Між двома наелектризованими тілами виникають сили механічної взаємодії, під впливом яких різнойменні заряди (позитивний і негативний) притягуються, а однойменні (обидва позитивні або обидва негативні) - відштовхуються. Сили взаємодії між зарядами називають електростатичними.

Дослідним шляхом французький фізик Шарль Оґюстен Кулон встановив, що сила взаємодії F пропорційна величині взаємодійних зарядів і q₂ і обернено пропорційна квадрату відстані г між ними (рис. 1.4).

Напрямок дії цієї сили збігається з напрямком прямої, що проходить через обидва заряди.

Пізніші дослідження показали, що сила взаємодії між зарядами залежить також від електричних властивостей середовища, у якому перебувають заряди. Якщо розміри заряджених тіл дуже малі порівняно з відстанню г між ними, то мова йде про точкові заряди q₁ і q₂. Формула Кулона в цьому випадку матиме такий вигляд:

де F- сила взаємодії між електричними зарядами, Н (ньютон);

К - коефіцієнт, що залежить від прийнятої системи одиниць вимірювання; у СІ множник К = 1/4π;

q- величина заряду, Кл (1 Кл = 6,3 зарядів електрона);

є_а - абсолютна діелектрична проникність середовища, тобто величина, що характеризує середовище між зарядами.

Для вакууму абсолютна діелектрична проникність має мінімальне значення, її позначають є₀.

Зазвичай абсолютну діелектричну проникність середовища є_а порівнюють з абсолютною проникністю вакууму є₀. Відношення є_а до є₀ позначають буквою є і називають відносною діелектричною проникністю:

Відносна діелектрична проникність є - це безрозмірна величина; є_а - відносна діелектрична проникність середовища, яка показує, у скільки разів сила взаємодії у певному середовищі менша, ніж у вакуумі (величина безрозмірна); ε₀ а 8,86 ■ 10^-12 Ф/м - електрична стала.

У системі СІ формула Кулона має такий вигляд:

Наведемо значення відносної діелектричної проникності для деяких матеріалів, які застосовують в електротехніці: бензин - 2,3; повітря - 1,0006; гас -2; парафін - 2...2,4; гума - 2,6...3,5; вода дистильована - 81.

Приклад 1.1. Визначити силу взаємодії між двома зарядами, що перебувають у вакуумі на відстані один від одного 5 см. Величина зарядів дорівнює 2 ■ ΙΟ-⁸ Кл і 3 ■ 10-⁵ Кл.

Розв'язання.

Ті самі заряди, розташовані на тій самій відстані у гасі, взаємодіятимуть із силою

Тобто сила F зменшилася у два рази.

Електрично заряджене тіло нерозривно пов'язане з довколишнім електричним полем, через яке і здійснюється взаємодія електрично заряджених тіл. Електричне поле є силовим і векторним. Для виявлення і вивчення електричного поля використовують пробні нерухомі точкові заряджені тіла із дуже малим позитивним зарядом q. Лінійні розміри точкових заряджених тіл дуже малі порівняно з відстанню до точок, у яких розглядають їхнє електричне поле. Через малі лінійні розміри і значення заряду пробного тіла досліджуване електричне поле можна вважати майже неспотвореним.

Введемо силову характеристику поля - напруженість (Е):

Напруженість електричного поля в певній точці визначається силою, яка діє на поміщене в цю точку пробне тіло, що має одиничний позитивний заряд.

Одиниця напруженості — [£] = Н/Кл (ньютон на кулон).

Дія поля відокремленого точкового зарядженого тіла на основі закону Кулона:

(1.1)

Це матеріал з підручника "Електротехніка та основи електроніки" Гуржій 2020