Elektrostaaliset

Elektrostaaliset ilmiöt tarkoittavat staattisten sähkövarauksien ja niiden synnyttämän sähköisen kentän tutkimista sekä näiden välillä ilmenneitä vuorovaikutuksia. Staattinen varaus pysyy kappaleessa; samanmerkkiset varaukset hylkivät, erimerkkiset varaukset houkuttelevat. Coulombin laki määrittelee voiman kahden pistevarauksen välillä: F = k q1 q2 / r^2. Sähkökenttä E antaa tämän voiman per varaus: F = qE. Sähkökentän potentiaali V ja kenttä E liittyvät toisiinsa, ja Gaussin laki sekä muut Maxwellin yhtälöt muodostavat teoreettisen pohjan elektrostaattisille ilmiöille. Tyypillisesti elektrostaattiset ilmiöt ovat staattisia tai hyvin hitaasti muuttuvia, jolloin magneettikenttien vaikutukset ovat vähäisiä.

Triboelectrinen varautuminen tapahtuu materiaaleja hieroessa tai koskettaessa: elektronit siirtyvät, jolloin erimerkkiset varaukset syntyvät. Varausten purkautuminen voi ilmetä kipinöinä tai sähköisenä purkauksena, ja se voi aiheuttaa häiriöitä elektroniikassa tai turvallisuusriskin.

Sovellukset ja käyttöalueet: elektrostaattiset suodattimet keräävät ilmasta pieniä hiukkasia hyödyntäen varautuneita partikkeleita. Kopiointi ja tulostus sekä kuva- ja pintakäsittelyprosesseissa käytetään elektrostaattisia voimia kuvan tai aineen levittämisen hallintaan. Elektrostaattisia periaatteita sovelletaan myös erilaisiin pinnoitus- ja pölynhallintajärjestelmiin.

Historia ja teoria: 1700-luvulla Coulombin lain muotoja ja varauksia koskeva tutkimus loi elektrostaattisten ilmiöiden perustan. Nykyisin elektrostaattiset ilmiöt kuuluvat sähkömagneettiseen teoriaan, jonka yleismaailmallisesti kuvaavat Maxwellin yhtälöt.