En física, la carga, también conocida como carga eléctrica, carga eléctrica o carga electrostática y simbolizada por q, es una característica de una unidad de materia que expresa hasta qué punto tiene más o menos electrones que protones. En los átomos, el electrón tiene una carga unitaria o elemental negativa; el protón tiene 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 en el núcleo difiere del número de electrones que rodean 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 transportada por un átomo es siempre un múltiplo de la carga elemental, es decir, la carga transportada por un solo electrón o un solo protón. Se dice que una partícula, átomo u objeto con carga negativa tiene polaridad eléctrica negativa; se dice que una partícula, átomo u objeto con carga positiva 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 tomados juntos. En una muestra masiva, esto puede representar una cantidad considerable de cargas elementales. La unidad de carga eléctrica en el Sistema Internacional de Unidades es el culombio (simbolizado por C), donde 1 C es igual a aproximadamente 6.24 x 1018 cargas elementales. No es inusual que los objetos del mundo real contengan cargas de muchos culombios.
Un campo eléctrico, también llamado campo eléctrico o campo electrostático, rodea cualquier objeto que tenga carga. La intensidad del campo eléctrico a cualquier distancia dada de un objeto es directamente proporcional a la cantidad de carga en el 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 que tienen carga eléctrica se acercan entre sí, se manifiesta 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 (un vacío), si las cargas en los dos objetos cercanos en culombios son q1 y q2 y los centros de los objetos están separados por una distancia r en metros, se da la fuerza neta F entre los objetos, en newtons por la siguiente fórmula:
F = (q1q2) / (4
o 2)
dónde 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.