帶微積分的物理/電磁學/電荷與庫侖定律
電力
利用原子和場的概念，我們可以開始討論電力。
第一個重要的概念是電荷。如果一個物體包含的質子數大於電子數，或反之，則該物體可以被認為帶電荷。如果你將氣球摩擦你的頭髮，氣球和頭髮都會帶電，導致氣球在重力的作用下向上提起你的頭髮。
正如我們已經討論過的，有兩種型別的基本帶電粒子：質子和電子，分別帶正電荷和負電荷。當你將氣球摩擦頭髮時，一個物體帶正電荷，另一個物體帶負電荷，因為電子從一個物體轉移到另一個物體。如果你透過用一塊絲綢摩擦玻璃棒來給玻璃棒充電，你會發現絲綢被吸引到玻璃棒上。這是因為電子從玻璃棒中剝離並轉移到絲綢上，導致相反的電荷。此外，如果你將兩個以相同方式製備的玻璃棒靠近放置，你會感覺到排斥力，因為這兩個物體都具有相同的淨正電荷。從這些觀察中，我們可以得出結論：相同電荷相互排斥，相反電荷相互吸引。
只有這兩種型別的電荷。我們從未發現任何同時被正電荷和負電荷吸引或排斥的粒子。
這種電荷從一個物體轉移到另一個物體的運動也可能發生在單個物體內部，其中電荷的運動被稱為導電。能夠讓電荷輕鬆地在其中移動且阻力很小的物體被稱為導體，而抵抗電荷運動的物體被稱為絕緣體。一般來說，金屬往往是優秀的導體，這就是為什麼如果你拆卸一個電氣裝置，你會發現所有的電線都是由銅製成的。你還會發現它們被橡膠覆蓋著，橡膠是一種極好的絕緣體，目的是確保電荷按正確方向移動，並且人們可以觸控電線而不觸電。
還有一種不直接接觸就能給物體充電的方法，稱為感應充電。這需要接地的概念。如果一個導體透過另一個導體連線到地球，它就被稱為接地。我們可以將地球視為一個無限的電荷儲庫，也就是說，我們可以隨意給它或從它取走電子，而地球不會獲得任何電荷，因為它包含大量的電子。考慮一個被絕緣體包圍且無法接地的未帶電的導體球體。一個帶負電荷的棒被靠近球體。球體中電子上的排斥力會將它們推離靠近棒的一側，在該區域留下淨正電荷。如果我們然後將球體接地，一些電子會由於棒的排斥力而離開球體。如果我們然後移除接地，球體就會剩下一個過量的正電荷。這個正電荷然後將在球體上均勻分佈。請注意，帶負電荷的棒從未真正接觸過球體，因此沒有損失任何電荷。感應充電不需要與感應物體進行物理接觸。如果我們然後將這個帶正電荷的球體靠近，比如一箇中性的牆壁，我們會發現我們的球體會粘在牆上。這是因為淨正電荷會導致電子朝球體移動，導致牆上一個小的區域帶負電荷。
我們可以用數學方法確定兩個帶電物體之間的吸引力或排斥力的強度，結果表明，電力與電荷之間距離的平方成反比。如果我們有兩個電荷，那麼它們之間力的幅度由下式給出：
(1)
其中 （庫侖常數）等於 ，r 是物體之間用米表示的距離，而 和 是用庫侖表示的物體電荷。然後這個關係式就會給出力的幅度和方向，單位是牛頓。
注意：庫侖常數也可以寫成
其中 是真空介電常數，值為 。這種表示法主要出於歷史原因，而且正如我們將會看到的那樣，因為 將會在其他地方抵消。為什麼是 ？因為 是球體的表面積，在用虛球體包圍一個點電荷時會很有用。
如果我們除了力的大小之外還想知道力的方向，庫侖定律就變成了
(2)
其中 是 對 的作用力， 是一個從 指向 的單位向量。
然後，根據牛頓第三定律，我們可以看到 ，或者 對 的作用力等於 。
靜電學：當電荷被限制在孤立物體上時。電荷載體：電子、質子、中子 電子：9.10938188 × 10-31 千克 質子：1.67262158 × 10-27 千克 中子：1,6749 x 10^(-27) kg e=基本電荷...不是電子 e=1.60x10-19庫侖
庫侖（C 是用來測量電荷的單位。）
電荷量（q）是基本電荷（e）的整數（N）倍。q=Ne 或 N=q/e
一、庫侖靜電力定律 Fe=Kq1q2/r2
如果 Fe 為正，則力為吸引力，如果 Fe 為負，則力為排斥力 1μC=10−6C
2/22/06 帶電粒子的加速度 FE=ma FE=Eq a=(qE)/m
均勻（恆定）加速度需要均勻場