Η ηλεκτροστατική είναι ο επιστημονικός κλάδος που περιλαμβάνει τη μελέτη διαφόρων φαινομένων που προκαλούνται από ηλεκτρικά φορτία που κινούνται αργά ή ακόμα και ακίνητα. Οι ερευνητές μελετούν την ηλεκτρομαγνητική αλληλεπίδραση, τη δύναμη που συγκρατεί ένα ηλεκτρομαγνητικό πεδίο ενωμένο, υποατομικών σωματιδίων όπως τα ηλεκτρόνια και τα πρωτόνια. Αυτά τα σωματίδια παράγουν ηλεκτρομαγνητικά πεδία φορτίζοντας ηλεκτρικά είτε με θετικό είτε με αρνητικό φορτίο. Ως μία από τις τέσσερις θεμελιώδεις δυνάμεις της φυσικής, οι ηλεκτρομαγνητικές δυνάμεις αλληλεπιδρούν με τα σωματίδια με διάφορους τρόπους, συμπεριλαμβανομένων των ελάχιστων αντιδράσεων που παρατηρούνται στην ηλεκτροστατική.
Μεταξύ ηλεκτρονίου και πρωτονίου, η ηλεκτροστατική δύναμη είναι πολύ ισχυρή, παρά την αδύναμη εμφάνισή της. Για παράδειγμα, ένα άτομο υδρογόνου, που αποτελείται από ένα μόνο ηλεκτρόνιο και ένα μοναδικό πρωτόνιο, έχει μια βαρυτική δύναμη που τα κρατά μαζί. Ωστόσο, σύμφωνα με την τάξη μεγέθους της δύναμης, η ηλεκτροστατική δύναμη μεταξύ τους είναι 1024 μεγαλύτερη από την πραγματική βαρύτητα μεταξύ κάθε υποατομικού σωματιδίου. Το ίδιο ισχύει ανεξάρτητα από το άτομο, καθώς το καθένα περιέχει την ίδια ποσότητα ηλεκτρονίων και πρωτονίων για να εξισορροπήσει το φορτίο.
Η εξίσωση για την καθιέρωση αυτής της θεωρίας προέρχεται από έναν Γάλλο φυσικό της δεκαετίας του 1780, ονόματι Charles Augustin de Coulomb. Δουλεύοντας με στοιχειώδεις θεωρίες για τον ηλεκτρομαγνητισμό, προσδιόρισε το επίπεδο δύναμης που απαιτείται για τη διατήρηση της ατομικής συνοχής στην ηλεκτρομαγνητική δύναμη παρά την απόσταση μεταξύ των φορτίων. Αυτό έγινε γνωστό ως ο νόμος του Κουλόμπ, μια από τις θεμελιώδεις θεωρίες που ορίζουν την επιστήμη της ηλεκτροστατικής.
Οι γνώσεις για την ηλεκτροστατική ήταν γνωστές από την αρχαιότητα όταν οι αρχαίοι Έλληνες παρατήρησαν ότι το κεχριμπάρι προσέλκυε ελαφρά σωματίδια όταν τρίβονταν. Αυτό τους ώθησε να ορίσουν τη λέξη ηλεκτρόνιο, η οποία τελικά δημιούργησε τη σύγχρονη ορολογία του ηλεκτρισμού. Τα σύγχρονα παραδείγματα ηλεκτροστατικών φαινομένων μπορούν να φανούν όταν ένα άτομο τρίβει ένα λαστιχένιο μπαλόνι στα μαλλιά του και το κολλάει σε άλλο αντικείμενο. Το μπαλόνι θα διατηρήσει ένα ηλεκτροστατικό φορτίο, προσελκύοντάς το σε άλλη επιφάνεια.
Η ανταλλαγή φορτίου γίνεται κάθε φορά που δύο επιφάνειες έρχονται σε επαφή και χωρίζονται. Ωστόσο, το πιο διαδεδομένο παράδειγμα ηλεκτροστατικής εμφανίζεται σε υλικά που περιέχουν κάποιο είδος αντίστασης στη ροή του ηλεκτρισμού. Λόγω του γεγονότος ότι η μεταφορά φορτίων από ή προς μια επιφάνεια αντίστασης διατηρούν το φορτίο τους για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα, καθιστώντας δυνατή την παρατήρηση. Αυτά τα φορτία χάνουν τελικά τη συνοχή τους και εξουδετερώνονται με τη μορφή εκφόρτισης. Αυτό συμβαίνει όταν εμφανίζεται το φαινόμενο του στατικού σοκ.