Fysiikka 6: luku 2.2 Coulombin laki

2.2 Coulombin laki

Coulombin laki: hiukkaset, joiden sähkövaraukset ovat  Q1 ja Q2, kohdistavat toisiinsa voiman, jonka suuruus on suoraan verrannollinen varausten tuloon ja kääntäen verrannollinen hiukkasten välisen etäisyyden neliöön eli

jossa r on hiukkasten välinen etäisyys ja ε₀  on sähkövakio eli tyhjiön permittiivisyys. Usein merkitään k = 1/4π ε₀ jolloin Coulombin laki saa muodon

ja Coulombin lain vakio arvon k = 8,98755*10⁹ Nm²/C². Coulombi lain mukaista sähköistä voimaa kutsutaan Coulombin voimaksi. Voiman suunta päätellään varausten merkeistä. Kun varaukset ovat vastakkaismerkkisiä, voima on vetovoima, ja kun ne ovat samanmerkkisiä, voima on hylkimisvoima.

Coulombin laki pätee pistemäisille varatuille hiukkasille eli pistevarauksille sekä kappaleille, joiden varausjakauma on pallosymmetrinen. Coulombin voima on etävoima.

Varattujen hiukkasten välissä oleva eriste heikentää hiukkasten sähköistä vuorovaikutusta. Eristeen suhteellinen permittiivisyys ε_r  kuvaa, miten eriste vaikuttaa sähköiseen voimaan.

Coulombin laki eristeessä on