Coulombův zákon

Toto video bude primárně o principech elektrické síly a elektrického pole. Pomůžeme si menším srovnáním s gravitačním polem.

Elektrické vs. gravitační pole

O gravitačním poli víme, že vzniká kolem každého hmotného tělesa. Čím větší hmotnost, tím silnější pole. Gravitace je vždy silou přitažlivou. Velikost gravitační síly mezi dvěma tělesy o hmotnosti m₁ a m₂ a vzdálenosti r popisuje Newtonův gravitační zákon 

kde G je gravitační konstanta. Elektrické pole se mu v mnohém podobá. Zdrojem elektrického pole je elektrický náboj generovaný protony nebo elektrony. Jednotkou elektrického náboje je Coulomb [C]. Čím silnější náboj, tím silnější pole. Velikost elektrické síly F_E, které působí mezi dvěma náboji Q₁ a Q₂ o vzdálenosti r je popsána Coulombovým zákonem

kde ε je permitivita prostředí. Volněji řečeno, permitivita popisuje jak moc dané prostředí klade odpor elektrickém poli. Čím větší permitivita prostředí, tím menší síla mezi náboji vznikne. Permitivitu prostředí můžeme určit ze součinu permitivity vakua ε₀ a relativní permitivity ε_R.

Hodnota permitivity vakua ε₀ je 8,854 ·10^-12 C²N^-1m^-2. Tuto hodnotu můžeme s klidem používat i pro vzduch. Relativní permitivita říká, kolikrát má dané prostředí vyšší permitivitu než vakuum.

Přitažlivé a odpudivé síly

Na rozdíl od gravitační síly může být elektrická síla přitažlivá nebo i odpudivá. Náboje souhlasných znamének se odpuzují, náboje různých znamének se přitahují.