จุดประจุ

สนามไฟฟ้าจากจุดประจุ

ในการคำนวณแรงระหว่างประจุจากกฎของคูลอมบ์ แรงดูดหรือแรงผลักที่เกิดขึ้นระหว่างประจุเกิดขึ้นโดยที่ไม่มีการสัมผัสกันระหว่างอนุภาคที่มีประจุ จึงได้มีการนำเสนอมุมมองว่าการเกิดแรงผลักขึ้นบนประจุทดสอบ อันเนื่องมาจากประจุ นั้นเกิดจาก สนามไฟฟ้า (electric field) ที่ประจุ สร้างขึ้น โดยที่ขนาดหรือความเข้มของสนามไฟฟ้า (electric field strength) ที่ตำแหน่งใดๆ มีค่าเท่ากับขนาดของแรง  ไฟฟ้าที่กระทำต่อประจุทดสอบ ต่อหนึ่งหน่วยของประจุทดสอบที่ตำแหน่งนั้น สนามไฟฟ้าจึงเป็น
ฟังก์ชั่นของตำแหน่งดังสมการ

          

เมื่อ r เป็นระยะจากจุดประจุ มายังตำแหน่งที่พิจารณา สนามไฟฟ้ามีหน่วยเป็น นิวตันต่อคูลอมบ์ และแรงที่กระทำต่อประจุ ที่อยู่ภายใต้สนามไฟฟ้า สามารถหาได้จากผลคูณระหว่างประจุกับสนามไฟฟ้า นั่นคือ

          

• ถ้าประจุ เป็นประจุบวก แรงเนื่องจากสนามไฟฟ้า ที่กระทำต่อประจุจะมีทิศทางเดียวกับสนามไฟฟ้า
• แต่เมื่อประจุ เป็นประจุลบ แรงเนื่องจากสนามไฟฟ้า ที่กระทำต่อประจุจะมีทิศทางตรงข้ามกับสนามไฟฟ้า

สนามไฟฟ้าเป็นปริมาณเวกเตอร์ สนามไฟฟ้าที่เกิดขึ้นจากประจุหลายประจุที่ตำแหน่งใดๆ จึงสามารถหาได้จากการรวมค่าสนามไฟฟ้าของแต่ละประจุที่ตำแหน่งเดียวกันใน
แบบเวกเตอร์

ทิศของสนามไฟฟ้า

• สนามไฟฟ้าที่เกิดจากประจุ จะมีทิศพุ่งออกจากจุดประจุ
• สนามไฟฟ้าที่เกิดจากประจุ จะมีทิศพุ่งเข้าหาจุดประจุ

ดังนั้น เมื่อพิจารณากรณีตัวอย่าง เช่น  ประจุ  เป็นแหล่งกำเนิดของสนามไฟฟ้าที่พุ่งออกจากประจุ

• เมื่อนำประจุ มาวางอยู่ใกล้ก็จะทำให้เกิดแรงบนประจุ ที่มีทิศพุ่งออกจาก เช่นเดียวกับแรงผลักจากกฎของคูลอมบ์
• เมื่อนำประจุ มาวางอยู่ใกล้ก็จะทำให้เกิดแรงบนประจุ ที่มีทิศพุ่งเข้าหา เช่นเดียวกับแรงดูดจากกฎของคูลอมบ์นั่นเอง

ศักย์ไฟฟ้าจากจุดประจุ

พิจารณากรณี

• เมื่อประจุ และ ที่มีแรงกระทำต่อกันเช่นเดิม ถ้าประจุทั้งสองวางอยู่ห่างกันมากๆ หรือให้ระยะ มีค่าเข้าใกล้อนันต์ จะได้ว่าประจุมีแรงกระทำต่อกันเป็น 0 และสนามไฟฟ้าจากประจุ ณ ตำแหน่งที่ประจุ วางอยู่ ก็จะมีค่าเป็น 0 เช่นกัน
• เมื่อประจุ และ อยู่ใกล้กันก็จะมีแรงกระทำต่อกันซึ่งมีทิศทางเป็นแรงผลัก ดังนั้น การที่จะเคลื่อนประจุ เข้ามาวางไว้ใกล้ประจุ จำเป็นต้องออกแรงกระทำในทิศที่สวนทางกับแรงผลักระหว่างประจุและทำให้เกิดงานที่มีค่าเป็น 

นิยามศักย์ไฟฟ้า ที่เกิดจากจุดประจุ  เป็นงานต่อหน่วยประจุทดสอบ ใดๆ ที่ใช้ในการเคลื่อนประจุจากที่ไกลมากๆ เข้ามายังระยะ ซึ่งสามารถเขียนได้เป็น

ศักย์ไฟฟ้ามีหน่วยเป็นโวลต์ (Volt) หรือจูลต่อคูลอมบ์ และเป็นปริมาณสเกลาร์ ศักย์ไฟฟ้าที่เกิดขึ้นจากประจุหลายประจุที่ตำแหน่งใดๆ จึงสามารถหาได้จากการรวมค่าศักย์ไฟฟ้าของแต่ละประจุที่ตำแหน่งเดียวกันในแบบสเกลาร์