Sa materyal tungkol sa batas ni Coulomb, pinag-aralan ang puwersa sa pagitan ng mga karga ng kuryente. Sa pagsusuri ng mga electric field, tinalakay ang isa pang anyo ng batas ni Coulomb, na ipinahayag sa pamamagitan ng equation na F = q E, kung saan ang F ay ang puwersa ng kuryente, ang q ay ang karga ng kuryente, at ang E ay ang electric field. Masasabing ang batas ni Coulomb ay isang batas ng pisika na nagpapaliwanag sa ugnayan sa pagitan ng karga ng kuryente (q) at electric field (E).
Ang batas ni Gauss ay isa pang batas ng pisika na nagpapaliwanag sa ugnayan sa pagitan ng karga ng kuryente at larangan ng kuryente. Ang batas ni Gauss ay binuo ni Carl Friedrich Gauss (1777–1855), isang Aleman na teoretikal na pisiko at matematiko. Ang larangan ng kuryente na nalilikha ng isa o higit pang mga karga ng kuryente ay madaling kalkulahin gamit ang batas ni Coulomb, ngunit ang pagkalkula ay nagiging mas kumplikado kung ang larangan ng kuryente na nalilikha ng isang distribusyon ng mga karga ng kuryente ay tinutukoy. Ang batas ni Gauss ay nagbibigay ng isang mas madaling paraan upang matukoy ang larangan ng kuryente na nalilikha ng isang distribusyon ng mga karga ng kuryente. Bukod pa rito, kung alam ang larangan ng kuryente, ang batas ni Gauss ay maaaring gamitin upang matukoy ang distribusyon ng mga karga ng kuryente na lumilikha ng larangan ng kuryente. Ang sumusunod ay tinatalakay ang konsepto at pormula para sa batas ni Gauss.
Isaalang-alang ang isang positibong karga ng kuryente sa gitna ng bola gaya ng ipinapakita sa larawan sa gilid. Kung ang radius ng bola ay R, ang lakas ng electric field na nalilikha ng karga sa ibabaw ng bola ay E = k Q / R2 at ang lawak ng ibabaw ng globo ay A = 4 π R2Upang mailarawan ang electric field, iginuguhit ang mga linya ng electric field, ngunit ang pigura ay nagpapakita lamang ng apat. Dahil positibo ang electric charge, ang mga linya ng electric field ay iginuguhit na nagmumula sa gitna ng sphere kung saan matatagpuan ang electric charge, at ang bawat linya ng electric field ay patayo sa ibabaw ng sphere na dinadaanan nito. Kung mas malayo sa electric charge, mas lumiliit ang electric field, kaya tumataas din ang distansya sa pagitan ng mga linya ng electric field.
Ang electric flux na tumatagos sa ibabaw ng sphere ay kinakalkula gamit ang sumusunod na pormula:
Paglalarawan: Φ = electric flux, Q = electric charge, k = 9 x 10⁻¹ N m⁻¹ / C⁻¹ , ε⁻¹ ( permittivity of free space) = 8,85 x 10⁻¹ -12 C⁻¹ /N m⁻¹ , π = 3,14. Batay sa equation na ito, napagpasyahan na ang electric flux ( Φ ) na dumadaan sa isang spherical surface ay proporsyonal sa dami ng electric charge (Q) dito at hindi nakadepende sa radius ng sphere (R).
Ang pigura sa kanan ay nagpapakita ng apat na saradong ibabaw na naglalaman ng kargang elektrikal na Q. Ang unang ibabaw ay spherical habang ang iba pang mga ibabaw ay may mga irregular na hugis. Ang kargang elektrikal ay positibo kaya ang mga linya ng electric field na kinakatawan ng apat na palaso ay iginuhit na nagmumula sa kargang iyon. Ang apat na linya ng electric field ay dumadaan sa spherical na ibabaw at sa kabilang ibabaw na may irregular na hugis. Sa pagsusuri tungkol sa daloy ng kuryente nakasaad na Ang electric flux ay ang mga linya ng electric field na tumatagos sa isang partikular na lawak ng ibabaw.Ang mga linya ng electric field na tumatagos sa lahat ng apat na ibabaw ay pareho kaya ang electric flux sa lahat ng apat na ibabaw ay may parehong halaga. Ang electric flux na tumatagos sa isang spherical na ibabaw ay katumbas ng Φ = Q/εo , kaya ang electric flux na tumatagos sa ibang mga ibabaw na may irregular na hugis ay mayroon ding parehong halaga, katulad ng Φ = Q/εoBatay sa paliwanag na ito, mahihinuha na ang electric flux na tumatagos sa isang saradong ibabaw na naglalaman ng kargadong elektrikal ay hindi nakadepende sa hugis ng ibabaw at ang magnitude nito ay Φ = 4 π k Q = Q/εo.
Ang pigura sa kanan ay nagpapakita ng dalawang karga ng kuryente sa loob ng isang saradong ibabaw. Ang karga Q1 at Q2 positibo kaya kung ito ay ilalarawan, ang bawat karga ay may linya ng electric field na tumatagos palabas mula sa loob ng ibabaw. Ang kabuuang electric flux ay ang kabuuang bilang ng mga linya ng electric field na tumatagos palabas mula sa isang saradong ibabaw. Dahil ang mga linya ng electric field ng karga na Q1 katumbas ng isang electric flux na Φ = Q1/εo at ang mga linya ng karga ng electric field na Q2 katumbas ng isang electric flux na Φ = Q2/εo kung gayon ang kabuuang bilang ng mga linya ng electric field ay katumbas ng Q1/εo + T2/εo = 1/εo (Q1 + T2).
Batay sa paliwanag na ito, maaaring mahinuha na ang kabuuang electric flux ay 1/ε o beses sa kabuuang electric charge sa saradong ibabaw. Ang pahayag na ito ay ang batas ni Gauss. Sa matematika:
Φ total = 1/ε o (Q total ) ———- Ang equation ng batas ni Gauss
Ang Q total ay ang kabuuang dami ng karga ng kuryente sa loob ng isang saradong ibabaw. Kung mayroong karga ng kuryente sa labas ng saradong ibabaw, ang karga ay hindi isinasaalang-alang dahil ang electric flux na nalilikha nito ay zero. Ang electric flux ay zero dahil ang mga linya ng electric field na nagmumula sa karga ay tumatagos sa saradong ibabaw at pagkatapos ay lalabas muli upang ang resultang flux ay maging zero. Ang saradong ibabaw sa batas ni Gauss ay isang haka-haka na ibabaw na ipinakita upang kalkulahin ang electric flux na nalilikha ng mga karga ng kuryente. Sa madaling salita, ang mga karga ng kuryente ay hindi kailangang nasa loob ng isang tunay na saradong ibabaw. Ang batas ni Gauss ay maaaring gamitin upang matukoy ang electric field kung ang distribusyon ng mga karga ng kuryente ay alam o maaari ding gamitin upang matukoy ang distribusyon ng mga karga ng kuryente kung ang electric field ay alam. Ang paggamit ng batas ni Gauss upang malutas ang iba't ibang problema ay ipinaliwanag sa artikulong pinamagatang pagtukoy sa electric field gamit ang batas ni Gauss.
