Kwantitatief kan het elektrische veld beschreven worden door een grootheid, genaamd elektrische veldsterkte (E). Deze grootheid wordt gedefinieerd als de elektrische kracht per eenheid van lading op een hypothetische positieve testlading.
De SI-eenheid van elektrische veldsterkte is newton per coulomb (N/C) of ook volt per meter (V/m). (Deze twee eenheden zijn identiek.)
Deze definitie wordt beschreven in de formule
$$F_E = q \; E,$$
waar q de lading van een (test)deeltje is en E de elektrische veldsterkte ter plaatse van dat deeltje. Voor de richting van de kracht geldt:
- Als q positief geladen is, heeft de kracht FE dezelfde richting als het veld E.
- Als q negatief geladen is, is de richting van FE tegengesteld aan die van E.
Voorbeeld: Op een bepaald punt in de ruimte heeft het elektrische veld een sterkte van 7000 N/C in oostelijke richting. Een geladen deeltje met q = –300 μC wordt op dit punt geplaatst. Bepaal de grootte en richting van de elektrische kracht op het deeltje.
Omdat het deeltje negatief geladen is, is de kracht tegengesteld gericht aan E, ofwel naar het westen. De grootte van de kracht is
$F= q \; E = 300 \cdot 10^{-6} \; \text{C} \cdot 7000 \; \text{N/C} = 2{,}1 \; \text{N}.$
Om de veldsterkte op een gegeven punt te bepalen, doet men net alsof zich daar een lading van +1 C bevindt. Dan berekent men de resultante kracht die deze lading zou ondervinden ten gevolge van elektrische aantrekking en afstoting.
Voorbeeld: Hoe sterk is het elektrisch veld op 60 cm ter rechterzijde van een plastic bol met 20 μC negatieve lading? Wat is de richting?
Merk ten eerste op dat een symmetrisch geladen bol zich gedraagt als een puntlading in het midden van de bol.
Pas dus de wet van Coulomb toe met Q = 20 μC en d = 60 cm, op een testlading q = +1 C:
$$F_E = k \frac{Q \; q}{d^2} = 8{,}99 \cdot 10^9 \cdot \frac{(20 \cdot 10^{-6}) \cdot 1}{(0{,}60)^2}= 500 \; 000 \; \text{N}.$$
Dus is de veldsterkte E = 500 000 N/C. Omdat de bol negatief geladen is, wijst het veld naar de bol toe, ofwel naar links.
