L’elettrostatica è la disciplina scientifica che prevede lo studio di vari fenomeni causati da cariche elettriche lente o addirittura stazionarie. I ricercatori studiano l’interazione elettromagnetica, la forza che tiene insieme un campo elettromagnetico, di particelle subatomiche come elettroni e protoni. Queste particelle producono campi elettromagnetici essendo caricate elettricamente con una carica positiva o negativa. Essendo una delle quattro forze fondamentali della fisica, le forze elettromagnetiche interagiscono con le particelle in una varietà di modi, comprese le reazioni minime osservate nell’elettrostatica.
Tra un elettrone e un protone, la forza elettrostatica è molto forte, nonostante il suo aspetto debole. Ad esempio, un atomo di idrogeno, composto da un singolo elettrone e un singolo protone, ha una forza gravitazionale che li tiene insieme. Tuttavia, secondo l’ordine di grandezza della forza, la forza elettrostatica tra di loro è 1024 maggiore della gravità effettiva tra ciascuna particella subatomica. Lo stesso vale indipendentemente dall’atomo, poiché ciascuno contiene la stessa quantità di elettroni e protoni per bilanciare la carica.
L’equazione per stabilire questa teoria deriva da un fisico francese nel 1780 di nome Charles Augustin de Coulomb. Lavorando con teorie rudimentali sull’elettromagnetismo, determinò il livello di forza necessario per mantenere la coesione atomica nella forza elettromagnetica nonostante la distanza tra le cariche. Questa divenne nota come legge di Coulomb, una delle teorie fondamentali che definiscono la scienza dell’elettrostatica.
La conoscenza dell’elettrostatica era nota fin dall’antichità quando gli antichi greci notarono che l’ambra attirava particelle di luce quando veniva strofinata. Ciò li ha spinti a definire la parola elettrone, che alla fine ha creato la moderna terminologia dell’elettricità. Esempi contemporanei di fenomeni elettrostatici possono essere visti quando una persona si strofina un palloncino di gomma tra i capelli e lo attacca a un altro oggetto. Il palloncino manterrà una carica elettrostatica, attirandolo su un’altra superficie.
Gli scambi di carica avvengono ogni volta che due superfici entrano in contatto e si separano. Tuttavia, l’esempio più diffuso di elettrostatica si verifica in materiali che contengono una sorta di resistenza al flusso di elettricità. A causa del fatto che il trasferimento di cariche da o verso una superficie resistiva mantengono la loro carica per un periodo di tempo più lungo, rendendo possibile l’osservazione. Queste cariche alla fine perdono la loro coesione e vengono neutralizzate sotto forma di scarica. Questo è ciò che accade quando si verifica il fenomeno di uno shock statico.