Закон Кулона

Этот закон справедлив для точечных зарядов. Точечным зарядом называется заряженное тело, размерами которого можно пренебречь по сравнению с расстояниями от него до других заряженных тел.

Закон взаимодействия электрических зарядов был установлен в 1785 г. Шарлем Кулоном (1736-1806). Кулон измерял силу взаимодействия двух небольших заряженных шариков в зависимости от величины зарядов и расстояния между ними с помощью специально сконструированных им крутильных весов, рис.1.3. В результате опытов Кулон установил, что сила F взаимодействия двух точечных зарядов q₁ и q₂ прямо пропорциональна величине каждого из зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния r между ними, при этом направление действия силы совпадает с прямой, проходящей через оба заряда:

, (1.1)

где в СИ коэффициент Ф/м (фарада на метр) — электрическая постоянная. В итоге имеем k = 9×10⁹ м/Ф. Одноименно заряженные тела отталкиваются, разноименно заряженные – притягиваются. Закон Кулона можно выразить и в векторной форме:

, (1.2)

где- сила, действующая на заряд, к которому направлен вектор , проведенный от одного заряда к другому, рис. 1.4. В данном случае ₁ — сила, действующая на заряд q₁ со стороны заряда q₂; ₂ — сила, действующая на заряд q₂ со стороны заряда q₁.

Экспериментально установлено, что взаимодействие двух зарядов не изменится, если вблизи них поместить другие заряды. Пусть, кроме заряда q, имеются еще заряды q₁, q₂, …, q_n, тогда результирующая сила, с которой они действуют на заряд q, будет равна

(1.3)

где ;- радиус-вектор, исходящий от заряда q_i, и направленный к заряду q.