Ένα ηλεκτροστατικό πεδίο είναι ένα αόρατο πεδίο που περιβάλλει ηλεκτρικά φορτισμένα σωματίδια. Αυτό το πεδίο μπορεί να σχηματιστεί γύρω από δύο αντικείμενα στην ίδια γειτονιά με διαφορετικά ηλεκτρικά φορτία ή σε ένα μεμονωμένο αντικείμενο που είναι ηλεκτρικά φορτισμένο σε σχέση με το περιβάλλον του. Μόλις σχηματιστεί, το ηλεκτροστατικό πεδίο μπορεί να ασκήσει δύναμη σε άλλα ηλεκτρικά φορτισμένα αντικείμενα που βρίσκονται στη γύρω περιοχή.
Το ηλεκτροστατικό πεδίο είναι ένα διανυσματικό πεδίο που ορίζεται ως η δύναμη ανά μονάδα φορτίου που θα συναντούσε ένα σταθερό σημειακό φορτίο σε ένα συγκεκριμένο σημείο του πεδίου. Το ηλεκτροστατικό πεδίο συμβολίζεται στις μαθηματικές εξισώσεις ως κεφαλαίο γράμμα «Ε». Επιπρόσθετα, το ηλεκτροστατικό πεδίο μετράται χρησιμοποιώντας τη μονάδα του Διεθνούς Συστήματος Μονάδων (SI) των newtons ανά coulomb.
Η κατεύθυνση ενός ηλεκτροστατικού πεδίου είναι ισοδύναμη με την κατεύθυνση της δύναμης που ασκεί σε ένα θετικό σημειακό φορτίο. Ένα σταθερό θετικό φορτίο θα έχει ένα ηλεκτροστατικό πεδίο που δείχνει ακτινικά προς τα έξω από το φορτίο. Από την άλλη πλευρά, ένα αρνητικό φορτίο θα έχει ένα ηλεκτροστατικό πεδίο που δείχνει ακτινικά προς το φορτίο.
Εάν δύο αντίθετα φορτισμένα αντικείμενα βρίσκονται στην ίδια γειτονιά, οι γραμμές θα ξεκινούν με θετικά φορτία και θα τελειώνουν με αρνητικά φορτία. Η κατεύθυνση των γραμμών σε οποιοδήποτε σημείο μεταξύ των δύο αντικειμένων δείχνει την κατεύθυνση στην οποία θα ενεργήσει η δύναμη. Εάν ένα φορτίο είναι θετικό, θα δεχτεί μια δύναμη στην ίδια κατεύθυνση με το πεδίο. Από την άλλη πλευρά, ένα αρνητικό φορτίο μέσα σε ένα ηλεκτροστατικό πεδίο θα δεχτεί μια δύναμη προς την αντίθετη κατεύθυνση από το πεδίο.
Η έννοια του ηλεκτροστατικού πεδίου περιλαμβάνει πολλές ιδιότητες παρόμοιες με τη δύναμη της βαρύτητας. Ένα σημειακό φορτίο μέσα σε ένα ομοιόμορφο ηλεκτρικό πεδίο δρα με παρόμοιο τρόπο όπως ένα αντικείμενο στο οποίο δρα η δύναμη της βαρύτητας. Έτσι, η χρήση της κίνησης του βλήματος και των κινηματικών εξισώσεων ισχύει επίσης για ένα σημειακό φορτίο μέσα σε ένα ομοιόμορφο ηλεκτροστατικό πεδίο.
Ο νόμος του Gauss είναι μια μέθοδος υπολογισμού ηλεκτροστατικών πεδίων c. Ουσιαστικά, εάν έχετε μια συμπαγή αγώγιμη σφαίρα με καθαρό φορτίο Q, μπορείτε να εκτιμήσετε ότι το επιπλέον φορτίο βρίσκεται στο εξωτερικό της σφαίρας. Έτσι, ο νόμος του Gauss ισχυρίζεται ότι το ηλεκτροστατικό πεδίο μέσα στη σφαίρα είναι μηδέν και το ηλεκτροστατικό πεδίο έξω από τη σφαίρα είναι το ίδιο με ένα σημειακό φορτίο με καθαρό φορτίο Q. Αυτή η υπόθεση κάνει τον υπολογισμό των διανυσματικών συνιστωσών ενός ηλεκτροστατικού πεδίου πολύ πιο εύκολο.