정전기력

요약 거리 r만큼 떨어져 있는 두 대전입자(혹은 점전하라고도 함) 사이에 작용하는 인력이나 척력을 말한다. 거리 제곱에 반비례하고 두 대전입자 전하량 곱에 비례한다.

위 정의를 간단하게 식으로 나타내면 다음과 같다.



여기서 q와 Q는 대전입자의 전하량, r은 두 대전입자 사이의 거리, ε₀는 유전상수이다. 만약 우변의 식에 (-)가 붙으면 두 대전입자가 서로 끌어당기는 인력을 의미한다. 위 식은 뉴턴의 만유인력의 법칙과 같은 형태로 단지 비례상수만 다를 뿐이다.

1785년에 실험을 통해서 처음으로 위 식을 유도해 낸 쿨롱(Charles Augustus Coulomb)의 이름을 따서 쿨롱의 법칙이라고도 부른다. 쿨롱이 처음 고안한 쿨롱의 실험 장치에서는, 두 개의 구 사이의 전기력은 비단실의 비틀림각을 측정함으로써 구할 수 있다.




중력과 마찬가지로 정전기력 사이에도 중첩의 원리를 적용할 수 있다. 즉, 각각의 대전입자 사이에 미치는 정전기력은 벡터합으로 나타낼 수 있다. 예를 들어, 4개의 전하를 놓고 q₁에 미치는 알짜 정전기력은 다음과 같다.





쿨롱의 법칙에 대해 다음 두 가지를 전제한다.

첫째, 대전입자(전하)들은 정지되어 있다고 가정한다. 왜냐하면 일정한 속도로 움직이는 전하는 자기력을 만들어내기 때문이다.

둘째, 대전입자(전하)들은 점전하라고 가정한다.