Elektrostatik ist die wissenschaftliche Disziplin, die sich mit der Untersuchung verschiedener Phänomene befasst, die durch sich langsam bewegende oder sogar stationäre elektrische Ladungen verursacht werden. Forscher untersuchen die elektromagnetische Wechselwirkung, die Kraft, die ein elektromagnetisches Feld zusammenhält, von subatomaren Teilchen wie Elektronen und Protonen. Diese Partikel erzeugen elektromagnetische Felder, indem sie entweder mit einer positiven oder negativen Ladung elektrisch geladen werden. Als eine der vier fundamentalen Kräfte der Physik interagieren elektromagnetische Kräfte auf vielfältige Weise mit Teilchen, einschließlich der minimalen Reaktionen, die in der Elektrostatik beobachtet werden.
Zwischen einem Elektron und einem Proton ist die elektrostatische Kraft trotz ihres schwachen Aussehens sehr stark. Zum Beispiel hat ein Wasserstoffatom, das aus einem einzelnen Elektron und einem einzelnen Proton besteht, eine Gravitationskraft, die sie zusammenhält. Allerdings ist die elektrostatische Kraft zwischen ihnen entsprechend der Größenordnung der Kraft 1024 mehr als die tatsächliche Schwerkraft zwischen jedem subatomaren Teilchen. Das gleiche gilt unabhängig vom Atom, da jedes die gleiche Menge an Elektronen und Protonen enthält, um die Ladung auszugleichen.
Die Gleichung zur Aufstellung dieser Theorie stammt von einem französischen Physiker namens Charles Augustin de Coulomb in den 1780er Jahren. Er arbeitete mit rudimentären Theorien über den Elektromagnetismus und bestimmte das Kraftniveau, das erforderlich ist, um den atomaren Zusammenhalt der elektromagnetischen Kraft trotz des Abstands zwischen den Ladungen aufrechtzuerhalten. Dies wurde als Coulomb-Gesetz bekannt, eine der grundlegenden Theorien, die die Wissenschaft der Elektrostatik definieren.
Das Wissen über Elektrostatik war seit der Antike bekannt, als die alten Griechen bemerkten, dass Bernstein beim Reiben Lichtteilchen anzog. Dies veranlasste sie, das Wort Elektron zu definieren, das schließlich die moderne Terminologie der Elektrizität schuf. Zeitgenössische Beispiele für elektrostatische Phänomene können gesehen werden, wenn sich eine Person einen Gummiballon ins Haar reibt und ihn an einen anderen Gegenstand klebt. Der Ballon behält eine elektrostatische Ladung und zieht ihn an eine andere Oberfläche.
Ladungsaustausch findet jedes Mal statt, wenn zwei Oberflächen in Kontakt kommen und sich trennen. Das häufigste Beispiel für Elektrostatik tritt jedoch bei Materialien auf, die eine Art Widerstand gegen den Stromfluss aufweisen. Aufgrund der Tatsache, dass die Übertragung von Ladungen von oder auf eine ohmsche Oberfläche ihre Ladung über einen längeren Zeitraum behält, was eine Beobachtung ermöglicht. Diese Ladungen verlieren schließlich ihren Zusammenhalt und werden in Form von Entladungen neutralisiert. Dies geschieht, wenn das Phänomen eines statischen Schocks auftritt.