Carga electrica

La carga electrica es una proprietat fondamentala de la matèria que li permet d'interagir pel biais de camps electromagnetics. S'agís d'una grandor escalara, que jòga per l'interaccion electromagnetica lo mèsme ròle que la massa^[1] per l'interaccion gravitacionala. Pasmens, al contrari a aquesta darrièra, existís dos tipes de cargas electricas, que se destria per lors signes, positiu o negatiu. De cargas de mèsme signe se rebutan, alara qu'aqueste dels signes opausats s'atiran. Dins la matèria ordinària, i a equilibri entre las cargas positivas e negativas, se parla de neutralitat electrica.

L'unitat d'usatge de mesura de la carga es lo coulomb (C), pasmens dins unes contèxtes, per exemple en ingenheriá, l'Ampèr-Segonda (A.s) es sovent utilizat que 1 Coulomb = 1 Ampèr.segonda, per favorizar los calculs l'unitat d'Ampèr-Ora (A.H) pòt èsser utilizada.

La carga electrica se consèrva sempre e constituís una proprietat essenciala de las particula elementària somisas a l'interaccion electromagnetica. La matèria electricament cargada es influenciada per, e produtz, los camps electromagnetics. Dempuèi l'experiéncia de Millikan en 1909 foguèt mostrat que la carga electrica es quantificada: tota carga Q quina que siá es un multiple entièr de la carga elementària, notada e^[2], que correspond a la valor absoluda de la carga de l'electron, amb e ≈ 1,609.10^-19 C. Pasmens, en rason de la pichotessa d'aquesta valor, es sovent possible de considerar la carga coma una quantitat continú quand de quantitats macroscopicas de cargas son consideradas^[3]. En electronica, lo caractèr discrèt de la carga electrica se manifèsta pasmens per un tipe de bruch particular.

La carga electrica es una nocion abstracha, comparabla aquesta de la massa, que permet d'explicar unes comportaments. Al contrari de la massa, la carga electrica pòt prene doas formas, que l'experiéncia mèna a considerar coma « opausadas »; se las qualifica arbitràriament de positiva e negativa. Doas cargas de mèsme natura, doas cargas positivas per exemple, se rebutan, alara que doas cargas de natura opausadas s'atiran. Se nomena aqueste fenomèn interaccion electromagnetica. L'interaccion entre las cargas e un camp electromagnetic es la font d'una de las quatre fòrça fondamentalas. Aqueste camps electromagnetics, en mecanica classica, obesissent a las equacions de Maxwell.

La carga electrica pòt èsser dirèctament mesurada amb un electromètre. Son unitat es lo coulomb. Las particulas observadas possedisson de cargas que son des multiples entièrs de la carga elementària qu'es una constanta fisica fondamentala (levat per las particulas nomenadas quark que an una carga electrica correspondent a un entièr multiplicat per e/3). Los quarks an de cargas fractionàrias de -1/3 o +2/3, mas de quarks liures an jamai estat observats. La rason teorica avançada per explicar aquesta observacion es la libertat asimptotica. La natura discrèta de la carga electrica foguèt demontrada per Robert Millikan dins l'experiéncia que pòrte son nom.

La carga electrica es descobèrta pels ancians Grècs que constatan que lo frejamant de la forradura sus diferentas substéncias, coma l'ambre, produch un desequilibre de carga electrica (fenomèn triboelectric). Los Grècs nòtan que de botons d'ambre cargats podavan atirar d'objèctes leugièrs coma de pèls. Remarcan tanben que se frejan l'ambre pro de temps, quitament sortís una beluga. Lo mòt electricitat ven de ηλεκτρον, lo mòt grèc per ambre.

Al sègle XVIII, l'estudi de l'electricitat ven populara. Se realiza d'experiéncias d'electrostatica pensent que, mejans de dispositius jogant lo ròtle de condensators coma la botelha de Leyde, s'atenh de tensions pro nautas per provocar de comocions. Per una seriá d'experiéncias (1733), l'intendent del Fay destria doas menas d'electricitat: l'electricitat vitrosa (+) e l'electricitat resinosa (-) correspondent als dos tipes de comportament de la matèria pendnet una electrizacion per frejament.

A la mèsma epòca, Benjamin Franklin imagina l'electricitat coma essent un tipe de fluid invisible present dins tota la matèria. Prepausa coma principi que lo frejament de superfícias isolantas palça aqueste fluid en movement e qu'un escorrement d'aqueste fluid constituís un corrent electric. Pausa tanben coma principi que la matèria contenent tròp pauc d'aqueste fluid es cargada negativament, cargada positivament senon. Arbitrariament, que que siá per una rason que nos es desconeguda, identifica lo tèrme positiu amb lo tipe de carga aquerida per una tija de veire frejada sus de seda, e negatiu amb aqueste aquerit per una tija en ambre frejada amb de forradura.

Sabèm ara que lo modèl de Franklin èra tròp simple. La matèria se compausa en realitat de dos genres d'electricitat: las particulas nomenadas protons que pòrtan una carga electrica positiva e las particulas nomenadas electrons que pòrtan una carga electrica negativa.

Lo corrent electric pòt aver diferentas causas: un escorriment de particulas negativas o un escorriment de particulas positivas, o un escorriment de particulas negativas e positivas dins de sens opausats.

Per reduire aquesta complexitat, los electricians utilizan sempre la convencion de Franklin e imaginan lo corrent electric, conegut jol nom de corrent convencional, coma constituit d'un escorriment de particulas exclusivament positivas.

Lo corrent convencional simplifica los concèptes e los calculs, mas amaga lo fach que dins unees conductors (electrolit, semiconducteurs, e plasma) los dos tipes de cargas electricas se desplaçan dins de direccions opausadas, o que dins los metals, las cargas negativas son gaireben exclusivament responsablas de la circulacion del corrent. Aquestes darrièrs paramètres son l'afar dels scientifics de recerca sul subjècte e dels engenhaires de concepcion en electrotecnica e electronica.

Levat las proprietats descrichas al subjècte de l'electromagnetisme, la carga es un invariant de la teoria de la relativitat: quina que siá la particula de carga q, quina que siá sa velocitat, gardarà sempre sa carga q.

1. ↑ En tota rigor, que la massa greva, per oposicion a la massa dicha inèrta, qu'interven dins la relacion fondamentala de la dinamica.
2. ↑ Los quarks an de segur una carga qu'es una fraccion de la carga elementària, o 2e/3 o e/3, mas aquestes foguèron jamai observats a l'estat liure e se combinan sempre per pars (quark - antiquark, mesons) o per triplets (barions, per exemple lo proton o lo neutron): s'agís del fenomèn d'adronizacion dels quarks.
3. ↑ Par exemple la densité d'électrons libres dans un métal comme le cuivre est de l'ordre de 10²⁹ m^-3.

• Carga elementària