Elektrik yükü
Genel bakış

Yük, bir maddenin diğer maddeyle elektrostatik itme ya da çekme meydana gelmesi durumunda ortaya çıkan temel özelliktir. Elektriksel yük, birçok atomaltı parçacığının karakteristik bir özelliğidir. Serbest parçacıkların yükleri, temel yüklerin (e) tam katlarıdır ve daha önce de söylendiği gibi, elektriksel yük nicelendirimiştir. Michael Faraday, yaptığı elektroliz deneyleriyle elektriksel yükün kesin olduğunu gösteren ilk kişidir. Robert Millikan’ın yağ damlası deneyi bu gerçeği direkt olarak göstermiş ve temel yükü ölçmüştür.
Sonuçlara göre, elektronun yükü -1, protonun ise +1 dir. Aynı yüke sahip parçacıklar birbirini iterken, zıt yüke sahipler birbirini çeker. Coulomb’un kuralı iki parçacık arasında elektrostatik kuvvetin, parçaların sahip olduğu kuvvet ve aralarındaki uzaklığın karesiyle ters orantılı olduğunu göstermiştir.
Karşıt parçacığın yükü, benzer parçacığınkine eşit, ama karşı işarettedir. Kuarklar −1⁄3 ya da +2⁄3 gibi kısmi bir yüke sahipken, serbest kuarkların yükü şimdiye dek gözlemlenememiştir (bu teorik gerçeğin sebebi asimptotik serbestliktir.)
Makroskobik bir nesnenin yükü, nesneyi meydana getiren parçacıkların elektriksel yükünün toplamıdır. Bu yük genellikle azdır, çünkü madde atomlardan meydana gelir ve atomlar genelde eşit miktarda proton ve elektronlara sahiptir, bu durumda da yükleri sıfırlanır ve atomu nötr hale gelir.
İyon; bir ya da birkaç elektron kaybedip, tek bir pozitif yük (katyon) almış veya bir ya da birkaç elektron kazanıp, tek bir negatif yük (anyon) almış bir atomdur (atom grubudur). Bir atomlu iyonlar tek atomlardan oluşurken, çok atomlu iyonlar bir ya da birkaç atomun birbirine bağlanması ile oluşur. Her iki durumda da, iyonun pozitif veya negatif bir yük kazancı söz konusudur.
Pozitif elektrik yüküyle tetiklenen bir elektrik alanı (soldaki) ve negatif elektrik yüküyle tetiklenen bir alan (sağdaki)
Makroskobik nesnelerin oluşum sürecinde, genellikle atom bileşenleri ve iyonlar öyle bir biçimde birleşir ki, elektrik olarak nötr atomlara bağımlı, nötr iyonik bileşimler oluştururlar. Bu yüzden makroskobik nesneler genel olarak nötr olmaya meyillidirler ancak nadiren tam olarak nötr olabilirler.
Makroskobik nesnelerin materyaller tarafından dağıtılan, sıkı sıkıya yerine bağlı, nesneye tam negatif ya da pozitif yük veren iyonlar içerdiği zamanlar vardır. Bunun yanı sıra, makroskobik nesneler iletken elementlerden oluşur, hemen hemen elektronları kolaylıkla (elemente bağlı olarak) alıp verebilirler ve belirsiz bir şekilde tam negatif ya da pozitif yük oluştururlar. Tam elektrik yüklü bir nesne sıfırdan farklı ve hareketsizse, bu olay statik elektrik olarak bilinir. Bu durum, amber ve kürk ya da cam ve ipek gibi iki farklı nesneyi birbirine sürterek kolaylıkla oluşturulabilir. Böylelikle, iletken olmayan nesneler negatif ya da pozitif olarak önemli ölçüde yüklenebilirler. Bir nesneden alınan yük, aynı boyutta karşıt bir yükü arkasında bırakarak diğer nesneye taşınır. Yük korunumu kanunu daima uygulanabilir, bir nesneye, negatif bir yük, aynı boyutta pozitif bir yük alarak verilir. Bu, tam tersi durumlar için de geçerlidir.
Bir nesnenin net yükü sıfır olsa da, yük düzensiz bir nesneden de dağıtılabilir. (örneğin dış elektromanyetik alan veya polar bağlı moleküller). Bu gibi durumlarda, nesne polarize edilmiştir. Kutuplaşma yüzünden oluşan yük bağlı yük olarak bilinir; nesnenin dışarısından kazanılan ya da kaybedilen elektronlar tarafından oluşturulan yük ise serbest yük olarak adlandırılır. İletken metallerdeki elektronların belirli bir yöne doğru hareketi elektrik akımı olarak bilinir.