Coulombkrefter

Coulombkrafter är den elektromagnetiska kraften mellan elektriska laddningar. Lagen som beskriver dem är uppkallad efter Charles-Augustin de Coulomb och anger att kraften mellan två punktladdningar är proportionell mot produkten av laddningarna och omvänt proportionell mot kvadraten på avståndet mellan dem. Storleken ges av F = k q1 q2 / r^2 där r är avståndet mellan laddningarna och k är Coulombs konstant, k = 1/(4π ε0) ≈ 8,99×10^9 N m^2/C^2. ε0 är vacuumets permitivitet ≈ 8,85×10^-12 F/m. Kraften är repulsiv om laddningarna har samma tecken och attraktiv om tecken skiljer sig. Riktningen går längs linjen som förbinder laddningarna.

Coulombkrafter är centrala och konserverande i elektrostatiska sammanhang. Den elektrostatiska potentialenergin mellan två laddningar är U = k q1 q2 / r. Fältstyrkan runt en enda punktladdning är E = k q / r^2 i riktning från laddningen utåt. I ett material påverkas kraften av dielektricitetskonstanten ε = ε0 εr, vilket ger F = q1 q2 / (4π ε r^2). I praktiken används Coulombs lag som en quasi-stationär approximation i lågfrekventa sammanhang; i full elektromagnetism beskrivs förändringar av fält som sprider sig med ljushastigheten.

Användningar innefattar kemi (jonbindningar), elektrostatik i tekniska system och beräkningar av krafter mellan laddningar i olika medier.