쿨롱의 법칙

쿨롱은 자신이 발명한 비틀림 저울을 사용하여 대전된 물체 사이의 전기력 크기를 측정하였다. 비틀림 저울의 작동원리는 만유인력 상수를 측정한 캐번디시가 중력 상수를 측정하는데 사용한 장치와 원리가 동일하며, 전기적으로 중성인 구를 대전된 구로 바꾼 점만 다르다. 쿨롱의 실험으로부터 정지한 두 대전 입자 사이에 작용하는 전기력의 성질을 일반화할 수 있다. 크기가 없는 대전 입자를 점전하라는 용어로 사용한다. 전자양성자의 모형에서는 전자와 양성자의 전기적인 형태를 점전하로 기술한다. 실험에서 두 점전하 사이의 전기력의 크기를 쿨롱의 법칙으로 구할 수 있다.

[math]\displaystyle{ {F}_{e} = {k}_{e}\frac{\left|{q}_{1} \right|\left|{q}_{2} \right|}{{r}^{2}} }[/math]

여기서 ke은 쿨롱 상수로 불리는 상수이다.

쿨롱의 법칙을 적용할 때 힘은 벡터량이므로 벡터 연산을 해야 한다. 전하q1이 q2에 작용하는 전기력은 [math]\displaystyle{ {\vec{F}}_{12} }[/math]와 같이 쓰고 이를 벡터 형태로 나타낸 쿨롱의 법칙은

[math]\displaystyle{ {\vec{F}}_{12} = {k}_{e}\frac{\left|{q}_{1} \right|\left|{q}_{2} \right|}{{r}^{2}}{\hat{r}}_{12} }[/math]

이다.