Sähkökenttä

Fysiikassa sähkökenttä on sähkövarauksen ympärille syntyvä vektorikenttä. Kenttäviivat osoittavat positiivisesta varauksesta negatiiviseen varaukseen.

Määritelmä

Coulombin lain mukaan kahden pistemäisen sähkövarauksen välillä on voima

$$

\mathbf{F} = \frac{1}{4 \pi \epsilon_0}\frac{q_1 q_2}{r^2}\mathbf{\hat r} , missä

• $\backslash epsilon\_0$ on fyysinen vakio, vapaan tilan permittiivisyys
• $q\_1$ ja $q\_2$ kohteiden sähkövaraukset
• $r$ on kohteiden välinen etäisyys
• $\backslash hat\; r$ on yksikkövektori, joka osoittaa varauksesta toiseen

Kansainvälisessä yksikköjärjestelmässä voiman yksikkö on newton, varauksen coulombi ja etäisyyden metri, joten $\backslash epsilon\_0$:n yksikkö on C²/Nm².

Jos oletetaan että toinen näistä varauksissa pysyy paikallaan sekä muuttumattomana ja toista käytetään testivarauksena, Coulombin lain mukaan tähän testivaraukseen kohdistuva voima on suoraan verrannollinen testivarauksen suuruuteen. Tämä verrannollisuuskerroin on määritelmän mukaisesti toisen sähkövarauksen aiheuttaman sähkökentän suuruus testivarauksen kohdalla. Joten:

$$

\mathbf{F} = q\mathbf{E}

$$

\mathbf{E} = \frac{1}{4 \pi \epsilon_0}\frac{Q}{r^2}\mathbf{\hat r}

Tämä yhtälö pitää paikkansa ainoastaan silloin kun varaukset eivät liiku. Edellisestä nähdään myös, että pistemäisen sähkövarauksen aiheuttaman kentän suuruus jossain pisteessa on käänteisesti verrannollinen etäisyyden neliöön.

Katso myös

• gravitaatiokenttä
• Higgsin kenttä
• magneettikenttä
• sähkömagnetismi