静电现象

在公元前六世纪，人类就发现琥珀摩擦後，能够吸引轻小物体的「静电现象」。这是自由电荷在物体之间转移後，所呈现的电性。此外丝绸或毛料摩擦时，产生的小火花，是电荷中和的效果。「雷电」则是大自然中，因为云层累积的正负电荷剧烈中和，所产生的电光、雷声、热量。

静电现象包括许多大自然例子，像塑胶袋与手之间的吸引、似乎是自发性的谷仓爆炸、在制造过程中电子元件的损毁、影印机的运作原理等等。当一个物体的表面接触到其它表面时，电荷集结於这物体表面成为静电。虽然电荷交换是因为两个表面的接触和分开而产生的，只有当其中一个表面的电阻很高时，电流变的很小，电荷交换的效应才会被注意到。因为，电荷会被入陷於那表面，在那里度过很长一段时间，足够让这效应被观察到的一段时间。

静电现象是由点电荷彼此相互作用的静电力产生的。库仑定律专门描述静电力的物理性质。在氢原子内，电子与质子彼此相互作用的静电力超大於万有引力，静电力的数量级大约是万有引力的数量级的 40 倍。

基本概念

库仑定律

静电学最基本的定律是库仑定律。一个点电荷q作用于另一个点电荷 Q 的静电力 F，可以用库仑定律计算出来。点电荷是理想化的带电粒子。在这裏，称点电荷 q 为源点电荷，称点电荷 Q 为检验电荷。静电力的大小跟两个点电荷之间的距离的平方成反比，跟 q 、Q 的乘积成正比，作用力的方向沿连线，同号电荷相斥，异号电荷相吸：

其中，C2N－1m－2是电常数， r是从源点电荷 q 指向检验电荷Q 的向量，r 是其单位向量。

电场

电场 E 定义为作用于一个检验电荷 Q 的静电力F 除以 Q，用公式表示为

从这个定义和库仑定律，一个源点电荷 q 产生的电场可以表达为

或者(其中，为真空中的介电常数)

叠加原理

在静电学裏，叠加原理阐明，任何两个点电荷的相互作用与其它点电荷无关。因此，给予 N个点电荷，我们可以应用库仑定律，单独地计算每一个源点电荷 qi 作用于检验电荷 Q 的静电力 Fi 。这样，作用於检验电荷 Q的总静电力 F是

。我们可以得到这便利。原因是库仑定律线性地相依於源点电荷 qi 。

将作用力除以检验电荷 Q，可以得到电场。所以，总电场 E 为,

其中，Ei 是源点电荷在检验电荷的位置所产生的电场。