Imagem: noção de gradientes. Os gradientes são as setas azuis que indicam onde a função cresce mais no campo (branco = valor baixo, preto = valor alto). crédito: Por ver o histórico do arquivo — Trabalho próprio, CC BY-SA 2.5
A carga elétrica é um conceito abstrato difícil de imaginar!
Muitas definições escolares explicam a carga elétrica, por exemplo:
- A carga elétrica interage através de campos eletromagnéticos.
- Carga elétrica é uma força em um campo elétrico e em um campo magnético se ela se mover.
- Carga elétrica é uma propriedade da matéria relacionada à perda de neutralidade de uma substância.
- A carga elétrica constitui uma propriedade essencial das partículas elementares submetidas à interação eletromagnética.
- Carga elétrica é algo que faz com que o objeto que a possui experimente uma força.
- etc
Todas essas definições de carga elétrica não nos dizem nada sobre a real natureza dessa carga. Isso é normal porque não podemos entender a carga elétrica sem entender a noção de "campo".
O campo também é uma noção abstrata que nosso cérebro não pode imaginar porque não precisou dele durante sua evolução. Além disso, é um conceito quântico do qual é muito difícil fazer uma imagem real dele. Embora não tenhamos os sensores sensoriais para imaginá-los, os campos são muito reais.
Como os campos são invisíveis, a melhor imagem é de limalhas de ferro desenhando linhas curvas ao redor de um ímã. Essas linhas nos mostram que uma força atrativa ou repulsiva é capaz de atuar à distância em uma porção do espaço chamada "campo".
Os campos carregam a energia de tudo no universo, de átomos a grandes estruturas galácticas. Magnetismo, gravitação, força nuclear, luz e muitos outros fenômenos físicos são transportados por campos.
Para entender a noção de carga, é inútil entrar em explicações extremamente complexas de bósons e férmions, elétrons e buracos, partículas virtuais e cargas em movimento.
As cargas elétricas são a origem das forças eletrostáticas observadas entre os objetos.
O valor de uma carga elementar “e” (ou seja, o menor) corresponde à carga de um próton ou de um elétron com um valor de 1,60217653 × 10-19 coulomb. A carga elétrica é, portanto, uma grandeza escalar transportada pelo campo eletromagnético. No entanto, a matéria comum tende à neutralidade elétrica.
A carga elétrica interage com o campo eletromagnético como a massa com o campo gravitacional.
Essas duas interações (eletromagnética e gravitacional) fazem parte das quatro forças fundamentais da natureza com as interações nucleares forte e fraca.
Em um campo gravitacional, a massa flui ao longo de gradientes gravitacionais (inclinações).
Em um campo eletromagnético, a carga flui ao longo de gradientes eletromagnéticos (potenciais).
N.B.: Quando queremos fazer compreender um conceito fundamental ou profundo, somos confrontados com um problema de interpretação que muitas vezes é contrário à nossa intuição.
É muito difícil dizer precisamente na linguagem cotidiana, algo verdadeiro sabendo que qualquer que seja a explicação, ela estará errada?