Prawo Coulomba

Na początek ważna uwaga.

 Siła oddziaływania wzajemnego ładunków elektrycznych zależy od ośrodka, w którym ładunki te się znajdują. Modyfikacja pola elektrycznego przez ośrodki materialne będzie przedmiotem naszych szczegółowych rozważań. Na początek będziemy zakładać (bez dalszego przypominania), że ośrodkiem tym jest próżnia.

Siła oddziaływania wzajemnego ładunków elektrycznych stanowi treść prawa sformułowanego przez Coulomba. 

Prawo Coulomba 

Siła wzajemnego oddziaływania dwóch nie poruszających się ładunków punktowych jest wprost proporcjonalna do iloczynu wartości tych ładunków oraz odwrotnie proporcjonalna do kwadratu odległości między nimi. 

Zapisujemy to następująco

(8.1.1)

Kierunek wektora siły, której wartość określa prawo Coulmba, zgodny jest z kierunkiem wektora łączącego oba ładunki.

Występujący w tym wzorze współczynnik proporcjonalności wynosi

(8.1.2)

Wielkość nosi nazwę przenikalności elektrycznej próżni. Siły oddziaływania wzajemnego punktowych ładunków elektrycznych nazywamy często siłami kulombowskimi.

: Na rysunku 8.1.1 jest to wektor , zaznaczony kolorem  niebieskim. Kolorem czerwonym zaznaczony jest wersor o kierunku wektora

Rys.8.1.1. Kierunki sił oddziaływania wzajemnego dwóch ładunków: górna cześć rysunku - różnoimiennych, dolna część - jednoimiennych. (W górnej części rysunku jedynie dla przejrzystości wektory sił odsunięte są od prostej łączącej ładunki.)

W przypadku ładunków jednoimiennych siła wzajemnego oddziaływania jest odpychająca, co ilustruje dolna część rysunku 8.1.1. Wektor siły oddziaływania wzajemnego dwóch ładunków dla oznaczeń przyjętych na rysunku 8.1.1 możemy więc zapisać w postaci

(8.1.3)

Zwróćmy uwagę, że w przypadku ładunków różnoimiennych (zaznaczonych na rysunku 8.1.1 kolorami: zielonym i czerwonym) iloczyn wartości ładunków ma znak ujemny.

Stwierdzono doświadczalnie, że obecność w pobliżu innych ładunków nie ma wpływu na siłę oddziaływania pomiędzy określonymi dwoma ładunkami. Jeśli więc przestrzeni oprócz danego ładunku znajduje się N innych ładunków , to wypadkowa siła działająca na ten ładunek wyniesie.

,

(8.1.4)

czyli jest sumą wektorową sił pochodzących od wszystkich N ładunków.