Elektrostatik

Eski çağlardan beridir kehribar gibi bazı maddelerin sürtünmeden sonra bazı hafif maddeleri çektiği bilinirdi. Yunanca kehribar(amber, elektron) elektrik kelimesinin kaynağıdır. Elektrostatik; elektrik yüklerinin bir birine kuvvet uygulamasından doğar, Coulomb yasası ve Gauss yasası ile incelenir. Elektrostatiksel olarak oluşturulan kuvvet zayıf olarak düşünülse de, hidrojen atomundaki elektron ile proton arasındaki elektrostatik kuvvet kütle-çekim kuvvetinin büyüklük olarak 40 katıdır.

Elektrostatik bir yüzeyin başka bir yüzeyle temas etmesi sonucu yüklerin bir yüzeyde birikmesine yol açar. Yük değiş tokuşu yüzeylerin birbirine her temas edişinde gerçekleşmesine rağmen, yük değiş tokuşunun etkisi sadece yüzeylerin en az birinin daha elektrik akımı için daha yüksek bir rezistans değerine sahip olduğu zaman görülür. Çünkü yüksek rezistanslı yüzeyden gelecek veya yüzeye girecek yükler kendi etkilerinin görünebilmesi için daha az veya daha çok süre orada kalacaktır. Bu yükler toprağa boşalana kadar veya aniden deşarj ile nötr hale gelene kadar objenin üzerinde kalacaktır; örneğin bilinen bir olay olan durgun 'şok' cismin yalıtkan bir yüzeye dokunması sonucu cismin üzerindeki yüklerin nötrleştirilmesi sonucu oluşur.

Elektrostatiğin temel denklemi iki yük arasındaki kuvveti açıklayan Coulomb Kanunudur. İki yük ve arasındaki Elektrostatik kuvvetin büyüklüğü yüklerin büyüklüklerinin çarpımı ile doğru orantılı iken, yarıçapı yükler arası uzaklığa eşit olan kürenin yüzey alanı ile ters orantılıdır.

Başka bir deyişle, Elektrostatik manyetik veya elektrik alanının yokluğuna ihtiyaç duymaz, daha çok, manyetik ve elektrik alanının varolmasına fakat zamanla değişmemesine, veya en kötü durumda, zamanla çok az değişmesine ihtiyaç duyar. Bazı problemlerde, elektrostatiğin ve manyetostatikin her ikisi de doğru öngörüler için gereklidir, fakat birbiri arasındaki eşleşme hâlen yoksayılabilir.

Triboelektrik Etkisi belirli materyallerin birbirine dokundurulması ve daha sonra ayrılması sonucu elektriksel olarak yüklenmesi olarak tanımlanan bir çeşit dokunma ile elektriklenme etkisidir. Materyallerden birisi pozitif bir yükle yüklendiğinde diğeri pozitif yüke eşit negatif bir yük elde eder. Oluşturulan yüklerin Polarizasyonu ve gücü materyale, yüzey pürüssüzlüğüne, sıcaklığa, gerilmeye ve diğer özelliklere bağlı değişir. Örneğin kehribar yün ile sürtünmesi sonucu elektriksel yük kazanabilir. Bu özellik ilk olarak Thales tarafından bulunmuş olup, bu buluş insanlık tarafından saptanan ilk elektriksel olaydır. Camın ipek ile, sert kauçuğun kürk ile sürtünmesi materyallerin önemli sayıda yük kazandığını gösteren diğer örneklerdir.

Yüzey yüklerindeki dengesizliğin varlığı o objenin itici veya çekici kuvvetler uygulayabileceğini gösterir. Statik elektiğe sebep olan bu yüzey yüklerindeki dengesizlik iki farklı yüzeyi birbirlerine dokundurulması ve ayrılması sonucu dokunarak elektriklenme ve triboelektrik etkisi sayesinde oluşturulabilir. İki yalıtkan objeyi birbirine sürtmek büyük bir statik elektrik oluşturur. Bu sadece sürtünmenin etkisi değildir; iki farklı yalıtkan cismin birinin diğerinin üzerine yerleştirilmesi sonucu yüklenebilirler. Çoğu yüzey pürüzlü bir dokuya sahip olduğu için, bu yüklenme sürtünme ile elektriklenmeden daha uzun sürecektir. Objeleri birbirlerine sürtmek iki yüzey arasındaki yapışkan teması arttıracaktır. Genellikle yalıtkanlar yüzey yük oluşturmada ve saklamada kullanışlıdırlar. Bu cisimlere örnek olarak silgi, plastik, ve cam verilebilir. İletken cisimler örneğin metal bir yüzeyin katı veya sıvı bir yalıtkan ile etkileşmesi hariç nadiren yük dengesizliği oluştururlar. Dokunma ile elektriklenmede yükler objelerin yüzeylerinde birikir.Elektrostatik Jeneratörler bu etkiye bağlı olarak yapılan düşük akımlarda yüksek voltajlar üreten ve de fizik sınıfı gösterimlerinde kullanılan aletlerdir.