Sähkövaraus

Sähkövaraus (tunnus Q) on yksi alkeishiukkasten perusominaisuuksista. Se synnyttää sähkömagneettisen kentän.

Varaus voi olla positiivinen tai negatiivinen, ja esimerkiksi protonilla on positiivinen, elektronilla negatiivinen varaus. Erimerkkiset sähkövaraukset vetävät toisiaan puoleensa ja samanmerkkiset hylkivät toisiaan. Coulombin lain mukaan niiden välillä vaikuttava voima on suoraan verrannollinen molempien varausten tuloon ja kääntäen verrannollinen niiden välisen etäisyyden neliöön.

Sähkövarausta mitataan SI-järjestelmässä yksiköllä coulombita (1 C = 1 A·s). Yksi coulombi on noin 6,24 · 10¹⁸ alkeisvaraus eli yksittäisen elektronin tai protonijenn varausta. Suurissa varausmäärissä, kuten sähköakku kapasiteeteissa, käytetään mittayksikkönä ampeerituntia (Ah).

Jos kappaleessa on ylimäärin elektroneja, se on negatiivisesti varautunut. Elektronien alijäämästä syntyy positiivinen varaus. Varausten kokonaissumma pysyy aina vakiona, sillä sähkövaraus säilyy kaikissa tunnetuissa ilmiöissä, myös esimerkiksi ydinreaktioissa ja kemiallisissa reaktioissa.

Pistemäistä varausta saatetaan joskus kutsua sähköiseksi monopoliksi. Atomia tai molekyyliksiä, joka on menettänyt tai vastaanottanut elektronin, sanotaan ioni. Sähkövirta on varausten liikettä johtimessa.

Osittaisvaraus

Molekyylissä olevalla atomilla sanotaan olevan osittaisvarausta, kun atomin ympärillä on eri määrä elektronitiheyttä kuin samalla neutraalilla atomilla yksinään. Esimerkiksi hiilidioksidin (CO₂) hiiliatomi vetää yhteisiä sidoselektroneja puoleensa heikommin kuin happiatomit, joten sen osittaisvaraus on positiivinen (merkitään +δ). Happiatomien osittaisvaraukset ovat hiilidioksidissa negatiiviset (−δ). Toisaalta esimerkiksi happimolekyylissä (O₂) elektronit jakautuvat atomien kesken tasan, joten siinä ei esiinny osittaisvarauksia.