What does it mean to be / have a negative charge?

a decisão de chamar um tipo de carga positiva e um tipo de carga negativa é inteiramente arbitrária.

todas as cargas eléctricas são positivas ou negativas.

é conveniente expressar carga em termos de Números Racionais (a menor carga teoricamente possível no modelo padrão é +1/3 ou -1/3 em unidades de carga de elétrons), mas não há uma razão fundamental para que tenhamos que usar essa terminologia. Poderíamos chamar cargas como as do próton “cargas ocidentais “e cargas como as do elétron” cargas Orientais”, por exemplo, sem qualquer mudança de significado.

em outras palavras, no contexto de cargas elétricas, positivas e negativas são “direções” no espaço de carga. As cargas negativas são o inverso das cargas positivas, mas não são “menores que” cargas positivas. Uma carga elétrica de zero apenas significa que algo é eletromagneticamente “neutro”, ou seja, equidistante entre positivo e negativo.

mas a carga elétrica não é como, por exemplo, a massa, para a qual uma massa negativa é uma não-física. Tanto quanto sabemos, não existe massa negativa, que é algo que nunca observamos e que só é definido matematicamente. Mas, o universo físico real está cheio de partículas positivas e carregadas negativamente, em quase precisamente as mesmas quantidades.

cento e oitenta anos atrás, quando o eletromagnetismo começava a tornar-se uma ciência, alguém simplesmente adotou uma convenção de sinais que implica que a carga de um elétron é igual a -1 no elétron unidades de cobrança, e a carga de um próton é de +1 em elétron de carga de unidades. Se os físicos na selva Amazônica tinha desenvolvido eletromagnetismo independentemente de físicos na Europa, e a Amazônia, os físicos decidiu que a carga de um elétron seria +1 e a carga de um próton seria -1, seus cálculos iria produzir precisamente a mesma previsões sobre as forças eletromagnéticas entre objetos como o Europeu físicos faria. A direção do sinal é uma regra totalmente arbitrária do caminho.

especificamente:

em 1839, Michael Faraday mostrou que a divisão aparente entre eletricidade estática, eletricidade corrente e bioeletricidade era incorreta, e todas eram uma consequência do comportamento de um único tipo de eletricidade aparecendo em polaridades opostas. É arbitrário que a polaridade é chamada positiva e que é chamada negativa. Carga positiva pode ser definida como a carga deixada em uma vara de vidro após ser esfregada com seda.

Nós não sabia o motivo de carga positiva, as coisas tinham cargas positivas e carregada negativamente, as coisas tinham cargas negativas até muito mais tarde. O elétron foi descoberto em 1874 por George Johnstone Stoney, e o modelo elétron-próton do átomo foi proposto em 1911 por Antonius van den Broek e provado experimentalmente em 1913 por Henry Moseley. Mas, em 1913, a Convenção de sinais de carga elétrica já tinha 74 anos.De acordo com a Lei de Coulomb, uma carga positiva e uma carga positiva repelem-se mutuamente, uma carga negativa e uma carga negativa repelem-se mutuamente, e uma carga positiva e uma carga negativa atraem-se mutuamente.

(a força dessa atração ou repulsão é inversamente proporcional ao quadrado da distância entre eles. Assim, se a intensidade da força eletromagnética entre dois encargos idênticos a uma distância de 1 unidades é de 16, a intensidade da força eletromagnética entre eles a uma distância de 2 unidades é de 4, e a intensidade da força eletromagnética entre eles a uma distância de 3 unidades é de 16/9 (i.e. cerca de 1.78), para todas as unidades que você escolher.)

quando dizemos que algo tem uma carga elétrica positiva, simplesmente queremos dizer que ele tem o mesmo tipo de carga que um próton. E, quando dizemos que algo tem uma carga elétrica negativa, simplesmente queremos dizer que tem o mesmo tipo de carga que um elétron.