쿨롱의 법칙

쿨롱의 법칙(Coulomb's law)은 전하 둘 사이에 작용하는 전기력(F)은 두 전하량(q)의 곱에 비례하고, 그들 사이의 거리( $r$ )의 제곱에 반비례한다는 법칙이다. 샤를 드 쿨롱이 발견했다.

$\mathbf{F} = k_C \frac{q_1 q_2}{r^2}\mathbf{\hat{r}}$

두 전하의 부호가 같으면 밀어내고, 다르면 끌어당긴다.

여기서,

$\mathbf F$ : 가해지는 힘

q 1

: 한 물체 상의 전하량이다.

q 2

: 다른 물체 상의 전하량이다.

$\mathbf{\hat{r}}$ : 전하

q 2

에서부터

q 1

로 향하는 단위벡터

$k_c = \frac{1}{4\pi\varepsilon_0} = 8.987\,551\,787\,\times 10^9$

$\approx 9 \times 10^9$ N m² C⁻² (또는 m F⁻¹)는 정전기 상수 또는 쿨롱 힘 상수(Coulomb's Force Constant)이다.

$\varepsilon_0 \approx$ 8.854×10⁻¹² C² N⁻¹ m⁻² (또는 F m⁻¹)는 중요한 물리 상수인 진공상태의 유전율이다.

상기 식에 $k_C \$ 를 대입하면,

$\mathbf{F} = { 1 \over { 4 \pi \varepsilon_0 } } { { q_1 q_2 } \over r^2 } \mathbf{\hat{r}}$ 이다.

[편집] 거꿀제곱법칙

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쿨롱의 법칙은 뉴턴의 중력 법칙과 같이 거꿀 제곱 법칙, 즉 전하를 띤 두 물체 사이에 가해지는 힘이, 거리의 제곱에 반비례한다. 이는 공간이 3차원일 때 일정한 밀도로 퍼져나가는 전기장이 어떤 거리에서 2차원 면을 이루는 것과 관계가 있다.