Vad är ett elektriskt fält?
Ett elektriskt fält kan betraktas som påverkan av ett elektriskt laddat föremål. Allt som har en elektrisk laddning kommer att påverka och påverkas av andra laddade kroppar. Om två laddade föremål placeras tillräckligt nära varandra, kommer var och en att uppleva en mätbar kraft som verkar på den. Fältet är teoretiskt oändligt i omfattning, men dess storlek minskar med avstånd från källan enligt den omvända fyrkantiga lagen. Detta innebär att om avståndet fördubblas, är fältets styrka uppdelat med fyra, och på tre gånger avståndet delas styrkan med nio, och så vidare; Fältet blir därför försumbar på stora avstånd.
Eftersom en elektrisk laddning kan vara positiv eller negativ är det elektriska fältet ett vektorfält, vilket innebär att det har en riktning såväl som en storlek. Två elektriskt laddade föremål kommer att uppleva en avvisande kraft om de har samma typ av laddning och en attraktiv kraft om de har olika typavgift. Kraften som upplevs av ett laddat objekt i ett elektriskt fält kan beräknas som f = ekv, där f är kraften i NewTons, e är det elektriska fältet i volt per meter (v/m) och q är laddningen i coulombs. Denna ekvation kan omarrangeras för att ge styrkan i fältet, E, i volt per meter: E = f/q. Dessa exempel gäller för små, punktliknande föremål; För mer komplexa eller flera laddade organ är beräkningarna mer komplicerade.
Riktningen för ett elektriskt fält definieras som den riktning i vilken den elektriska kraften skulle kännas av ett objekt med en positiv laddning placerad i fältet. Således skulle fältet peka bort från en positiv laddning och mot en negativ laddning, eftersom liksom avgifter som avvisar och till skillnad från avgifter lockar. När det gäller två kroppar med samma typ av laddning skulle var och en uppleva en kraft - beräkningsbar av F = EQ -ekvationen - riktad ensätt från det andra objektet. Omvänt, för två motsatt laddade kroppar, skulle var och en uppleva en kraft riktad mot det andra objektet.
En elektrisk fältlinje kan dras med en pil som pekar bort från en positiv laddning och pekar mot en negativ laddning. Således skulle ett positivt laddat objekt avbildas med fältlinjer som pekar bort från det i alla riktningar och ett negativt laddat objekt med fältlinjer som konvergerar på det. Detta är emellertid bara en konvention och indikerar inte att det finns något fysiskt pekande i en viss riktning.
Begreppet ett elektriskt fält som beskrivits ovan är en del av ”klassisk” fysik. Den klassiska beskrivningen fungerar bra för vardagliga applikationer, men förklarar inte vad som faktiskt händer när laddade föremål lockar eller avvisar varandra. En gren av kvantteori känd som kvantelektrodynamik (QED), försöker göra detta när det gäller utbyte av fotoner, bärarna av den elektromagnetiska kraften.