Elektrostaatikas

Elektrostaatikas yra klasikinės fizikos šaka, nagrinėjanti sustingusių elektrinių krūvių tarpusavio jėgas, sukeliamus elektrinius laukus ir jų potencialą. Ji tiria, kaip krūviai įtakoja erdvę, kokie laukų tipai susidaro ir kaip šie reiškiniai taikomi praktiškai.

Pagrindiniai principai: Coulombo dėsnis aprašo jėgą tarp dviejų krūvių: F = k q1 q2 / r^2. Elektrinis laukas yra E = F/q, todėl E = k q / r^2. Potencialas V susijęs su lauku per E = -dV/dl (arba E = -∇V).

Gauss dėsnis teigia, kad ∮ E · dA = Q_enc/ε0, o lauko divergencija yra ∇·E = ρ/ε0. Dielektrikai keičia lauką per permittivity ε = εr ε0, todėl E dažnai mažėja lyginant su vakuumu. Elektros statikos požiūriu laidininkai įgyja pusiausvyrą, o jų viduje laukas yra nulis.

Konduktoriai: kai krūviai pasiskirsto statikoje, jie telpa į paviršius ir suformuoja laukus aplink. Dielektrikai keičia lauką ir leidžia kurti didesnes ar mažesnes kondensatorių gebos. Superpozicija leidžia prognozuoti lauką, kai yra keli krūviai ar objektai.

Taikymas: kondensatoriai ir daugelis elektronikos įrenginių, elektrostatiniai filtrai oro valymui, xerografija (kopijavimas) ir lazeriniai spausdintuvai. Istorija: Coulombo dėsnis buvo išvestas 18 a. pabaigoje; vėliau Gauss, Faraday ir Maxwell išplėtojo šias idėjas į viso elektromagnetizmo teoriją, kur elektrostatika yra statinės dalies dalis.