En physique, la charge, également appelée charge électrique, charge électrique ou charge électrostatique et symbolisée par q, est une caractéristique d’une unité de matière qui exprime dans quelle mesure elle possède plus ou moins d’électrons que de protons. Dans les atomes, l’électron porte une charge élémentaire ou unitaire négative ; le proton porte une charge positive. Les deux types de charge sont égaux et opposés.

Dans un atome de matière, une charge électrique apparaît chaque fois que le nombre de protons dans le noyau diffère du nombre d’électrons entourant ce noyau. S’il y a plus d’électrons que de protons, l’atome a une charge négative. S’il y a moins d’électrons que de protons, l’atome a une charge positive. La quantité de charge portée par un atome est toujours un multiple de la charge élémentaire, c’est-à-dire la charge portée par un seul électron ou un seul proton. On dit d’une particule, d’un atome ou d’un objet ayant une charge négative qu’il a une polarité électrique négative ; on dit d’une particule, d’un atome ou d’un objet ayant une charge positive qu’il a une polarité électrique positive.

Dans un objet composé de nombreux atomes, la charge nette est égale à la somme arithmétique, en tenant compte de la polarité, des charges de tous les atomes pris ensemble. Dans un échantillon massif, cela peut représenter une quantité considérable de charges élémentaires. L’unité de charge électrique dans le Système international d’unités est le coulomb (symbolisé par C), où 1 C est égal à environ 6,24 x 1018 charges élémentaires. Il n’est pas rare que des objets du monde réel détiennent des charges de plusieurs coulombs.

Un champ électrique, également appelé champ électrique ou champ électrostatique, entoure tout objet qui a une charge. L’intensité du champ électrique à une distance donnée d’un objet est directement proportionnelle à la quantité de charge de cet objet. A proximité de tout objet ayant une charge électrique fixe, l’intensité du champ électrique diminue proportionnellement au carré de la distance de l’objet (c’est-à-dire qu’il obéit à la loi du carré inverse).

Lorsque deux objets ayant une charge électrique sont amenés à proximité l’un de l’autre, une force électrostatique se manifeste entre eux. (Cette force ne doit pas être confondue avec la force électromotrice, également connue sous le nom de tension). Si les charges électriques sont de même polarité, la force électrostatique est répulsive. Si les charges électriques sont de polarité opposée, la force électrostatique est attractive. Dans l’espace libre (le vide), si les charges des deux objets proches, en coulombs, sont q1 et q2 et que les centres des objets sont séparés par une distance r en mètres, la force nette F entre les objets, en newtons, est donnée par la formule suivante :

F = (q1q2) / (4 ou2)

où o est la permittivité de l’espace libre, une constante physique, et est le rapport entre la circonférence d’un cercle et son diamètre, une constante mathématique sans dimension. Une force nette positive est répulsive, et une force nette négative est attractive. Cette relation est connue sous le nom de loi de Coulomb.