Sähköstaattisten

Sähköstaattisuus, tai elektrostatikka, on fysiikan osa-alue, joka tutkii staattisten sähkövarausten välisiä vuorovaikutuksia sekä niihin liittyviä sähkökenttiä ja -potentiaaleja. Keskeinen ilmiö on Coulombin laki: F = k q1 q2 / r^2, jolla kuvataan kahden pistevarausten välistä voimaa. Sähkövaraus ja kenttä määritellään siten, että sähköinen kenttä E = F/q ja potentiaali V liittyvät toisiinsa, ja potentiaaliero määrittää työn varausten siirtämisessä. Kenttä on konservatiivinen.

Käytännön laskuissa hyödynnetään Gaussin lakia ∮E·dA = Qenc/ε0 sekä superpositioperiaatetta: kokonaiskenttä on kaikkien varausten vaikutusten summa. Dielektriset aineet vaikuttavat kenttään niiden permittiviyden kautta, mikä muuttaa kentän voimakkuutta. Kapasitanssi määritellään C = Q/V, ja energian varastointi kappaleessa on U = 1/2 CV^2.

Sovelluksia on monilla aloilla. Elektrostaattiset saostimet poistavat hiukkasia päästöistä. Kopiointi- ja tulostusmenetelmät hyödyntävät varausten hallintaa tonerien siirtämiseksi paperille. Kondensaattorit ja muut eristeet ovat keskeisiä komponentteja elektroniikassa. Sähköstaattiset ilmiöt ovat myös tärkeitä materiaalipinnoituksissa ja ilmanpuhdistuksessa.

Turvallisuus: sähköstaattiset purkaukset (ESD) voivat vaurioittaa herkkiä komponentteja, minkä vuoksi maadoitus ja antistaattiset käytännöt ovat olennaisia osia työ- ja tuotantoprosesseissa. Nykyteoriaan kuuluvat Maxwellin yhtälöt, jotka yhdistävät sähkö- ja magneettikentät sähkömagnetsisessa sovelluksessa.