Что такое электрический заряд?

Многие из школьных описаний объясняют, например, электрический заряд:

- Электрические заряды взаимодействуют через электромагнитные поля.
- Электрический заряд является силой в электрическом поле и в магнитном поле, если он движется.
- Электрический заряд - это свойство материи, связанное с потерей нейтральности вещества.
- Электрический заряд является неотъемлемым свойством элементарных частиц, подверженных электромагнитному взаимодействию.
- Электрический заряд - это то, что заставляет объект, обладающий им, испытывать силу.
- и т.д.

Все эти определения электрического заряда ничего не говорят нам о реальной природе этого заряда. Это нормально, потому что мы не можем понять электрический заряд без понимания понятия "поле".

Поле также является абстрактным понятием, которое наш мозг не может представить, потому что в процессе эволюции оно ему не понадобилось. Кроме того, это квантовая концепция, которую очень трудно представить в реальном виде. Хотя у нас нет сенсорных датчиков, чтобы их представить, поля реальны.

Поскольку поля невидимы, лучше всего представить, что железные опилки рисуют кривые линии вокруг магнита. Эти линии показывают нам, что притягивающая или отталкивающая сила способна действовать на расстоянии в части пространства, называемой "полем".
Поля переносят энергию всего во Вселенной, от атомов до крупных галактических структур. Магнетизм, гравитация, ядерные силы, свет и многие другие физические явления переносятся полями.

Чтобы понять концепцию заряда, нет необходимости вдаваться в чрезвычайно сложные объяснения бозонов и фермионов, электронов и дырок, виртуальных частиц и смещения заряда.

Электрические заряды являются источником электростатических сил, наблюдаемых между объектами.

Значение элементарного заряда "e" (т.е. наименьшего) соответствует заряду протона или электрона, имеющему значение 1,60217653 × 10^-19 кулон. Поэтому электрический заряд является скалярной величиной, переносимой электромагнитным полем. Однако обычная материя стремится к электрической нейтральности.

Электрический заряд взаимодействует с электромагнитным полем так же, как масса взаимодействует с гравитационным полем.
Эти два взаимодействия (электромагнитное и гравитационное) входят в состав четырех фундаментальных сил природы вместе с сильным и слабым ядерными взаимодействиями.

В гравитационном поле масса течет вдоль гравитационных градиентов (склонов).
В электромагнитном поле заряд течет вдоль электромагнитных градиентов (потенциалов).