Основним законом електростатики є закон Кулона (1785 р.). Цей закон показує взаємодію двох нерухомих точкових зарядів або заряджених тіл, розміри яких малі порівняно з відстанями між ними.
Взаємодію заряджених тіл Кулон вивчав за допомогою крутильних вагів. Він виміряв силу взаємодії двох заряджених кульок в залежності від величини зарядів на них та від відстані між ними. При цьому Кулон виходив з того, що при дотику до зарядженої металічної кульки такої ж самої незарядженої кульки заряд розподіляється між обома кульками порівну.
В результаті своїх дослідів Кулон прийшов до висновку, що: сила взаємодії двох нерухомих точкових зарядів пропорційна величині кожного з зарядів і обернено пропорційна квадрату відстані між ними.
Напрямок сили співпадає з прямою, що сполучає заряди. В умовах цієї взаємодії однойменні заряди відштовхуються, а різнойменні притягуються (рис.1.1).
,
k – коефіцієнт пропорційності (залежить від вибору системи одиниць)
,
Рис.1.1
де ε – діелектрична проникливість середовища, ε0 – електростатична стала (ε0=8,85·10-12 Ф/м).
В системі СІ одиниця електричного заряду – Кл („кулон”).
1 Кл – електричний заряд, який проходить за 1с через поперечний переріз провідника при струмі 1А.
Рис.1.2
Таким чином, електростатичне поле – особливий вид матерії, пов’язаний з електричними зарядами і яка передає дії зарядів з одного на другий. Електричне поле не виникає при взаємодії зарядів. Будь-який заряд завжди має електричне поле. Якщо заряд нерухомий, то поле називається електростатичним. Воно не змінюється в часі і створюється лише електричними зарядами.
Електричне поле має специфічні фізичні властивості. На електричні заряди цього поля діють сили, пропорційні цим зарядам. Якщо потрібно виявити електричне поле, то в місце знаходження заряду вносять інший заряд. Для визначення властивостей поля використовують пробний одиничний позитивний заряд Qпр, нехтуючи його власним полем. На Qпр діє сила
.
