A lei de Coulomb nos descreve a interação entre duas cargas elétricas de mesmo ou de diferentes sinais. A força que exerce a carga Q sobre outra carga q situada a uma distância r é.
A força F é repulsiva se as cargas são de mesmo sinal e é atrativa se as cargas são de sinais contrário.
Conceito de campo
É mais útil, imaginar que cada um dos corpos carregados modifica as propriedades do espaço que o rodeia com sua única presença. Suponhamos, que somente está presente a carga Q, depois de haver retirado a carga q do ponto P. Dizemos que a carga Q cria um campo elétrico no ponto P. Ao voltarmos a colocar a carga q no ponto P, cabe imaginar que a força sobre esta carga é exercida pelo campo elétrico criado pela carga Q.
 | Cada ponto P do espaço que rodeia a carga Q tem uma nova propriedade, que se denomina campo elétrico E que descreveremos mediante uma grandeza vetorial, que é definida como a força sobre a unidade de carga positiva imaginariamente situada no ponto P. |
A unidade de medida do campo no S.I. de Unidades é o N/C
Na figura, foi desenhado o campo no ponto P produzido por uma carga Q positiva e negativa respectivamente.
Energia potencial
A força de atração entre duas massas é conservativa, do mesmo modo podemos demonstrar que a força de interação entre cargas é conservativa.
O trabalho de uma força conservativa, é igual a diferença entre o valor inicial e o valor final de uma função que somente depende das coordenadas que denominamos energia potencial.
O trabalho infinitesimal é o produto escalar do vetor força F pelo vetor deslocamento dl, tangente a trajetória.
dW=F·dl=F·dl·cosθ=F·dr.
onde dr é o deslocamento infinitesimal da partícula carregada q na direção radial.
Para calcular o trabalho total, integramos entre a posição inicial A, distante rA do centro de forças e a posição final B, distante rBdo centro fixo de forças.
O trabalho W não depende do caminho seguido pela partícula para ir desde a posição A a posição B. A força de atração F, que exerce a carga fixa Q sobre a carga q é conservativa. A fórmula da energia potencial é
O nível zero de energia potencial foi estabelecido no infinito, para r=∞, Ep=0
O fato de que a força de atração seja conservativa, implica que a energia total (cinética mais potencial) da partícula é constante, em qualquer ponto da trajetória.
Conceito de potencial
Do mesmo modo que foi definido o campo elétrico, o potencial é uma propriedade do ponto P do espaço que rodeia a carga Q. Definimos potencial V como a energia potencial da unidade de carga positiva imaginariamente situada em P, V=Ep/q. O potencial é uma grandeza escalar.
A unidade de medida do potencial no S.I. de unidades é o volt (V).
Relações entre forças e campos
 | Uma carga no seio de um campo elétrico E experimenta uma força proporcional ao campo cujo módulo é F=qE, cuja direção é a mesma, porem o sentido pode ser o mesmo ou o contrário dependendo de que a carga seja positiva ou negativa. |
Relações entre campo e diferença de potencial
A relação entre campo elétrico e o potencial é.
Na figura, vemos a interpretação geométrica. A diferença de potencial é a área sob a curva entre as posições A e B. Quando o campo é constante
VA-VB=E·d que é a área do retângulo sombreado.
O campo elétrico E é conservativo o que quer dizer que em um caminho fechado se cumpre
Dado o potencial V podemos calcular o vetor campo elétrico E, mediante o operador gradiente.
Trabalho realizado pelo campo elétrico
O trabalho que realiza o campo elétrico sobre uma carga q quando se move desde uma posição no qual o potencial é VA a outro lugar no qual o potencial é VB é
- O campo elétrico realiza um trabalho W quando uma carga positiva q se move desde um lugar A no qual o potencial é alto a outro B no qual o potencial é mais baixo. Se q>0 e VA>VB então W>0.
- O campo elétrico realiza um trabalho quando uma carga negativa q se move desde um lugar B no qual o potencial é mais baixo a outro A no qual o potencial é mais alto.
- Uma força externa terá que realizar um trabalho para transladar uma carga positiva q desde um lugar B no qual o potencial é mais baixo para outro lugar A no qual o potencial é mais alto.
- Uma força externa terá que realizar um trabalho para transladar uma carga negativa q desde um lugar A no qual o potencial é mais alto para outro lugar B no qual o potencial é mais baixo.
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