Ładunek elektryczny jest miarą siły wzajemnego oddziaływania elektromagnetycznego niektórych cząstek elementarnych.

Za ładunek elementarny przyjmuje się wartość bezwzględną ładunku elektronu. Wynosi ona: .

Jeśli ładunek, zwany dalej punktowym, znajdzie się w pobliżu innego ładunku punktowego to zaczynają na siebie oddziaływać z siłą F określoną wzorem:

Gdzie:

- ładunki

r - odległość między ładunkami

- przenikalność elektryczna próżni

- przenikalność elektryczna ośrodka

Zależność ta nosi nazwę prawa Coulomba.

Iloraz siły F działającej na ładunek próbny q umieszczony w danym miejscu w przestrzeni i tego ładunku wyraża natężenie pola elektrycznego E.

Natężenie jest wielkością wektorową, podobnie jak siła F.

W celu znalezienia natężenia pola elektrycznego w danym punkcie w przestrzeni należy rozpatrzyć wszystkie źródła tego pola i zsumować natężenia. Najprostszy przypadek dotyczy sytuacji gdy ładunek próbny zostaje umieszczony w pewnej odległości r od ładunku punktowego q. Wtedy natężenie pola w punkcie, gdzie znajduje się ładunek próbny podaje wzór:

Kolejny możliwy przypadek to dipol elektryczny. Natężenie pola elektrycznego w punkcie P,

który leży na symetralnej odcinka łączącego ładunki, w odległości r od środka można zapisać jako:

gdzie iloczyn 2aq to odległość między ładunkami dipola.

Jeżeli dipol zostanie umieszczony w zewnętrznym polu elektrycznym to zaczyna na niego działać moment skręcający , który dąży do ustawienia dipola wzdłuż linii pola.

W postaci skalarnej można zapisać wzór na ten moment jako:

Własnością wszystkich pól wektorowych, a więc i elektrycznego, jest strumień .

Strumieniem pola elektrycznego przez daną powierzchnię S nazywa się iloczyn skalarny natężenia pola elektrycznego i wektora powierzchni S.

gdzie kąt alfa to kąt między tymi dwoma wektorami.

Prawo Gaussa mówi, że całkowity strumień pola elektrycznego przez powierzchnię zamkniętą równy jest ilorazowi ładunku otoczonego przez tę powierzchnię i przenikalności elektrycznej próżni.

Trzy wektory elektryczne

Można wyróżnić trzy wektory elektryczne:

  1. wektor indukcji elektrycznej D

  1. wektor natężenia pola elektrycznego E, o którym była mowa wcześniej
  2. wektor polaryzacji elektrycznej P - czyli stosunek indukowanego ładunku powierzchniowego do tej powierzchni.

Związek między tymi trzema wektorami można zapisać następująco: