쿨롱 법칙

쿨롱 법칙() 또는 쿨롱 힘 법칙()은 두 전하 입자 또는 대전체 사이에 작용하는 힘(정전기적 인력)이 두 전하량의 곱에 비례하고, 두 입자 사이의 거리()의 제곱에 반비례한다는 법칙이다. 역제곱 법칙의 하나다. 샤를 드 쿨롱이 발견했다.

 쿨롱의 실험 
샤를 드 쿨롱은 금속공과 비틀림 저울을 이용하여 두 점전하 사이에 작용하는 힘을 측정하고, 두 전하 사이에서 작용하는 힘은 두전하 크기의 곱에 비례하고 거리의 제곱에 반비례한다는 쿨롱 법칙을 발견하였다.한국물리학회, 전기와 자기의 밀고 당기기, 동아사이언스, 2006, , 65-68쪽

쿨롱의 전하 측정 실험 200px|섬네일|왼쪽| 샤를 드 쿨롱이 고안한 전하 측정 시험장치 실험과정 1. 금박을 입힌 작은 금속공을 여러 개 준비한다.  2. 하나의 금속공을 마찰하여 정전기를 대전시킨다.  3. 대전된 금속공에 다른 금속 공을 접촉시키면 각 금속공의 전하량은 원래 전하량의 ½이 된다. 이와 같은 방법으로 마찰로 대전된 전하량에 대해 1/4, 1/8, 1/16의 전하량을 갖는 금속공을 준비한다.  4. 왼쪽 그림과 같은 비틀림 저울을 설치하고 한쪽에는 1/2 전하량을 갖는 금속공을 놓고 다른 쪽에는 서로 다른 전하량을 갖는 금속공을 연결하여 금속공이 이동하는 거리를 측정한다. 실험 결과  두 전하 사이에서 작용하는 힘은 두 전하 크기의 곱에 비례하고 거리의 제곱에 반비례한다.

 수학적 표현 
위 실험 결과를 식으로 나타내면 다음과 같다.

  = 전기력
  = 쿨롱 상수
 · = (전하의 크기)의 곱
  = 두 전하 사이의 거리
두 전하의 부호가 같으면 밀어내고, 다르면 끌어당긴다.

 위 식에서 ke는 쿨롱 힘 상수로 다음과 같다.

   (N · m2 · C−2 )

따라서, 각각 1C의 크기를 갖는 두 전하가 1m의 거리에 있을 때 발생하는 힘은 다음과 같이 계산될 수 있다.


 (Kg중) = 100만 t중

즉, 각각 1C의 전하량을 갖는 두 점전하가 1m의 거리에 있을 때 발생하는 힘은 1t 트럭 100만 대와 맞먹는다. 이렇게 큰 힘이 기준 단위가 된 것은 전기에 대한 상세한 지식이 없는 시절에 이를 측정 단위로 삼았기 때문이다. 실제 일상 생활에서 발생하는 정전기의 전하량은 대략 에서  쿨롱 정도에 불과하다.

 역제곱 법칙 

쿨롱 법칙은 만유인력의 법칙과 같이 역제곱 법칙, 즉 전하를 띤 두 물체 사이에 가해지는 힘이, 거리의 제곱에 반비례한다. 이는 공간이 3차원일 때 일정한 밀도로 퍼져나가는 전기장이 어떤 거리에서 2차원 면을 이루는 것과 관계가 있다.

 같이 보기 
 비오-사바르 법칙
 전기장
 쿨롱
 전자기 상호작용

 각주 

 외부 링크 
 네이버 캐스트 - 전기력

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분류:사람 이름을 딴 낱말
분류:전자기학
분류:정전기학
분류:힘