اندازه میدان الكتریكی
شرایطی را در نظر بگیرید كه یك بار تحت تأثیر چند بار دیگر قرار گیرد. به عنوان مثال بار q0 در شكل روبه‌رو تحت تأثیر نیروی F كه جمع برداری نیروهای اعمالی توسط میله و دوگوی بارداراست، قرار دارد.
در قانون كولن دیدیم كه اندازه نیروی الكتریكی مستقیماً به اندازه بارها بستگی دارد، همچنین دیدیم كه نیروی اعمال شده از طرف چند جسم به جسمی دیگر از جمع برداری تك تك نیروها به دست می آید، با توجّه به این خواص می توان حدس زد كه اگر نیروی وارد بر بار q0 در نقطه ای معلوم باشد، می توان نیروی وارد بر هر بار دیگر كه در همان نقطه قرار گیرد را به دست آورد.
بار q0 را به عنوان بار (آزمون) در نظر می گیریم. مقدار بار آزمون باید كوچك باشد تا نتواند آرایش سایر بارها را تغییر دهد. مثال زیر كاربرد بار آزمون را نشان می دهد.
بار آزمون در شكل فوق دارای بار q0=+3/0*10-8c بوده و نیروی
F=6/0*10-8 N در جهت نشان داده شده به آن وارد می‌شود.
الف) نیرویی كه بر واحد بار آزمون وارد می‌شود چقدر است؟
ب) با توجّه به قسمت الف، نیروی وارد بر بار +12 * 10-8 c چه مقدار خواهد بود؟ (مشروط بر اینكه این بار درست به جای بار q0 قرار گیرد.)
راهنمایی:
نیروی وارد بر واحد بار كه به بار آزمون وارد می‌شود برابر است با 
.
اگر بار q0 با بار جدید q عوض شود، نیروی وارد بر این بار برابر است با حاصل ضرب نیروی وارد بر واحد بار در اندازه بار جدید q.
الف) نیروی وارد بر واحد بار برابر است با:
ب) پاسخ قسمت الف بیانگر این است كه بارهای اطراف، نیرویی معادل 2 نیوتن بر یك بار یك كولنی اعمال می كنند، بنابراین به یك بار +12 * 10-8 c نیرویی اعمال می شود به اندازه :
جهت نیرو همان جهت F است زیرا هر دو بار از یك نوع (مثبت) هستند.
نیروی وارد بر واحد بار () كه در مثال بالا مورد بررسی قرار گرفت مفهومی بسیار مهم در الكتریسیته بوده و میدان الكتریكی نامیده می‌شود. این ایده از تركیب نیروی الكتریكی و بار آزمون حاصل می‌شود. تعریف میدان الكتریكی به صورت زیر است:
میدان الكتریكی E در یك نقطه برابر است با نیرویی كه به بار آزمون q0 وارد می‌شود (F)، تقسیم بر اندازه بار آزمون:
میدان الكتریكی یك كمیت برداری است كه جهت آن با جهت نیروی وارد بر بار آزمون مثبت در هر نقطه یكسان می‌باشد. واحد میدان الكتریكی نیوتن بر كولن (N/C) است.
تعریف میدان الكتریكی نشان می‌دهد كه واحد میدان الكتریكی، نیرو بر بار یا به عبارت دقیق تر نیوتن بر كولن می‌باشد. همچنین این تعریف تأكید می‌كند كه میدان بردار بوده و جهت آن، جهت نیروی وارد بر بار آزمون مثبت است. در فیلم زیر باری در میدان الكتریكی قرار گرفته، با قوی تر شدن میدان، اندازه نیروی وارد بر آن چه تغییری می كند؟
لازم به تأكید است كه این بارهای اطراف هستند كه میدان الكتریكی را به وجود می‌آورند و برای محاسبه نیرو نباید میدان بار آزمون را در نظر گرفت. هر بار مثبت یا منفی كه در میدان الكتریكی قرار گیرد تحت تأثیر میدان قرار گرفته و به آن نیرو وارد می‌شود.
جهت نیروی وارد شده به بار مثبت در راستای میدان (شكل الف) و جهت نیروی اعمال شده به بار منفی در خلاف جهت میدان خواهد بود (شكل ب).
الف 
ب 
مرکز یادگیری سایت تبیان - تهیه: محسنی
تنظیم: مریم فروزان کیا
