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電荷(でんか)は、物質や原子・電子などが帯びている電気やその量であり、電磁相互作用の大きさを決めるものである。単位はクーロン(単位記号C)で、シャルル・ド・クーロンに由来する。量は一般に記号Qで表され、スカラー量の一つである。

電荷には正と負の二つの状態が存在し、それぞれ正電荷、負電荷という。原子を構成するものでは陽子が正電荷を持ち、電子が負電荷を持ち、中性子は電荷を持たない。電子の持つ電荷量の絶対値を電気素量といい、それを記号eで表わすと陽子は+e 、電子は-e 、中性子は0の電荷をそれぞれ持っている。イオンを表わすMg²⁺やOH^-などはそれぞれ+2eや-eだけ帯電していることを示す。素粒子であるクォークは(-1/3)eまたは(+2/3)eの電荷を持っている。なお反粒子はその対になる粒子と正負が逆で絶対値が等しい電荷を持つ。たとえば電子の反粒子である陽電子は+eの電荷を持ち、陽子の反粒子である反陽子は-eの電荷を持つ。

通常、物質や空間の正電荷と負電荷の量は等しく、中性を保たれる。これは原子レベルでは陽子の個数と電子の個数が等しいことを意味する。何かの原因によって正負の電荷のバランスが崩れた時、その物質や空間は帯電しているという。帯電した物体は電場を作り出したりそれに影響を与える。

クーロンの法則によると、電荷を持った物体は電荷の符号が同じものどうしは反発し、異符号のものは互いに引きつけあう。その力はそれぞれの電荷の積に比例し距離の2乗に反比例する。

ある断面を単位時間に通過する電荷量が電流の大きさであり,電荷量 Q [外部リンク]C は電流 I [外部リンク]A と経過時間 t [外部リンク]s の積に等しくQ = It である。すなわち電流の次元は [外部リンク]C/s となり、C/s=A(アンペア)である。国際単位系(SI)ではアンペア [外部リンク]A を基本単位としており,クーロン [外部リンク]C は組立単位である。

◆関連項目

・電荷密度

・電気素量

・電場(電界)

・磁荷

・電荷保存則

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・電荷 page1