Vad är ett elektrostatisk fält?

Ett elektrostatisk fält är ett osynligt fält som omger elektriskt laddade partiklar. Detta fält kan bildas runt två objekt i samma närhet med olika elektriska laddningar eller till ett enda objekt som är elektriskt laddat i förhållande till dess omgivande miljö. När det elektrostatiska fältet har formats kan det utöva en kraft på andra elektriskt laddade föremål i närheten.

Det elektrostatiska fältet är ett vektorfält som definieras som den kraft per enhetsladdning som en stationär punktladdning skulle stöta på vid en viss punkt i fältet. Det elektrostatiska fältet symboliseras i matematiska ekvationer som en stor bokstav "E". Dessutom mäts det elektrostatiska fältet med hjälp av SI-enheten (International System of Units) av newton per coulomb.

Riktningen för ett elektrostatiskt fält motsvarar riktningen för den kraft som utövar på en positiv punktladdning. En stationär positiv laddning kommer att ha ett elektrostatiskt fält som pekar radiellt utåt från laddningen. Å andra sidan kommer en negativ laddning att ha ett elektrostatiskt fält som pekar radiellt in mot laddningen.

Om två motsatt laddade objekt är i samma närhet kommer linjerna att börja på positiva laddningar och slutar på negativa laddningar. Riktningen för linjerna vid vilken punkt som helst mellan de två föremålen anger riktningen i vilken kraften kommer att verka. Om en laddning är positiv kommer den att uppleva en kraft i samma riktning som fältet. Å andra sidan kommer en negativ laddning inom ett elektrostatisk fält att uppleva en kraft i motsatt riktning mot fältet.

Begreppet ett elektrostatisk fält involverar många egenskaper som liknar tyngdkraften. En punktladdning inom ett enhetligt elektriskt fält fungerar på liknande sätt som ett objekt på vilket tyngdkraften verkar. Således gäller att använda projektilrörelse och kinematiska ekvationer också en punktladdning inom ett enhetligt elektrostatiskt fält.

Gauss's Law är en metod för att beräkna elektrostatiska fält. I huvudsak, om du har en solid ledande sfär med en nettoladdning av Q, kan du bedöma att överskottsladdningen ligger på utsidan av sfären. Således hävdar Gauss lag att det elektrostatiska fältet inuti sfären är noll och att det elektrostatiska fältet utanför sfären är detsamma som en punktladdning med en nettoladdning av Q. Detta antagande gör beräkning av vektorkomponenter i ett elektrostatisk fält mycket enklare.