STRUKE:

elektrostatika

elektrostatika (elektro- + -statika), grana fizike koja se bavi istraživanjem polja, sila i pojava nastalih među električnim nabojima koji miruju. Prvi je Tales iz Mileta (600 pr. Kr.) pisao da jantar (grč. ἤλεϰτρον, ḗlektron), kada se tare, privlači sitne čestice tvari, a William Gilbert otkrio je da i druge tvari, a ne samo jantar, imaju »električno« svojstvo. Pojavu električnoga odbijanja prvi je 1672. opazio Otto von Guericke, a 1663. konstruirao je prvi elektrostatički stroj na trenje. Razliku među vodičima i izolatorima otkrio je Stephen Gray, francuski kemičar Charles François de Cisternay Du Fay utvrdio je 1734. različitost električnog naboja nastalog trljanjem stakla od naboja nastalog trljanjem smole, a Georg Christoph Lichtenberg nazvao je pozitivnim električni naboj nastao trljanjem stakla. Oko 1747. Benjamin Franklin konstatirao je da se pri trenju stvaraju uvijek jednake količine pozitivnog i negativnog električnog naboja. Istraživanjem sila koje djeluju među električnim nabojima bavili su se Henry Cavendish i Joseph Priestley, a zakon o ovisnosti privlačne ili odbojne sile o nabojima i udaljenosti među nabojima, a osnovi pokusa formulirao, Charles Augustin de Coulomb, pa se po njemu mjerna jedinica električnog naboja naziva kulon (C). Prema Coulombovu zakonu sila F koja djeluje između dvaju točkastih električnih naboja Q i Q′ razmjerna je produktu obaju naboja, a obrnuto razmjerna kvadratu njihova razmaka r:

F = 1/ε · QQ′/r² .

U faktoru razmjernosti 1/4πε veličina ε je dielektrična permitivnost izolatora postavljenog među električnim nabojima. Za vakuum ona je ε0 i naziva se dielektrična permitivnost vakuuma.

Sila F je vektor, pa je i jakost električnog polja E vektorska veličina, a kao smjer električnoga polja uzima se onaj smjer u kojem djeluju sile na pozitivni naboj. Električno polje može se opisati i skalarnim veličinama, potencijalima φ. Električni naboji mogu pod utjecajem električnih sila obavljati rad, a to znači da u svakoj točki polja električni naboj Q′ ima izvjesnu potencijalnu energiju (potencijal) s obzirom na neku referentnu točku u polju kojoj se pripisuje potencijal φ = 0. To je obično vrlo udaljena točka u polju ili Zemlja. Sve točke u polju koje imaju isti potencijal leže na ekvipotencijalnim plohama.

Za električni naboj Q električni potencijal neke točke na udaljenosti r iznosi φ = 1/ε · Q/r. Budući da je razlika potencijala među dvjema točkama u elektrostatičkom polju jednaka električnom naponu među tim točkama, to će u elektrostatici, gdje naboji miruju, sve točke nekog vodiča biti na istom električnom potencijalu, jer bi inače zbog napona došlo do gibanja naboja. Iz odnosa Uab = φa – φb proizlazi da se električni potencijal i električni napon mjere istom mjernom jedinicom volt (V), a jakost električnog polja mjeri se u voltima po metru (V/m).

elektrostatika. Hrvatska enciklopedija, mrežno izdanje. Leksikografski zavod Miroslav Krleža, 2018. Pristupljeno 12.12.2018. <http://www.enciklopedija.hr/Natuknica.aspx?ID=17670>.