Elektrostatiikan

Elektrostatiikka on sähkömagnetismin osa-alue, joka tutkii sähkövarauksien ja niiden välisiä vuorovaikutuksia, kun varaukset ovat levossa eli liikkuvat suhteellisen hitaasti. Alue käsittelee pääasiassa sähkövarauksien ominaisuuksia, niiden jakautumista ja niiden aiheuttamia sähkökenttiä. Elektrostatiikka perustuu perusilmiöihin, kuten varauksien vetovoimaan ja hylkivään vuorovaikutukseen, jotka kuvataan Coulombin lain avulla.

Sähkövaraus on perusfysikaalinen ominaisuus, joka voi olla positiivinen tai negatiivinen. Samantyyppiset varaukset hylkivät toisiaan, kun taas vastakkaiset varaukset vetävät toisiaan puoleensa. Varaukset jakautuvat tasaisesti johtimissa ja niiden pinnalla, mikä johtuu varauksien vapaasta liikkuvuudesta. Eristeissä varaukset ovat kiinteässä asennossa, ja ne voivat kertyä pinnalleen, mikä aiheuttaa sähköistä kertymää.

Sähkökenttä kuvaa varauksien aiheuttamaa vaikutusta ympäristöön. Kenttä kuvaa voiman suuntaa ja voimakkuutta, jonka varaus kokee kentässä. Kenttä voidaan laskea Coulombin lain tai Gaussin lakin avulla. Elektrostatiikassa kenttä on staattinen, eli se ei muutu ajan kanssa, mikä yksinkertaistaa sen tutkimista.

Elektrostatiikan sovelluksia ovat muun muassa sähköstatiivinen suodatus, jossa pölyä ja hiukkasia poistetaan ilman tai nesteen virtauksesta varauksien avulla, sekä sähköstatiivinen maalaus, jossa maalipisaroita ohjataan varauksilla maalattavan pinnan päälle. Elektrostatiikka on myös tärkeä perusta sähkötekniikalle ja elektronisille laitteille.