Elektrostatyka to dział fizyki zajmujący się badaniem ładunków elektrycznych w stanie spoczynku oraz siłami działającymi między nimi.
Podstawową jednostką w elektrostatyce jest ładunek elektryczny. Występuje on w dwóch odmianach: dodatniej i ujemnej. Ładunki tego samego znaku odpychają się, natomiast ładunki o przeciwnych znakach przyciągają się. Jest to zasada działania tak zwanej prawa Coulomba.
Kolejnym kluczowym pojęciem jest pole elektryczne. Jest to obszar przestrzeni wokół ładunku elektrycznego, w którym inne ładunki doświadczają działania siły. Pole elektryczne jest wielkością wektorową, posiadającą zarówno wartość (natężenie pola), jak i kierunek.
Must Read
Potencjał elektryczny to kolejna ważna wielkość. Jest to skalarna wielkość opisująca energię potencjalną jednostkowego ładunku dodatniego umieszczonego w danym punkcie pola elektrycznego. Różnica potencjałów między dwoma punktami nazywana jest napięciem.
Przewodniki to materiały, w których ładunki elektryczne mogą się swobodnie poruszać (np. metale). Izolatory natomiast to materiały, w których ruch ładunków jest znacznie utrudniony (np. guma, szkło). W stanie równowagi elektrostatycznej, wewnątrz przewodnika ładunek elektryczny znajduje się wyłącznie na jego powierzchni.
Zjawisko indukcji elektrostatycznej polega na rozdziale ładunków w obiekcie pod wpływem obecności innego naelektryzowanego ciała, bez bezpośredniego kontaktu. Powoduje to pojawienie się indukowanego ładunku dodatniego i ujemnego wewnątrz obiektu.
Jako prosty przykład, rozważmy dwa naelektryzowane balony. Jeśli oba balony naelektryzujemy pocierając je o wełnę, oba uzyskają ładunek tego samego znaku (np. ujemny). Po zbliżeniu ich do siebie, będą się one odpychać, co można zaobserwować jako oddalanie się balonów.
Innym prostym przykładem jest tarcie grzebienia o suchy włos. Grzebień może wtedy przyciągać drobne kawałki papieru. Włos przekazuje ładunek grzebieniowi, tworząc między nimi siłę przyciągania.
Elektrostatyka ma liczne zastosowania w życiu codziennym i technice. Jednym z przykładów jest działanie kserokopiarek, które wykorzystują elektrostatykę do przyciągania tonera do naelektryzowanego bębna. Również filtry elektrostatyczne w przemyśle stosowane do oczyszczania powietrza z pyłów i zanieczyszczeń opierają się na zasadach elektrostatyki.
