Elektrostatismi

Elektrostatismi (elektrostatika) je grana fizike koja se bavi električnim nabojima u mirovanju i poljima koja naboji stvaraju. U statičkom stanju raspodjela naboja ne mijenja se s vremenom, pa su polja i električni potencijali vremenski stabilni. Osnovni zakoni su Coulombov zakon, Gaussov zakon i princip superpozicije. Coulombov zakon opisuje silu između dva točka naboja: F = k q1 q2 / r^2. Električno polje definira se kao sila po jedinici naboja, E = F/q, a veza s potencijalom data je E = -∇V. Gaussov zakon u integralnoj formi glasi ∮ E·dA = Q_encl/ε0, a u diferencijalnoj ∇·E = ρ/ε0. U medijima polje se prilagođava permittivnošću ε = ε0 εr, a kapacitet između dviju ploča iznosi C = ε A/d, dok pohranjena energija iznosi U = 1/2 C V^2. Zakon superpozicije dopušta da se ukupno polje dobije zbrajanjem doprinosa svih naboja.

Elektrostatismi se bavi pojavama poput raspodjele naboja na provodnicima, induciranja naboja, površinskog naboja te granica između različitih medija. U tehničkim primjenama koriste se kondenzatori, elektrostatčko bojenje i lakiranje, xerografija (tiskanje tonera na električki nabojem manipulirane površine) i elektrostatčki precipitatori za uklanjanje čestica iz zraka. Ove primjene oslanjaju se na visoke napone i kontrolu polja, uzimajući u obzir mogućnosti električnog proboja.

Historija elektrostatistike uključuje ključne doprinose Charlesa Coulomba i Čarlsa Gaussa u 18. stoljeću. Danas je elektrostatika temelj za razumijevanje elektrodinamičkih procesa i dio šire teorije Maxwellovih jednadžbi, osobito u statičkim ili quasi-statičkim slučajevima kada se dinamika elektromagnetskih valova može zanemariti.