O estudo do comportamento da eletricidade estática é chamado de eletrostática.
A palavra estática significa cargas estacionárias ou em repouso, e cargas elétricas que estão em repouso são chamadas de eletricidade estática.
Um material com átomos que contém um número igual de elétrons e prótons é eletricamente neutro.
Se o número de elétrons em um material aumenta ou diminui, o material fica com uma carga estática.
Um excesso de elétrons cria um corpo carregado negativamente, uma deficiência de elétrons cria um corpo carregado positivamente.
Esse excesso ou essa deficiência de elétrons podem ser causados pelo atrito entre duas substâncias diferentes ou pelo contato entre um corpo neutro e um corpo carregado.
Se o atrito entre duas substâncias produz uma carga estática, a natureza dessa carga é determinada pelo tipo dessas substâncias.
A listagem de substâncias a seguir é chamada de série elétrica. Essa lista está disposta de modo que cada substância é positiva em relação a seguinte, quando as duas estão em contato.
Se, por exemplo, uma vareta de vidro é friccionada contra o cabelo, a haste torna-se carregada negativamente, mas, quando friccionada com seda, ela torna-se carregada positivamente.
Quando um material não condutor é esfregado em um material diferente, as cargas permanecem nos pontos onde o atrito ocorreu, porque os elétrons não podem se mover através do material não condutor.
Quando um material condutor está carregado, ele pode se descarregar facilmente, porque os elétrons viajam livremente através dos materiais condutores.
Uma carga elétrica pode ser produzida num condutor por indução se ele estiver devidamente isolado.
Imagine que a esfera de metal isolada mostrada na Figura abaixo seja carregada negativamente e levada próxima a uma das extremidades de uma haste metálica, também isolada de outros condutores.
Os elétrons que constituem a carga negativa da esfera irão repelir os elétrons na extremidade da haste e levá-los até o final do lado oposto.
A haste então passará a ter uma carga positiva na extremidade mais próxima da esfera carregada e uma carga negativa na extremidade oposta.
Isso pode ser demonstrado através de esferas menores colocadas suspensas em pares, a partir do meio e nas extremidades da haste, por meio de fios condutores.
Nas extremidades, as esferas menores irão se repelir no momento em que a esfera carregada é aproximada de uma das extremidades da haste. As esferas perto do centro não se separam porque, no centro, a carga é nula.
À medida que a esfera carregada é afastada da haste, as esferas menores retornam às suas posições originais, indicando assim que as cargas na haste se neutralizaram.
A força criada entre dois corpos carregados é chamada de força eletrostática. Essa força pode ser atrativa ou repulsiva, dependendo da carga de cada corpo.
Cargas iguais se repelem mutuamente.
Cargas diferentes se atraem.
A força eletrostática é semelhante às forças que existem dentro de um átomo entre elétrons e prótons.
No entanto, a força eletrostática é considerada em uma escala muito maior, lidando com objetos inteiros, e não entre partículas atômicas.
A quantidade de carga estática contida dentro de um corpo irá determinar a força do campo eletrostático.
Cargas fracas produzem campos eletrostáticos fracos e vice-versa.
Precisamente, a intensidade de um campo eletrostático entre dois corpos é diretamente proporcional à intensidade das cargas presentes sobre esses corpos.
A Figura A demonstra esse conceito. A intensidade da força eletrostática é também afetada pela distância entre os dois corpos carregados.
Se a distância entre os dois corpos aumenta, diminui a força eletrostática; se a distância diminui, a força aumenta.
Precisamente, a força eletrostática entre dois corpos carregados é inversamente proporcional ao quadrado da distância entre esses dois corpos, isto é, quando a distância torna-se duas vezes maior entre os corpos, a força eletrostática é dividida por quatro.
Esse conceito é demonstrado na Figura B.
A descarga elétrica estática ocorre em todos os corpos carregados.
Qualquer desequilíbrio de carga tende ao equilíbrio.
Dobrando-se o valor da carga estática dobra-se também
a força estática. (b) Quando a distância entre as cargas é
dobrada, o valor da força estática é dividido por quatro.
Normalmente é preciso o contato com outro objeto para neutralizar a carga estática. Se um corpo carregado entra em contato com um corpo neutro, ambos os objetos passam a compartilhar a carga original.
Um exemplo dessa descarga ocorre quando uma pessoa toma um choque ao tocar na maçaneta de uma porta comum.
Se a pessoa está carregada com uma carga estática (normalmente ocorre durante a caminhada sob um tapete em condições de ar seco), a descarga ocorre quando o indivíduo entra em contato com a parte de metal da fechadura.
Se o corpo neutro é suficientemente grande, como a Terra, praticamente toda a carga será neutralizada, ou absorvida, pelo corpo maior.
A descarga estática tornou-se um grande problema para a microeletrônica moderna.
A miniaturização dos sistemas informatizados modernos fez com que eles se tornassem extremamente delicados. A descarga de eletricidade estática pode facilmente danificar esses componentes.
Componentes eletrônicos sensíveis a descargas eletrostáticas são conhecidos como componentes ESDS.
Qualquer pessoa que projeta, instala ou repara sistemas eletrônicos de aeronaves deve seguir os procedimentos adequados para evitar danos devido à descarga estática.
Técnicas de prevenção ESDS serão discutidas mais adiante.