庫侖定律

在關於這篇文章中 電荷 擔 電荷類型 同種電荷互相排斥，異種電荷互相吸引。換句話說，帶正電的物體吸引帶負電的物體，帶正電的物體排斥帶正電的物體，帶負電的物體會排斥帶負電的物體。這種現象表明，帶正電的物體和帶負電的物體之間都存在電場力。哪些因素會影響帶電物體間電場力的大小？

法國物理學家查爾斯·庫侖（1736-1806）在18世紀80年代進行了一系列實驗，研究影響帶電物體間電場力大小的因素。庫侖使用的裝置與卡文迪許用來研究萬有引力常數的裝置類似，都稱為扭秤。庫侖研究的是電場力，因此他使用了兩個帶電的金屬球；而卡文迪什研究的是萬有引力，因此他使用了兩個質量相同的不帶電球。

扭力秤的工作原理  

 
扭力秤的工作原理與主題相關。 力矩或力矩 在本章 旋轉動力學.
扭秤內部空間為真空，以防止實心球上的電荷轉移到空氣中。實心球電荷量的測定方法如下：首先，透過傳導或摩擦使實心球A帶電。然後，以導線將帶電的實心球A與仍不帶電的實心球B連接，直到實心球A和實心球B的電荷量均等。若實心球A的電荷量為½，實心球B的電荷量也是½。接下來，以導線將實心球B和實心球C連接，直到實心球B和實心球C的電荷量均等。如果實心球B的電荷量為¼，則實心球C的電荷量也為¼。透過此方法，即可得到實心球1和實心球2的電荷量及其種類。

實心球1和實心球2帶電，同種電荷相斥，異種電荷相吸。兩個帶電實心球之間的吸引力或斥力導致實心球2旋轉。測量實心球2的運動角度即可確定作用在兩個實心球上的電場力。

影響電力的因素

庫侖利用扭秤進行的實驗，發現了幾個現象。
– 在本實驗中，兩個實心球之間的距離始終保持不變。當實心球 1 和實心球 2 上的電荷量均為 1 時，作用於兩個實心球上的電場力為 1。當實心球 1 和實心球 2 上的電荷量均為 2 時，作用於兩個實心球上的電場力為 4。庫侖由此得出結論：作用於兩個實心球上的電場力的大小與兩個實心球上的電荷量的乘積成正比 (F ≈ q)。₁ q₂).
– 在這個實驗中，兩個實心球上的電荷量始終相同。若兩個實心球之間的距離為 1，則作用在兩個實心球上的電場力為 1。若兩個實心球之間的距離為 2，則作用在兩個實心球上的電場力為 ¼。庫侖得出結論：作用在兩個實心球上的電場力的大小與距離的平方成反比 (F ≈ 1 / r)。²)

庫侖定律

庫侖定律是物理學中的一條定律，它解釋了電力、電荷以及電荷間距離之間的關係。如前文所述，這條定律是基於庫侖的實驗而建立的。

庫侖定律 電場力表明，一個帶電粒子對另一個帶電粒子施加的力的大小與兩個粒子電荷量之和的乘積成正比，與兩個帶電粒子之間距離的平方成反比。此力沿著連接兩個粒子的直線方向作用。如果兩個粒子的電荷量相同，則電場力為斥力；如果兩個粒子的電荷量不同，則電場力為吸引力。

庫侖定律可以用下列數學方程式表示：
配方說明：
F₁₂ = 粒子 1 與粒子 2 之間的電場力
q₁ = 粒子電荷數 1
q₂ = 粒子 2 的電荷數
r₁₂ = 粒子 1 與粒子 2 之間的距離
（讀作：ε₀）= 8,854 x 10^-12 C²/Nm²
k = （庫侖常數）= 9 × 10⁹ 納米²/C²
F₂₁ 是電荷 q 所施加的力。₂ 電荷量為q₁而 F₁₂ 是電荷 q 所施加的力。₁ 電荷量為q₂。 F₂₁ 和 F₁₂ 當電荷量為q時，它們會互相排斥。₁ 和 q₂ 當電荷量為q時，它們性質相似且相互吸引。₁ 和 q₂ 不是同一種類型。
F₂₁ 和 F₁₂ 這兩個力大小相等，方向相反，作用於不同的物體上，因此這兩個力是一對作用力與反作用力。