Imagen: noción de gradientes. Los gradientes son las flechas azules que indican dónde crece más la función en el campo (blanco = valor bajo, negro = valor alto). crédito: por ver el historial del archivo: Trabajo propio, CC BY-SA 2.5
¡La carga eléctrica es un concepto abstracto que es difícil de imaginar!
Muchas definiciones escolares explican carga eléctrica, por ejemplo:
- La carga eléctrica interactúa a través de campos electromagnéticos.
- La carga eléctrica es una fuerza en un campo eléctrico y en un campo magnético si se mueve.
- La carga eléctrica es una propiedad de la materia relacionada con la pérdida de neutralidad de una sustancia.
- La carga eléctrica constituye una propiedad esencial de las partículas elementales sometidas a la interacción electromagnética.
- La carga eléctrica es algo que hace que el objeto que la tiene experimente una fuerza.
- etc.
Todas estas definiciones de carga eléctrica no nos dicen nada sobre la naturaleza real de esta carga. Esto es normal porque no podemos entender la carga eléctrica sin entender la noción de "campo".
El campo es también una noción abstracta que nuestro cerebro no puede imaginar porque no lo necesitó durante su evolución. Además es un concepto cuántico del que es muy difícil hacerse una imagen real. Aunque no tenemos los sensores sensoriales para imaginarlos, los campos son muy reales.
Dado que los campos son invisibles, la mejor imagen es la de limaduras de hierro dibujando líneas curvas alrededor de un imán. Estas líneas nos muestran que una fuerza de atracción o repulsión es capaz de actuar a distancia en una porción de espacio llamada "campo".
Los campos transportan la energía de todo en el universo, desde los átomos hasta las grandes estructuras galácticas. El magnetismo, la gravitación, la fuerza nuclear, la luz y muchos otros fenómenos físicos son transportados por campos.
Para entender la noción de carga, es inútil entrar en explicaciones extremadamente complejas de bosones y fermiones, electrones y huecos, partículas virtuales y cargas en movimiento.
Las cargas eléctricas son el origen de las fuerzas electrostáticas que se observan entre los objetos.
El valor de una carga elemental “e” (es decir, el más pequeño) corresponde a la carga de un protón o un electrón que tiene un valor de 1,60217653 × 10-19 coulomb. La carga eléctrica es, por tanto, una cantidad escalar transportada por el campo electromagnético. Sin embargo, la materia ordinaria tiende hacia la neutralidad eléctrica.
La carga eléctrica interactúa con el campo electromagnético como la masa con el campo gravitatorio.
Estas dos interacciones (electromagnética y gravitatoria) forman parte de las cuatro fuerzas fundamentales de la naturaleza con las interacciones nucleares fuerte y débil.
En un campo gravitacional, la masa fluye a lo largo de gradientes gravitacionales (pendientes).
En un campo electromagnético, la carga fluye a lo largo de gradientes electromagnéticos (potenciales).
N.B.: Cuando queremos hacer comprender un concepto fundamental o profundo, nos enfrentamos a un problema de interpretación que muchas veces es contrario a nuestra intuición.
Es muy difícil decir con precisión en el lenguaje cotidiano, algo verdadero sabiendo que cualquiera que sea la explicación, ¿estará mal?