Електричне полестворюється електричними зарядами чи просто зарядженими тілам, і навіть діє ці об'єкти незалежно від цього, рухаються вони чи нерухомі. Якщо електрично заряджені тіла нерухомі у цій системі відліку, їх взаємодія здійснюється за допомогою електростатичного поля. Сили, що діють на заряди (заряджені частинки) з боку електростатичного поля, називають електростатичними силами.
Кількісною характеристикою силової дії електричного поляна заряджені частинки та тіла служить векторна величина Е, яка називається напруженістю електричного поля.
Розглянемо заряд q як «джерело» електричного поля, у якому з відривом r поміщений одиничний пробний заряд q / =+1, тобто. заряд, який викликає перерозподіл зарядів, створюють поле. Тоді за законом Кулона на пробний заряд діятиме сила
Отже, вектор напруженості електростатичного поляу цій точці чисельно дорівнює силі , що діє на пробний одиничний позитивний заряд q / , поміщений у цю точку поля
де – радіус – вектор, проведений від точкового заряду до досліджуваної точки поля. Одиницею виміру напруженості є = / . Напруженість спрямована по радіусу – вектору, проведеному з точки, у якій перебуває заряд, в точку А (убік від заряду, якщо заряд позитивний, і заряду – якщо заряд негативний).
Електричне поле називається однорідним, якщо вектор його напруженості однаковий переважають у всіх точках поля, тобто. збігається як за модулем, так і за напрямом. Прикладами таких полів є електростатичні поля рівномірно зарядженої нескінченної площини та плоского конденсаторадалеко від країв його обкладок. Для графічного зображення електростатичного поля користуються силовими лініями ( лінії напруженості) – уявними лініями, дотичні до яких збігаються з напрямком вектора напруженості у кожній точці поля (рис.10.4.- зображені суцільними лініями). Густота ліній визначається модулем напруженості у цій точці простору.
Лінії напруженості розімкнуті - вони починаються на позитивних і закінчуються на негативних зарядах. Силові лініїніде не перетинаються, тому що в кожній точці поля його напруженість має одне єдине значення і певний напрямок.
Розглянемо електричне поле двох точкових зарядів q 1і q 2 .
 |
Нехай – напруженість поля у точці а, що створюється зарядом q 1(без урахування другого заряду), а – напруженість поля заряду q 2 (без урахування першого заряду). Напруженість результуючого поля (за наявності обох зарядів) може бути знайдена за правилом складання векторів (за правилом паралелограма, рис. 10.5).
Напруженість електричного поля від кількох зарядів знаходиться за принципом суперпозиції електростатичних полів, згідно з яким напруженість результуючого поля, створюваного системою зарядів, дорівнює геометричній сумі напруженостей полів, створюваних у цій точці кожним із зарядів окремо.
Однією з основних завдань електростатики є оцінка параметрів поля за заданого, стаціонарного, розподілу зарядів у просторі. Один із способів вирішення подібних завдань заснований на принципі суперпозиції . Суть його наступного.
Якщо поле створюється кількома точковими зарядами, то пробний заряд q діє із боку заряду qk така сила, як і інших зарядів був. Результуюча сила визначиться виразом:
Т.к. , то - результуюча напруженість поля в точці, де розташований пробний заряд, так само підкоряється принципу суперпозиції :
 |
(1.4.1) |
Це співвідношення виражає принцип накладення або суперпозиції електричних полів і є важливою властивістю електричного поля. Напруженість результуючого поля системи точкових зарядів дорівнює векторній сумі напруженостей полів, створених у цій точці кожним з них окремо.
Розглянемо застосування принципу суперпозиції у разі поля, створеного електричною системою з двох зарядів з відстанню між зарядами, рівними l(Рис. 1.2).
Рис. 1.2
Поля, створювані різними зарядами, не впливають один на одного, тому вектор результуючого поля кількох зарядів може бути знайдений за правилом складання векторів (правило паралелограма)
 .
|
В даному випадку
і 
Отже,
 |
(1.4.2) |
Розглянемо інший приклад. Знайдемо напруженість електростатичного поля Е, що створюється двома позитивними зарядами q 1і q 2у точці А, що знаходиться на відстані r 1від першого та r 2від другого зарядів (рис. 1.3).
Рис. 1.3
Скористаємося теоремою косінусів:
| (1.4.3) |
Де 
.
Якщо поле створюється не точковими зарядами, то використовують звичайний у разі прийом. Тіло розбивають на нескінченно малі елементи і визначають напруженість поля, що створюється кожним елементом, потім інтегрують по всьому тілу:
| (1.4.4) |
Де – напруженість поля, зумовлена зарядженим елементом. Інтеграл може бути лінійним, за площею або за обсягом, залежно від форми тіла. Для вирішення подібних завдань користуються відповідними значеннями густини заряду:
- Лінійна щільність заряду, вимірюється в Кл / м;
- Поверхнева щільність заряду, вимірюється в Кл/м2;
– об'ємна щільність заряду, що вимірюється в Кл/м3.
Якщо ж поле створено складними формою зарядженими тілами і нерівномірно зарядженими, то використовуючи принцип суперпозиції, важко знайти результуюче поле.
формулі (1.4.4) бачимо, що – векторна величина:
 |
(1.4.5) |
Отже, інтегрування може виявитися непростим. Тому для обчислення часто використовують інші методи, які ми обговоримо в наступних темах. Однак у деяких відносно простих випадках ці формули дозволяють аналітично розрахувати .
Як приклади можна розглянути лінійний розподіл зарядів або розподіл заряду по колу.
Визначимо напруженість електричного поля у точці А(рис. 1.4) з відривом х від нескінченно довгого, лінійного, рівномірно розподіленого заряду. Нехай λ – заряд, що припадає на одиницю довжини.
Рис. 1.4
Вважаємо, що х – мало в порівнянні з довжиною провідника. Виберемо систему координат так, щоб вісь y збігалася із провідником. Елемент довжини dy, несе заряд Напруга електричного поля, що створюється цим елементом у точці А.
Кожен електричний зарядпевним чином змінює властивості навколишнього простору - створює електричне поле. Це поле виявляє себе в тому, що поміщений у якусь його точку інший, "пробний", заряд зазнає дії сили. Досвід показує, що сила , що діє на нерухомий заряд Q, може бути представлена як , де – напруженість електричного поля. Напруженість поля виявляється у вольтах на метр (В/м). Досвідчені факти свідчать, що напруженість поля системи точкових нерухомих зарядів дорівнює векторній сумі напруженостей полів, які б кожні із зарядів окремо: .
Це твердження називають принципом суперпозиції електричних полів.
Рівняння, що описують електростатичне поле у вакуумі, мають вигляд: 
(1)
- Вектор напруженості електричного поля, r - щільність зарядів, e 0 -Електрична постійна.
Для електростатичного поля, крім диференціальних рівнянь(1) справедливо інтегральне співвідношення, що називається теоремою Гауса.
Теорема Гауса.Потік вектора крізь довільну замкнуту поверхню S дорівнює сумі алгебри зарядів всередині цієї поверхні, поділеної на e 0 .
Ця теорема застосовується до розрахунку полів при симетричному розподілі зарядів. Наприклад, у разі рівномірно зарядженої нескінченної нитки, нескінченного циліндра, сфери, кулі.
Векторне поле, ротор якого дорівнює нулю, називається потенційним. Електростатичне поле потенційним, т.к.
Лінії напруженості електростатичного поля починаються на позитивних зарядах і закінчуються негативними.
В силу (2) в електростатичному полі робота сил поля при переміщенні заряду з однієї точки в іншу не залежить від шляху, яким проводиться це переміщення, а залежить тільки від початкової та кінцевої точок шляху. 
Доведемо це.
Розглянемо рух з точки А в точку В шляхом Г 1 і шляху Г 2 . Робота сил поля при переміщенні одиничного позитивного заряду по замкнутому контуру, що складається з шляхів Г1 і Г2 дорівнює
по теоремі Стокса цей інтеграл дорівнює , де S - поверхня, натягнута на контур, що розглядається. Але з (2) ==0. Таким чином, = 
=
=0, тобто,
.
Оскільки ротор градієнта завжди дорівнює нулю, то загальним рішеннямрівняння (2) є
Знак мінус виник історично, ніякого важливого значення не має. Але завдяки цьому знаку вектор напруги спрямований у бік зменшення потенціалу. p align="justify"> Електростатичний потенціал j дорівнює відношенню потенційної енергії взаємодії заряду з полем до величини цього заряду. Безпосередній фізичний сенс має різницю потенціалів двох точок поля, яка визначає роботу електростатичного поля з перенесення заряду з однієї точки до іншої.
Електростатичне поле описують або рівняннями (1) або рівнянням Пуассона для скалярного потенціалу j:
Рішення рівняння (4) має вигляд:
(5)