομική κλίμακα από σωματίδια γνωστά ως πρωτόνια και ηλεκτρόνια.

Όλη η ύλη αποτελείται από άτομα, τα οποία αποτελούνται από έναν πυρήνα – μια συστάδα πρωτονίων και νετρονίων, που είναι δύο τύποι σωματιδίων – και σωματίδια που περιφέρονται γύρω από τον πυρήνα, που ονομάζονται ηλεκτρόνια. Η δύναμη έλξης μεταξύ πρωτονίων και ηλεκτρονίων σε ένα άτομο βοηθά στη συγκράτηση του ατόμου. Τα αρνητικά φορτισμένα ηλεκτρόνια και τα θετικά φορτισμένα πρωτόνια έλκονται το ένα το άλλο. Τα νετρόνια δεν έχουν ηλεκτρικό φορτίο.

Τα πρωτόνια και τα ηλεκτρόνια σε ένα άτομο είναι ίσα, επομένως ισορροπούν μεταξύ τους για να δημιουργήσουν ένα καθαρό φορτίο μηδέν. Είναι δυνατό, ωστόσο, το άτομο να χάσει ή να αποκτήσει ηλεκτρόνια μέσω αλληλεπιδράσεων με άλλα άτομα. Όταν συμβεί αυτό, το άτομο γίνεται ιόν, ένα άτομο που φέρει ένα καθαρό θετικό ή αρνητικό φορτίο.

Τα ιόντα που έχουν περισσότερα ηλεκτρόνια από την αρχική τους στοιχειακή μορφή φέρουν αρνητικό φορτίο, ενώ εκείνα με λιγότερα ηλεκτρόνια φέρουν θετικό φορτίο. Το φορτίο τους αναγκάζει να προσελκύουν ή να απωθούν άλλα φορτισμένα σωματίδια. Οι χημικές ενώσεις μπορούν να σχηματιστούν όταν ένα θετικό ιόν και ένα αρνητικό ιόν έλκονται και συνδέονται μεταξύ τους. Για παράδειγμα, το θετικά φορτισμένο ιόν νατρίου, από το οποίο λείπει ένα ηλεκτρόνιο, σχηματίζει έναν ιοντικό δεσμό με το αρνητικά φορτισμένο ιόν χλωρίου, το οποίο έχει ένα επιπλέον ηλεκτρόνιο, για να δημιουργήσει το ουδέτερο μόριο χλωριούχου νατρίου, γνωστό και ως επιτραπέζιο αλάτι.

Η έλξη και η απώθηση που προκαλείται από το ηλεκτρικό φορτίο μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη δημιουργία ηλεκτρικού ρεύματος ή ροής φορτίου και ένα υλικό που μπορεί να μεταδώσει ηλεκτρικό ρεύμα είναι γνωστό ως αγωγός. Τα μέταλλα χρησιμοποιούνται συνήθως ως αγωγοί επειδή η διάταξη των ατόμων τους επιτρέπει στα ηλεκτρόνια να περνούν ελεύθερα από άτομο σε άτομο. Όταν ένας θετικά φορτισμένος ακροδέκτης συνδέεται στο ένα άκρο ενός μεταλλικού σύρματος και ένας αρνητικά φορτισμένος ακροδέκτης στο άλλο, δημιουργείται ένα ηλεκτρικό πεδίο από τα φορτία. Τα ηλεκτρόνια μεταναστεύουν προς το θετικό φορτίο, δημιουργώντας ένα ηλεκτρικό ρεύμα.