In fisica, la carica, nota anche come carica elettrica, carica elettrica o carica elettrostatica e simbolizzata da q, è una caratteristica di un'unità di materia che esprime la misura in cui ha più o meno elettroni rispetto ai protoni. Negli atomi, l'elettrone trasporta una carica elementare o unitaria negativa; il protone porta una carica positiva. I due tipi di carica sono uguali e opposti.
In un atomo di materia, una carica elettrica si verifica ogni volta che il numero di protoni nel nucleo differisce dal numero di elettroni che circondano quel nucleo. Se ci sono più elettroni che protoni, l'atomo ha una carica negativa. Se ci sono meno elettroni che protoni, l'atomo ha una carica positiva. La quantità di carica trasportata da un atomo è sempre un multiplo della carica elementare, cioè la carica trasportata da un singolo elettrone o da un singolo protone. Si dice che una particella, un atomo o un oggetto con carica negativa abbia polarità elettrica negativa; una particella, un atomo o un oggetto con carica positiva si dice che abbia polarità elettrica positiva.
In un oggetto composto da molti atomi, la carica netta è uguale alla somma aritmetica, tenendo conto della polarità, delle cariche di tutti gli atomi presi insieme. In un campione enorme, questo può ammontare a una quantità considerevole di cariche elementari. L'unità di carica elettrica nel Sistema Internazionale di Unità è il coulomb (simboleggiato C), dove 1 C è uguale a circa 6.24 x 1018 cariche elementari. Non è insolito che gli oggetti del mondo reale mantengano la carica di molti coulomb.
Un campo elettrico, chiamato anche campo elettrico o campo elettrostatico, circonda qualsiasi oggetto che abbia carica. L'intensità del campo elettrico a una determinata distanza da un oggetto è direttamente proporzionale alla quantità di carica sull'oggetto. Vicino a qualsiasi oggetto avente una carica elettrica fissa, l'intensità del campo elettrico diminuisce in proporzione al quadrato della distanza dall'oggetto (cioè obbedisce alla legge dell'inverso del quadrato).
Quando due oggetti con carica elettrica vengono portati l'uno vicino all'altro, si manifesta una forza elettrostatica tra di loro. (Questa forza non deve essere confusa con la forza elettromotrice, nota anche come tensione.) Se le cariche elettriche hanno la stessa polarità, la forza elettrostatica è repulsiva. Se le cariche elettriche sono di polarità opposta, la forza elettrostatica è attraente. Nello spazio libero (vuoto), se le cariche sui due oggetti vicini nei coulomb sono q1 e q2 e i centri degli oggetti sono separati da una distanza r in metri, viene data la forza netta F tra gli oggetti, in newton con la seguente formula:
F = (q1q2) / (4
oppure2)
where o è la permettività dello spazio libero, una costante fisica e è il rapporto tra la circonferenza di un cerchio e il suo diametro, una costante matematica adimensionale. Una forza netta positiva è repulsiva e una forza netta negativa è attraente. Questa relazione è nota come legge di Coulomb.