Sähkövaraus ja sähkökenttä

Sähköopissa tutkitaan yhtä luonnon perusilmiötä: sähkömagneettista vuorovaikutusta.

Hiukkasilla on massan lisäksi toinen merkittävä ominaisuus: sähkövaraus. Varaus voi olla negatiivinen tai positiivinen. Varauksen symboli on Q ja yksikkö coulombi C. Samanmerkkiset varaukset hylkivät toisiaan ja erimerkkiset vetävät toisiaan puoleensa.

Varauksen etävaikutusta toisiin varauksiin kuvataan sähkökentän avulla. Sähkökentän voimakkuus E (yksikkö N/C) pienenee nopeasti etäisyyden kasvaessa varaukseen; voimakkuus on kääntäenverrannollinen etäisyyden neliöön.

​[[$$ {E \propto { 1 \over r^2}} $$]]​

Varattu hiukkanen lähtee kiihtyvään liikkeeseen sähkökentässä, ellei se ole kiinni aineen rakenteessa. Eristeissä kaikki hiukkaset ovat kemiallisin sidoksin kiinni aineessa, eivät pääse liikkumaan. Johtoisessa vapaita varattuja hiukkasia on paljon.

Sähkökentässä E, varaukseen q kohdistuu voima F.

​[[$$ \bar F = q \bar E $$]]​