elektrostatycznej

Elektrostatyka to dział fizyki zajmujący się właściwościami i oddziaływaniem ładunków elektrycznych w stanie spoczynku. Bada zależności między ładunkami, siły przyciągania i odpychania oraz rozmieszczenie ładunków na ciałach przewodnikowych i izolujących. W elektrostatyce rozróżnia się pola elektrostatyczne wytwarzane przez stałe ładunki oraz ich wpływ na rozmieszczenie ładunków i ruch cząstek w ograniczonych odległościach.

Podstawowym opisem jest prawo Coulomba: siła między dwoma ładunkami q1 i q2 oddalonymi o odległość r wynosi F = k q1 q2 / r^2, gdzie k = 1/(4π ε0). Działanie siły wyznacza kierunek wzdłuż linii łączącej ładunki i powoduje przyciąganie lub odpychanie. Pole elektryczne E to siła na jednostkowy ładunek: E = F/q; dla ładunku punktowego E = k q / r^2. Potencjał elektryczny V jest pracą potrzebną do przemieszczania ładunku testowego; różnica potencjałów ΔV między punktami P i Q to -∫_P^Q E·dl.

W układach z przewodnikami ładunki gromadzą się na powierzchniach; we wnętrzu przewodnika panuje E = 0. W dielektrykach zachodzi polarizacja ładunków, co wpływa na wartość permittivity ε = ε0 εr. Gauss’s law wyraża się wzorem ∮ E·dA = Q_enc/ε0, co ułatwia obliczanie pól w konfiguracjach o symetrii. Elektrostatyka stanowi fundament dla obliczeń pojemności i pola w układach z kondensatorami oraz dla zrozumienia interakcji w zestawach izolowanych.

Zastosowania obejmują elektrostatyczne oczyszczanie gazów i pyłów (elektrostatyczne filtry), natryskiwanie farb i tworzyw elektrostatycznie naładowanych, kserografię i inne procesy drukarskie. Bezpieczeństwo związane z elektrostatyką dotyczy także wyładowań elektrostatycznych (ESD) w elektronice oraz wysokich napięć w przemyśle.