ไฟฟ้าสถิต (Electrostatic Field)

ไฟฟ้าสถิต  (Static electricity)เป็นสาขาหนึ่งของฟิสิกส์ที่ศึกษาประจุไฟฟ้าที่อยู่นิ่ง (ไฟฟ้าสถิต (Static electricity))

ตั้งแต่สมัยคลาสสิก เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่าวัสดุบางชนิด เช่น อำพัน จะดึงดูดอนุภาคน้ำหนักเบาหลังจากการถู คำภาษากรีกสำหรับอำพัน ἤλεκτρον (ḗlektron) จึงเป็นที่มาของคำว่า 'ไฟฟ้า' ปรากฏการณ์ไฟฟ้าสถิต  (Static electricity) เกิดขึ้นจากแรงที่ประจุไฟฟ้ากระทำต่อกัน แรงดังกล่าวอธิบายโดยกฎของคูลอมบ์

แม้ว่าแรงที่เกิดจากไฟฟ้าสถิต (Static electricity) จะดูค่อนข้างอ่อน แต่แรงไฟฟ้าสถิต (Static electricity)บางส่วนก็ค่อนข้างใหญ่ แรงระหว่างอิเล็กตรอนกับโปรตอนซึ่งรวมกันเป็นอะตอมไฮโดรเจนนั้น แรงกว่าแรงโน้มถ่วงที่กระทำระหว่างกันประมาณ 36 คำสั่ง

มีตัวอย่างมากมายของปรากฏการณ์ไฟฟ้าสถิต (Static electricity) ตั้งแต่สิ่งง่ายๆ เช่น การดึงดูดของพลาสติกแรปไปที่มือหลังจากที่ดึงออกจากบรรจุภัณฑ์ ไปจนถึงการระเบิดของไซโลเกรนที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ ความเสียหายของชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ระหว่างการผลิต เครื่องถ่ายเอกสารและเลเซอร์ การทำงานของเครื่องพิมพ์ ไฟฟ้าสถิต (Static electricity)เกี่ยวข้องกับการสะสมของประจุบนพื้นผิวของวัตถุเนื่องจากการสัมผัสกับพื้นผิวอื่นๆ แม้ว่าการแลกเปลี่ยนประจุจะเกิดขึ้นเมื่อใดก็ตามที่สองพื้นผิวสัมผัสกันและแยกออกจากกัน ผลกระทบของการแลกเปลี่ยนประจุมักจะสังเกตเห็นได้ก็ต่อเมื่ออย่างน้อยหนึ่งพื้นผิวมีความต้านทานสูงต่อการไหลของไฟฟ้า เนื่องจากประจุที่ถ่ายเทจะถูกกักไว้ที่นั่นเป็นเวลานานพอสำหรับ ผลกระทบของพวกเขาที่จะสังเกต ประจุเหล่านี้จะยังคงอยู่บนวัตถุจนกว่าพวกมันจะตกสู่พื้นหรือถูกทำให้เป็นกลางอย่างรวดเร็วโดยการปลดปล่อย ปรากฏการณ์ที่คุ้นเคยของ "การกระแทก" แบบคงที่เกิดจากการทำให้ประจุที่สะสมในร่างกายเป็นกลางจากการสัมผัสกับพื้นผิวที่หุ้มฉนวน

เครื่องวัดสนามไฟฟ้าสถิต (electrostatic field meter) หรือที่เรียกว่า static meter เป็นเครื่องมือที่ใช้ในอุตสาหกรรมการควบคุมไฟฟ้าสถิต ใช้สำหรับการวัดประจุไฟฟ้าสถิตบนวัตถุโดยไม่สัมผัส มันวัดแรงระหว่างประจุเหนี่ยวนำในเซ็นเซอร์กับประจุที่อยู่บนพื้นผิวของวัตถุ แรงนี้จะถูกแปลงเป็นโวลต์ โดยวัดทั้งแรงดันไฟสูงสุดเริ่มต้นและอัตราที่แรงดันตก

การใช้งานเครื่องวัดสนามไฟฟ้าสถิต (electrostatic field meter): วางโพรบตรวจสอบประจุไว้ใกล้กับพื้นผิวที่จะทำการวัด (1 มม. ถึง 5 มม.) และตัวโพรบจะถูกขับเคลื่อนด้วยศักย์ไฟฟ้าเดียวกันกับที่วงจรอิเล็กทรอนิกส์ไม่ทราบที่วัด ทำให้ได้การวัดที่มีความแม่นยำสูงซึ่งแทบไม่ไวต่อการเปลี่ยนแปลงของระยะห่างระหว่างโพรบกับพื้นผิว เทคนิคนี้ยังช่วยป้องกันส่วนโค้งระหว่างโพรบกับพื้นผิวที่วัดได้เมื่อทำการวัดแรงดันไฟฟ้าสูง

วิธีทางเลือก: การทำงานของเครื่องวัดสนามไฟฟ้าสถิต (electrostatic field meter) ขึ้นอยู่กับกระบวนการคายประจุของอิเล็กโทรดแบบลอยตัวด้วยไฟฟ้า: แหล่งกำเนิดโคโรนาจะชาร์จอิเล็กโทรดแบบลอยตัว ซึ่งจะคายประจุด้วยความถี่การทำซ้ำปกติไปยังขั้วไฟฟ้ากราวด์ ความถี่การทำซ้ำการคายประจุเป็นตัวแปรที่วัดได้ซึ่งเป็นฟังก์ชันของสนามไฟฟ้าสถิตในพื้นหลัง นอกจากการควบคุมประจุไฟฟ้าสถิตในสภาพแวดล้อมที่ไวต่อการคายประจุไฟฟ้าสถิต (ESD) แล้ว อีกวิธีหนึ่งที่เป็นไปได้คือการวัดสนามไฟฟ้าในบรรยากาศ หากมีความไวเพียงพอ