इलेक्ट्रोस्टाटिक्स

स्थिरवैद्युतिकी भौतिकी की एक शाखा है जो धीमी गति से चलने वाले या स्थिर विद्युत आवेशों का अध्ययन करती है।

शास्त्रीय काल से, यह ज्ञात है कि कुछ सामग्रियां, जैसे एम्बर, रगड़ने के बाद हल्के कणों को आकर्षित करती हैं। इस प्रकार एम्बर के लिए ग्रीक भाषा का शब्द, ἤλεκτρον (ḗlektron), ' बिजली ' शब्द का स्रोत था। इलेक्ट्रोस्टैटिक घटनाएं उन बलों से उत्पन्न होती हैं जो विद्युत आवेश एक दूसरे पर लगाते हैं। ऐसी शक्तियों का वर्णन कूलम्ब के नियम द्वारा किया गया है।

इलेक्ट्रोस्टैटिक घटना के कई उदाहरण हैं, जैसे कि प्लास्टिक रैप के एक पैकेज से हटाए जाने के बाद किसी के हाथ में आकर्षण, अनाज सिलोस के स्पष्ट रूप से सहज विस्फोट, निर्माण के दौरान इलेक्ट्रॉनिक घटकों की क्षति, और फोटोकॉपियर और लेजर के कई उदाहरण हैं। मुद्रण कार्य। इलेक्ट्रोस्टैटिक्स में अन्य सतहों के संपर्क के कारण वस्तुओं के  इंटरफ़ेस (मामला) पदार्थ) पर चार्ज का निर्माण शामिल है। हालांकि चार्ज एक्सचेंज तब होता है जब कोई भी दो सतह संपर्क और अलग होती है, चार्ज एक्सचेंज के प्रभाव आमतौर पर केवल तभी देखे जाते हैं जब कम से कम एक सतह में विद्युत प्रवाह के लिए उच्च प्रतिरोध (विद्युत) होता है, क्योंकि ट्रांसफर करने वाले चार्ज लंबे समय तक वहां फंस जाते हैं। उनके प्रभावों को देखने के लिए पर्याप्त समय है। ये आवेश तब तक वस्तु पर बने रहते हैं जब तक कि वे या तो जमीन पर बह जाते हैं, या  स्थिरविद्युत निर्वाह द्वारा जल्दी से निष्प्रभावी हो जाते हैं। स्थैतिक झटके की परिचित घटना शरीर में इंसुलेटेड सतहों के संपर्क से निर्मित आवेश के निष्प्रभावी होने के कारण होती है।

कूलम्ब का नियम
कूलम्ब का नियम कहता है कि:

'दो बिंदु आवेशों के बीच आकर्षण या प्रतिकर्षण के इलेक्ट्रोस्टैटिक बल का परिमाण आवेशों के परिमाण के गुणनफल के समानुपाती होता है और उनके बीच की दूरी के वर्ग के व्युत्क्रमानुपाती होता है।'

बल उन्हें मिलाने वाली सीधी रेखा के अनुदिश है। यदि दो आवेशों का चिन्ह समान है, तो उनके बीच स्थिरवैद्युत बल प्रतिकर्षण है; यदि उनके अलग-अलग चिन्ह हैं, तो उनके बीच का बल आकर्षक है।

यदि $$r$$ दो आवेशों के बीच की दूरी ( मीटर की दूरी पर में) है, तो दो बिंदु आवेशों के बीच बल ( न्यूटन (इकाई)  में) $$q$$ तथा $$Q$$ ( कूलम्ब  में) है:
 * $$F = \frac{1}{4\pi \varepsilon_0}\frac{qQ}{r^2}= k_0\frac{qQ}{r^2}\, ,$$

जहां ई0 निर्वात पारगम्यता, या मुक्त स्थान की पारगम्यता है:
 * $$\varepsilon_0 \approx 8.854\ 187\ 817 \times 10^{-12} \;\; \mathrm{C^2\ N^{-1}\ m^{-2}}.$$

. की इकाइयों की अंतर्राष्ट्रीय प्रणाली 0 समान रूप से  एम्पेयर. हैं2 दूसरा 4 किग्रा-1m−3 या कूलम्ब2न्यूटन (इकाई)-1m−2 या फैराड एम-1. कूलम्ब का स्थिरांक है:


 * $$ k_0 = \frac{1}{4\pi\varepsilon_0}\approx 8.987\ 551\ 792 \times 10^9 \;\; \mathrm{N\ m^2\ C}^{-2}.$$

एक एकल प्रोटॉन में e का आवेश होता है, और इलेक्ट्रॉन पर -e का आवेश होता है, जहाँ,
 * $$ e = 1.602\ 176\ 634 \times 10^{-19}\;\; \mathrm{C}.$$

ये भौतिक स्थिरांक  (ε0, क0, ई) वर्तमान में परिभाषित हैं ताकि ई बिल्कुल परिभाषित हो, और ε0 और को0 मापी गई मात्राएँ हैं।

विद्युत क्षेत्र
विद्युत क्षेत्र, $$\vec{E}$$, न्यूटन (इकाई) प्रति कूलम्ब या वाल्ट  प्रति मीटर की इकाइयों में, एक सदिश क्षेत्र है जिसे हर जगह परिभाषित किया जा सकता है, बिंदु आवेशों के स्थान को छोड़कर (जहां यह अनंत तक विचलन करता है)। इसे इलेक्ट्रोस्टैटिक बल के रूप में परिभाषित किया गया है $$\vec{F}\,$$ कूलम्ब के नियम के कारण बिंदु पर एक काल्पनिक छोटे परीक्षण आवेश पर न्यूटन में, आवेश के परिमाण से विभाजित $$q\,$$ कूलम्ब्स में
 * $$\vec{E} = {\vec{F} \over q}$$

विद्युत क्षेत्र की कल्पना करने के लिए फील्ड लाइन  उपयोगी होती है। क्षेत्र रेखाएँ धनात्मक आवेश से शुरू होती हैं और ऋणात्मक आवेश पर समाप्त होती हैं। वे प्रत्येक बिंदु पर विद्युत क्षेत्र की दिशा के समानांतर हैं, और इन क्षेत्र रेखाओं का घनत्व किसी भी बिंदु पर विद्युत क्षेत्र के परिमाण का एक माप है।

के संग्रह पर विचार करें $$N$$ आवेश के कण $$Q_i$$, बिंदुओं पर स्थित $$\vec r_i$$ (स्रोत बिंदु कहा जाता है), विद्युत क्षेत्र at $$\vec r$$ (क्षेत्र बिंदु कहा जाता है) है:


 * $$ \vec{E}(\vec r)

=\frac{1}{4\pi \varepsilon _0}\sum_{i=1}^N \frac{\widehat\mathcal R_i Q_i}{\left \|\mathcal\vec R_i \right \|^2} ,$$ कहाँ पे $$\vec\mathcal R_i = \vec r - \vec r_i ,$$ स्रोत बिंदु से विस्थापन वेक्टर है $$\vec r_i$$ क्षेत्र बिंदु के लिए $$\vec r$$, तथा $$ \widehat\mathcal R_i = \vec\mathcal R_i / \left \|\vec\mathcal R_i \right \|$$ एक इकाई वेक्टर  है जो क्षेत्र की दिशा को इंगित करता है। मूल बिंदु पर एक बिंदु आवेश के लिए, इस विद्युत क्षेत्र का परिमाण है $$E =k_eQ/\mathcal R^2,$$ और सकारात्मक होने पर उस चार्ज से दूर इंगित करता है। तथ्य यह है कि व्यक्तिगत स्रोत कणों के कारण सभी योगदानों को जोड़कर बल (और इसलिए क्षेत्र) की गणना की जा सकती है, यह सुपरपोजिशन सिद्धांत का एक उदाहरण है। आवेशों के वितरण द्वारा उत्पन्न विद्युत क्षेत्र को आयतन आवेश घनत्व द्वारा दिया जाता है $$\rho (\vec r)$$ और इस राशि को  ट्रिपल इंटीग्रल  में परिवर्तित करके प्राप्त किया जा सकता है:


 * $$\vec{E}(\vec r)= \frac {1}{4 \pi \varepsilon_0} \iiint \frac {\vec r - \vec r \,'}{\left \| \vec r - \vec r \,' \right \|^3} \rho (\vec r \,') \, \mathrm{d}^3 r\,'$$

गॉस का नियम
गॉस का नियम कहता है कि किसी विद्युत क्षेत्र में खींची गई किसी भी आकृति के मुक्त स्थान में किसी भी बंद सतह के माध्यम से कुल विद्युत प्रवाह सतह से घिरे कुल विद्युत आवेश के समानुपाती होता है। गणितीय रूप से, गॉस का नियम एक अभिन्न समीकरण का रूप लेता है:


 * $$\oint_S\vec{E} \cdot\mathrm{d}\vec{A} = \frac{1}{\varepsilon_0}\,Q_\text{enclosed} = \int_V{\rho\over\varepsilon_0}\cdot \mathrm{d}^3 r,$$

कहाँ पे $$\mathrm{d}^3 r =\mathrm{d}x \ \mathrm{d}y \ \mathrm{d}z$$ मात्रा तत्व है। यदि चार्ज सतह पर या एक रेखा के साथ वितरित किया जाता है, तो प्रतिस्थापित करें $$\rho\,\mathrm{d}^3r$$ द्वारा $$\sigma \, \mathrm{d}A$$ या $$\lambda \, \mathrm{d}\ell$$. विचलन प्रमेय गॉस के नियम को विभेदक रूप में लिखने की अनुमति देता है:


 * $$\vec{\nabla}\cdot\vec{E} = {\rho\over\varepsilon_0}.$$

कहाँ पे $$\vec{\nabla} \cdot$$ विचलन  है।

पॉइसन और लाप्लास समीकरण
इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षमता की परिभाषा, गॉस के नियम (उपरोक्त) के अंतर रूप के साथ संयुक्त, संभावित Φ और चार्ज घनत्व ρ के बीच संबंध प्रदान करती है:
 * $${\nabla}^2 \phi = - {\rho\over\varepsilon_0}.$$

यह संबंध पॉइसन समीकरण का एक रूप है। अयुग्मित विद्युत आवेश की अनुपस्थिति में, समीकरण लाप्लास का समीकरण बन जाता है:
 * $${\nabla}^2 \phi = 0,$$

इलेक्ट्रोस्टैटिक सन्निकटन
इलेक्ट्रोस्टैटिक सन्निकटन की वैधता इस धारणा पर टिकी हुई है कि विद्युत क्षेत्र अतार्किक है:
 * $$\vec{\nabla}\times\vec{E} = 0.$$

फैराडे के प्रेरण के नियम | फैराडे के नियम से, यह धारणा समय-भिन्न चुंबकीय क्षेत्रों की अनुपस्थिति या निकट-अनुपस्थिति का तात्पर्य है:
 * $${\partial\vec{B}\over\partial t} = 0.$$

दूसरे शब्दों में, इलेक्ट्रोस्टैटिक्स को चुंबकीय क्षेत्र या विद्युत धाराओं की अनुपस्थिति की आवश्यकता नहीं होती है। बल्कि, यदि चुंबकीय क्षेत्र या विद्युत धाराएं मौजूद हैं, तो उन्हें समय के साथ नहीं बदलना चाहिए, या सबसे खराब स्थिति में, उन्हें समय के साथ केवल बहुत धीरे-धीरे बदलना चाहिए। कुछ समस्याओं में, सटीक भविष्यवाणियों के लिए इलेक्ट्रोस्टैटिक्स और magnetostatics  दोनों की आवश्यकता हो सकती है, लेकिन दोनों के बीच युग्मन को अभी भी अनदेखा किया जा सकता है। इलेक्ट्रोस्टैटिक्स और मैग्नेटोस्टैटिक्स दोनों को इलेक्ट्रोमैग्नेटिज्म के लिए  गैलीलियन विद्युत चुंबकत्व  के रूप में देखा जा सकता है।

इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षमता
चूंकि विद्युत क्षेत्र अघूर्णनशील है, विद्युत क्षेत्र को अदिश फलन की प्रवणता के रूप में व्यक्त करना संभव है, $$\phi$$, जिसे इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षमता ( वोल्टेज के रूप में भी जाना जाता है) कहा जाता है। एक विद्युत क्षेत्र, $$E$$, उच्च विद्युत क्षमता वाले क्षेत्रों से निम्न विद्युत क्षमता वाले क्षेत्रों की ओर, गणितीय रूप से व्यक्त किया जाता है
 * $$\vec{E} = -\vec{\nabla}\phi.$$

ढाल प्रमेय का उपयोग यह स्थापित करने के लिए किया जा सकता है कि इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षमता बिंदु से चार्ज को स्थानांतरित करने के लिए आवश्यक प्रति यूनिट चार्ज की मात्रा (भौतिकी) है। $$a$$ बात करने के लिए $$b$$ निम्नलिखित पंक्ति अभिन्न के साथ:
 * $$ -\int_a^b {\vec{E}\cdot \mathrm{d}\vec \ell} = \phi (\vec b) -\phi(\vec a).$$

इन समीकरणों से, हम देखते हैं कि किसी भी क्षेत्र में विद्युत क्षमता स्थिर होती है जिसके लिए विद्युत क्षेत्र गायब हो जाता है (जैसे कि एक संवाहक वस्तु के अंदर होता है)।

इलेक्ट्रोस्टैटिक ऊर्जा
एक परीक्षण कण  की संभावित ऊर्जा, $$U_\mathrm{E}^{\text{single}}$$, कार्य के अभिन्न अंग से गणना की जा सकती है, $$q_n\vec E\cdot\mathrm d\vec\ell$$. हम अनंत पर एक बिंदु से एकीकृत करते हैं, और का संग्रह मानते हैं $$N$$ आवेश के कण $$Q_n$$, पहले से ही बिंदुओं पर स्थित हैं $$\vec r_i$$. यह स्थितिज ऊर्जा (जूल में) है:


 * $$ U_\mathrm{E}^{\text{single}}=q\phi(\vec r)=\frac{q }{4\pi \varepsilon_0}\sum_{i=1}^N \frac{Q_i}{\left \|\mathcal{\vec R_i} \right \|}$$

कहाँ पे $$\vec\mathcal {R_i} = \vec r - \vec r_i$$ प्रत्येक चार्ज की दूरी है $$Q_i$$ परीक्षण शुल्क से $$q$$, जो बिंदु. पर स्थित है $$\vec r$$, तथा $$\phi(\vec r)$$ वह विद्युत विभव है जो पर होगा $$\vec r$$ यदि परीक्षण शुल्क मौजूद नहीं थे। यदि केवल दो आवेश मौजूद हैं, तो स्थितिज ऊर्जा है $$k_eQ_1Q_2/r$$. एन चार्ज के संग्रह के कारण कुल विद्युत संभावित ऊर्जा  इन कणों को इकट्ठा करके गणना की जाती है विद्युत संभावित ऊर्जा:


 * $$U_\mathrm{E}^{\text{total}} = \frac{1 }{4\pi \varepsilon _0}\sum_{j=1}^N Q_j \sum_{i=1}^{j-1} \frac{Q_i}{r_{ij}}= \frac{1}{2}\sum_{i=1}^N Q_i\phi_i ,$$

जहां निम्नलिखित योग, j = 1 से N तक, i = j को छोड़कर:


 * $$\phi_i = \frac{1}{4\pi \varepsilon _0} \sum_{\stackrel{j=1}{j \ne i}}^N \frac{Q_j}{r_{ij}}.$$

यह विद्युत क्षमता, $$\phi_i$$ वह है जिसे पर मापा जाएगा $$\vec r_i$$ अगर चार्ज $$Q_i$$ याद कर रहे थे। यह सूत्र स्पष्ट रूप से (अनंत) ऊर्जा को बाहर करता है जिसे प्रत्येक बिंदु आवेश को आवेश के बिखरे हुए बादल से इकट्ठा करने की आवश्यकता होगी। प्रिस्क्रिप्शन का उपयोग करके सम ओवर चार्ज को इंटीग्रल ओवर चार्ज डेंसिटी में बदला जा सकता है $\sum (\cdots) \rightarrow \int(\cdots)\rho \, \mathrm d^3r$ :


 * $$U_\mathrm{E}^{\text{total}} = \frac{1}{2} \int\rho(\vec{r})\phi(\vec{r}) \, \mathrm{d}^3 r = \frac{\varepsilon_0 }{2} \int \left|{\mathbf{E}}\right|^2 \, \mathrm{d}^3 r,$$

इलेक्ट्रोस्टैटिक ऊर्जा के लिए यह दूसरी अभिव्यक्ति इस तथ्य का उपयोग करती है कि विद्युत क्षेत्र विद्युत क्षमता का नकारात्मक ढाल है, साथ ही वेक्टर कैलकुलस पहचान इस तरह से है जो  भागों द्वारा एकीकरण  जैसा दिखता है। विद्युत क्षेत्र ऊर्जा के लिए ये दो अभिन्न इलेक्ट्रोस्टैटिक ऊर्जा घनत्व के लिए दो परस्पर अनन्य सूत्रों को इंगित करते हैं, अर्थात् $\frac{1}{2}\rho\phi$  तथा $\frac{1}{2}\varepsilon_0 E^2$ ; वे कुल स्थिरवैद्युत ऊर्जा के लिए समान मान तभी प्राप्त करते हैं जब दोनों सभी स्थान पर एकीकृत हों।

इलेक्ट्रोस्टैटिक दबाव
एक विद्युत चालक पर, एक सतह आवेश एक विद्युत क्षेत्र की उपस्थिति में एक बल का अनुभव करेगा। यह बल पृष्ठ आवेश पर असंतत विद्युत क्षेत्र का औसत है। सतह के ठीक बाहर क्षेत्र के संदर्भ में यह औसत है:
 * $$ P = \frac{ \varepsilon_0 }{2} E^2,$$

यह दबाव सतही आवेश के संकेत की परवाह किए बिना कंडक्टर को क्षेत्र में खींचने की प्रवृत्ति रखता है।

ट्राइबोइलेक्ट्रिक श्रृंखला
ट्राइबोइलेक्ट्रिक प्रभाव एक प्रकार का संपर्क विद्युतीकरण है जिसमें कुछ सामग्री विद्युत रूप से चार्ज हो जाती है जब उन्हें एक अलग सामग्री के संपर्क में लाया जाता है और फिर अलग किया जाता है। सामग्री में से एक सकारात्मक चार्ज प्राप्त करता है, और दूसरा समान नकारात्मक चार्ज प्राप्त करता है। उत्पादित आवेशों की ध्रुवता और शक्ति सामग्री, सतह खुरदरापन, तापमान, तनाव और अन्य गुणों के अनुसार भिन्न होती है। उदाहरण के लिए, एम्बर ऊन जैसी सामग्री के साथ घर्षण द्वारा विद्युत आवेश प्राप्त कर सकता है। मिलेटस के थेल्स  द्वारा पहली बार दर्ज की गई यह संपत्ति मानव द्वारा जांच की गई पहली विद्युत घटना थी। सामग्रियों के अन्य उदाहरण जो एक साथ रगड़ने पर एक महत्वपूर्ण चार्ज प्राप्त कर सकते हैं, उनमें रेशम के साथ रगड़ने वाला ग्लास और फर के साथ कठोर रबड़ शामिल है।

इलेक्ट्रोस्टैटिक जनरेटर
सतह आवेश असंतुलन की उपस्थिति का अर्थ है कि वस्तुएँ आकर्षक या प्रतिकारक बल प्रदर्शित करेंगी। यह सतह आवेश असंतुलन, जो स्थैतिक बिजली उत्पन्न करता है, दो अलग-अलग सतहों को एक साथ छूकर और फिर संपर्क विद्युतीकरण  और ट्राइबोइलेक्ट्रिक प्रभाव की घटना के कारण उन्हें अलग करके उत्पन्न किया जा सकता है। दो गैर-प्रवाहकीय वस्तुओं को रगड़ने से बड़ी मात्रा में स्थैतिक बिजली उत्पन्न होती है। यह केवल घर्षण का परिणाम नहीं है; दो गैर-प्रवाहकीय सतहों को केवल एक के ऊपर एक रखकर चार्ज किया जा सकता है। चूंकि अधिकांश सतहों की बनावट खुरदरी होती है, इसलिए रगड़ने की तुलना में संपर्क के माध्यम से चार्जिंग प्राप्त करने में अधिक समय लगता है। वस्तुओं को एक साथ रगड़ने से दो सतहों के बीच चिपकने वाले संपर्क की मात्रा बढ़ जाती है। आमतौर पर  इन्सुलेटर (बिजली), यानी, पदार्थ जो बिजली का संचालन नहीं करते हैं, एक  सतह चार्ज  उत्पन्न करने और धारण करने दोनों में अच्छे होते हैं। इन पदार्थों के कुछ उदाहरण  रबड़ ,  प्लास्टिक ,  कांच  और  पीठ  हैं।  कंडक्टर (सामग्री)  वस्तुएं शायद ही कभी चार्ज असंतुलन उत्पन्न करती हैं, सिवाय इसके कि जब धातु की सतह ठोस या तरल गैर-चालकों द्वारा प्रभावित होती है। संपर्क विद्युतीकरण के दौरान स्थानांतरित होने वाला चार्ज प्रत्येक वस्तु की सतह पर जमा हो जाता है।  इलेक्ट्रोस्टैटिक जनरेटर , उपकरण जो बहुत कम वर्तमान में बहुत अधिक वोल्टेज उत्पन्न करते हैं और कक्षा भौतिकी प्रदर्शनों के लिए उपयोग किए जाते हैं, इस प्रभाव पर भरोसा करते हैं।

विद्युत प्रवाह की उपस्थिति इलेक्ट्रोस्टैटिक बलों से और न ही स्पार्किंग से,  कोरोना डिस्चार्ज, या अन्य घटनाओं से अलग नहीं होती है। दोनों घटनाएं एक ही प्रणाली में एक साथ मौजूद हो सकती हैं।


 * यह भी देखें: विम्सहर्स्ट मशीन, और  वैन डे ग्रैफ जनरेटर ।

चार्ज न्यूट्रलाइजेशन
सबसे परिचित प्राकृतिक इलेक्ट्रोस्टैटिक घटना, जिसे अक्सर कम आर्द्रता के मौसम में एक सामयिक झुंझलाहट के रूप में माना जाता है, स्थैतिक बिजली है। स्थैतिक बिजली आमतौर पर हानिरहित होती है, लेकिन यह कुछ स्थितियों (जैसे इलेक्ट्रॉनिक्स निर्माण) में विनाशकारी और हानिकारक हो सकती है। एकीकृत सर्किट इलेक्ट्रॉनिक्स (विशेष रूप से नाजुक MOSFET s) के सीधे संपर्क में काम करते समय। ज्वलनशील गैस की उपस्थिति में, एक स्थिर आवेश के संचय और अचानक निर्वहन से बचने के लिए सावधानी बरतनी चाहिए (इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज देखें)।

इलेक्ट्रोस्टैटिक प्रेरण
इलेक्ट्रोस्टैटिक प्रेरण, 1753 में ब्रिटिश वैज्ञानिक जॉन कैंटन  और 1762 में स्वीडिश प्रोफेसर  जोहान कार्ल विल्के  द्वारा खोजा गया   पास के आवेश के विद्युत क्षेत्र के कारण किसी वस्तु में आवेशों का पुनर्वितरण है। उदाहरण के लिए, यदि एक धनात्मक आवेशित वस्तु को किसी अनावेशित धातु की वस्तु के पास लाया जाता है, तो धातु में मौजूद ऋणात्मक रूप से आवेशित इलेक्ट्रॉनों को बाहरी आवेश द्वारा आकर्षित किया जाएगा, और धातु के उस तरफ चले जाएंगे, जो उस पर ऋणात्मक आवेश पैदा करेगा। सतह। जब इलेक्ट्रॉन किसी क्षेत्र से बाहर जाते हैं तो वे धातु के परमाणुओं के  परमाणु नाभिक  के कारण एक धनात्मक आवेश छोड़ते हैं, इसलिए आवेश से दूर धातु की वस्तु का पक्ष धनात्मक आवेश प्राप्त कर लेता है। जब बाह्य आवेश को हटा दिया जाता है तो ये प्रेरित आवेश गायब हो जाते हैं। प्रेरण प्रकाश वस्तुओं के आकर्षण के लिए भी जिम्मेदार है, जैसे गुब्बारे, पेपर स्क्रैप और फोम पैकिंग मूंगफली स्थिर शुल्क के लिए। प्रवाहकीय वस्तुओं में प्रेरित सतह आवेश कंडक्टर के अंदर बाहरी विद्युत क्षेत्रों को बिल्कुल रद्द कर देते हैं, इसलिए धातु की वस्तु के अंदर कोई विद्युत क्षेत्र नहीं होता है। यह फैराडे पिंजरे के विद्युत क्षेत्र परिरक्षण क्रिया का आधार है। चूंकि विद्युत क्षेत्र वोल्टेज का ढाल (कैलकुलस) है, इलेक्ट्रोस्टैटिक इंडक्शन भी एक प्रवाहकीय वस्तु में विद्युत क्षमता (वोल्टेज) को स्थिर बनाने के लिए जिम्मेदार है।

स्थैतिक बिजली
वर्ष 1832 से पहले, जब माइकल फैराडे  ने बिजली की पहचान पर अपने प्रयोग के परिणाम प्रकाशित किए, भौतिकविदों ने सोचा कि स्थैतिक बिजली अन्य विद्युत आवेशों से किसी तरह अलग है। माइकल फैराडे ने साबित कर दिया कि चुंबक से प्रेरित बिजली, बैटरी द्वारा उत्पादित वोल्टाइक बिजली और स्थैतिक बिजली सभी समान हैं।

स्थैतिक बिजली आमतौर पर तब होती है जब कुछ सामग्रियों को एक-दूसरे के खिलाफ रगड़ा जाता है, जैसे प्लास्टिक पर ऊन या कालीन पर जूते के तलवे। प्रक्रिया के कारण इलेक्ट्रॉनों को एक सामग्री की सतह से खींचा जाता है और दूसरी सामग्री की सतह पर स्थानांतरित किया जाता है।

एक स्थिर झटका तब होता है जब दूसरी सामग्री की सतह, नकारात्मक रूप से इलेक्ट्रॉनों से चार्ज होती है, एक सकारात्मक चार्ज कंडक्टर को छूती है, या इसके विपरीत।

स्थैतिक बिजली का उपयोग आमतौर पर जैरोग्राफ़ी,  एयर फिल्टर  और कुछ  इलेक्ट्रोस्टैटिक कोटिंग  के निर्माण में किया जाता है।

स्थैतिक बिजली दो वस्तुओं पर विद्युत आवेशों का निर्माण है जो एक दूसरे से अलग हो गए हैं। छोटे विद्युत घटकों को स्थैतिक बिजली से क्षतिग्रस्त किया जा सकता है, और घटक निर्माता इससे बचने के लिए कई एंटीस्टेटिक उपकरणों का उपयोग करते हैं।

स्थैतिक बिजली और रासायनिक उद्योग
जब विभिन्न सामग्रियों को एक साथ लाया जाता है और फिर अलग किया जाता है, तो विद्युत आवेश का संचय हो सकता है जो एक सामग्री को धनात्मक रूप से आवेशित करता है जबकि दूसरा ऋणात्मक रूप से आवेशित हो जाता है। कालीन पर चलने के बाद किसी जमी हुई वस्तु को छूने पर आपको जो हल्का झटका लगता है, वह आपके जूते और कालीन के बीच घर्षण चार्ज से आपके शरीर में जमा होने वाले अतिरिक्त विद्युत आवेश का एक उदाहरण है। आपके शरीर पर परिणामी चार्ज बिल्ड-अप एक मजबूत विद्युत निर्वहन उत्पन्न कर सकता है। हालांकि स्थैतिक बिजली के साथ प्रयोग करना मजेदार हो सकता है, इसी तरह की चिंगारी ज्वलनशील पदार्थों से निपटने वाले उद्योगों में गंभीर खतरे पैदा करती है, जहां एक छोटी विद्युत चिंगारी विनाशकारी परिणामों के साथ विस्फोटक मिश्रण को प्रज्वलित कर सकती है।

एक समान चार्जिंग तंत्र पाइपलाइनों के माध्यम से बहने वाले कम चालकता वाले तरल पदार्थों के भीतर हो सकता है - एक प्रक्रिया जिसे प्रवाह विद्युतीकरण कहा जाता है। जिन द्रवों की विद्युत चालकता कम होती है (50 पिकोसिमेन्स प्रति मीटर से कम), उन्हें संचायक कहा जाता है। 50 pS/m से अधिक चालकता वाले द्रवों को गैर-संचयक कहा जाता है। गैर-संचयक में, आवेश उतनी ही तेजी से पुनर्संयोजित होते हैं जितनी तेजी से वे अलग हो जाते हैं और इसलिए इलेक्ट्रोस्टैटिक चार्ज पीढ़ी महत्वपूर्ण नहीं है। पेट्रोकेमिकल उद्योग  में, तरल से चार्ज को पर्याप्त रूप से हटाने के लिए विद्युत चालकता का अनुशंसित न्यूनतम मूल्य 50 पीएस / एम है।

तरल पदार्थ को इन्सुलेट करने के लिए एक महत्वपूर्ण अवधारणा स्थिर विश्राम समय है। यह आरसी सर्किट  के भीतर समय स्थिरांक (ताऊ) के समान है। इन्सुलेट सामग्री के लिए, यह सामग्री की विद्युत चालकता से विभाजित स्थिर ढांकता हुआ स्थिरांक का अनुपात है। हाइड्रोकार्बन तरल पदार्थों के लिए, यह कभी-कभी द्रव की विद्युत चालकता द्वारा संख्या 18 को विभाजित करके अनुमानित किया जाता है। इस प्रकार 1 pS/cm (100 pS/m) की विद्युत चालकता वाले द्रव में लगभग 18 सेकंड का अनुमानित विश्राम समय होगा। एक तरल पदार्थ के भीतर अतिरिक्त चार्ज लगभग पूरी तरह से छूट के समय के 4 से 5 गुना या उपरोक्त उदाहरण में तरल पदार्थ के लिए 90 सेकंड के बाद समाप्त हो जाएगा।

उच्च द्रव वेग और बड़े पाइप व्यास पर चार्ज पीढ़ी बढ़ जाती है, जो पाइपों में काफी महत्वपूर्ण हो जाती है 8 in या बड़ा। इन प्रणालियों में स्थैतिक आवेश उत्पन्न करना द्रव वेग को सीमित करके सर्वोत्तम रूप से नियंत्रित होता है। ब्रिटिश मानक बीएस पीडी सीएलसी/टीआर 50404:2003 (पूर्व में बीएस-5958-भाग 2) अवांछित स्थैतिक बिजली के नियंत्रण के लिए अभ्यास संहिता वेग सीमा निर्धारित करती है। ढांकता हुआ स्थिरांक पर इसके बड़े प्रभाव के कारण, पानी युक्त हाइड्रोकार्बन तरल पदार्थों के लिए अनुशंसित वेग 1 मीटर/सेकेंड तक सीमित होना चाहिए।

बॉन्डिंग और अर्थिंग ऐसे सामान्य तरीके हैं जिनसे चार्ज बिल्डअप को रोका जा सकता है। 10 pS/m से कम विद्युत चालकता वाले द्रवों के लिए, बंधन और अर्थिंग चार्ज अपव्यय के लिए पर्याप्त नहीं हैं, और एंटी-स्टैटिक एडिटिव्स की आवश्यकता हो सकती है।

लागू मानक

 * बीएस पीडी सीएलसी/टीआर 50404:2003 अवांछित स्थैतिक बिजली के नियंत्रण के लिए अभ्यास संहिता
 * एनएफपीए 77 (2007) स्थैतिक बिजली पर अनुशंसित अभ्यास
 * एपीआई आरपी 2003 (1998) स्टेटिक, लाइटनिंग और स्ट्रे करंट से उत्पन्न होने वाले प्रज्वलन से सुरक्षा

व्यावसायिक अनुप्रयोगों में इलेक्ट्रोस्टैटिक प्रेरण
इलेक्ट्रोस्टैटिक इंडक्शन का इस्तेमाल अतीत में उच्च वोल्टेज जनरेटर बनाने के लिए किया जाता था जिन्हें प्रभाव मशीन ों के रूप में जाना जाता है। इस समय में जो मुख्य अवयव उभरा वह संधारित्र  है। इलेक्ट्रोस्टैटिक इंडक्शन का उपयोग इलेक्ट्रो-मैकेनिक वर्षा या प्रक्षेपण के लिए भी किया जाता है। ऐसी तकनीकों में, छोटे आकार के आवेशित कणों को एकत्रित किया जाता है या जानबूझकर सतहों पर जमा किया जाता है। अनुप्रयोग electrostatic precipitator  से लेकर इलेक्ट्रोस्टैटिक कोटिंग और  इंकजेट प्रिंटिंग  तक होते हैं।

इलेक्ट्रोस्टैटिक एक्ट्यूएटर्स हाल ही में सॉफ्ट रोबोटिक्स  अनुसंधान क्षेत्र में रुचि आकर्षित कर रहे हैं। इलेक्ट्रोस्टैटिक एक्ट्यूएटर्स को पहनने योग्य उपकरणों के लिए क्लच के रूप में नियोजित किया जा सकता है जो यांत्रिक प्रतिबाधा ट्यूनिंग और बेहतर ऊर्जा दक्षता प्रदर्शित कर सकते हैं।   अन्य प्रासंगिक अनुप्रयोगों में पहनने योग्य हैप्टिक्स के लिए बहुपद्वति हाइड्रॉलिक रूप से प्रवर्धित इलेक्ट्रोस्टैटिक एक्ट्यूएटर शामिल हैं, लेकिन इन्हीं तक सीमित नहीं हैं और इलेक्ट्रोस्टैटिक एक्ट्यूएटर द्वारा संचालित रोबोट।

यह भी देखें

 * विद्युत चुंबकत्व *
 * वैद्युतीयऋणात्मकता
 * स्थिरविद्युत निर्वाह
 * इलेक्ट्रोस्टैटिक विभाजक
 * इलेक्ट्रोस्टैटिक वाल्टमीटर
 * आयोनिक बंध
 * परावैद्युतांक और  सापेक्ष पारगम्यता
 * प्रारंभिक प्रभार

इस पृष्ठ में अनुपलब्ध आंतरिक कड़ियों की सूची

 * स्थिर चिपटना
 * आराम (भौतिकी)
 * भौतिक विज्ञान
 * क्लासिकल एंटिक्विटी
 * प्रतिरोध (बिजली)
 * लेजर प्रिंटिंग
 * आकर्षण-शक्ति
 * प्रोटोन
 * परिमाणक्रम
 * ताकत
 * एक घोड़ा
 * वेक्टर क्षेत्र
 * परीक्षण शुल्क
 * चार्ज का घनत्व
 * अध्यारोपण सिद्धांत
 * विद्युतीय फ्लक्स
 * तर्कहीन
 * ढाल
 * काम (भौतिकी)
 * लाइन इंटीग्रल
 * जौल
 * विद्युत स्थितिज ऊर्जा
 * वेक्टर कलन पहचान
 * विद्युत कंडक्टर
 * विद्युतीय संभाव्यता
 * फैराडे गुफ़ा
 * ढाल (कलन)
 * बिजली चमकना
 * विरोधी स्थैतिक उपकरण
 * पारद्युतिक स्थिरांक
 * प्राथमिक प्रभार

अग्रिम पठन

 * Essays
 * William J. Beaty (1997) "Humans and sparks: The Cause, Stopping the Pain, and 'Electric People"


 * Books
 * William Cecil Dampier (1905) The Theory of Experimental Electricity, Cambridge University Press, (Cambridge physical series). xi, 334 p. illus., diagrs. 23 cm. LCCN 05040419 //r33
 * William Thomson Kelvin (1872) Reprint of Papers on Electrostatics and Magnetism By William Thomson Kelvin, Macmillan
 * Alexander McAulay (1893) The Utility of Quaternions in Physics, Electrostatics—General Problem. Macmillan
 * Alexander Russell (1904) A Treatise on the Theory of Alternating Currents, Cambridge University Press, Second edition, 1914, volume 1. Second edition, 1916, volume 2 via Internet Archive

बाहरी संबंध



 * The Feynman Lectures on Physics Vol. II Ch. 4: Electrostatics
 * Introduction to Electrostatics: Point charges can be treated as a distribution using the Dirac delta function