เมื่อ : วันอังคาร, 23 มิถุนายน 2563 จุดสะเทิน ประจุที่จุดใด ๆ 1 ประจุจะทำให้เกิดสนามไฟฟ้าที่จุดประจุนั้นหนึ่งสนามไฟฟ้า หากมีประจุที่จุดใด ๆ มากกว่า 1 จุดประจุ ที่จุดสนามไฟฟ้าหนึ่ง ๆ ย่อมประกอบด้วยสนามไฟฟ้ามากกว่า 1 สนาม สนามไฟฟ้าลัพธ์จึงต้องหาจากผลรวมแบบเวกเตอร์ของสนามไฟฟ้าจากจุดประจุแต่ละตัว ซึ่งเป็นไปตามหลักการซ้อนทับ การหาผลรวมของสนามไฟฟ้าแบบเวกเตอร์จะต้องคำนึงถึงทิศของสนามไฟฟ้าด้วย ทำให้มีโอกาสที่ผลรวมแบบเวกเตอร์ของสนามไฟฟ้าตั้งแต่สองสนามไฟฟ้าขึ้นไปจะได้สนามไฟฟ้าลัพธ์เท่ากับศูนย์ เช่น ที่จุดหนึ่งมีสนามไฟฟ้าสองสนามไฟฟ้า ซึ่งมีขนาดเท่ากันแต่มีทิศตรงกันข้าม สนามไฟฟ้าลัพธ์ซึ่งเป็นผลรวมแบบเวกเตอร์ของสนามไฟฟ้าทั้งสองจึงเท่ากับศูนย์ เรียกจุดสนามไฟฟ้าที่มีสนามไฟฟ้าลัพธ์ เท่ากับศูนย์ว่า จุดสะเทิน (neutral point)  ภาพเส้นแรงแม่เหล็กเมื่อวางแท่งแม่หล็กไว้ในสนามแม่เหล็กโลก ที่จุด P เป็นจุดสะเทิน ตำแหน่งของจุดสะเทินเกิดขึ้นได้หลายรูปแบบขึ้นอยู่กับประจุที่จุดใด ๆ ในส่วนต่อไปจึงจะอธิบายตัวอย่างของจุดสะเทินจากประจุที่จุดใด ๆ 2 ประจุ โดยแยกเป็น 2 กรณี คือ กรณีของประจุที่จุดใด ๆ เป็นประจุประเภทเดียวกันและประเภทตรงกันข้าม เริ่มต้นจากกรณีของประจุที่จุดใด ๆ เป็นประจุประเภทเดียวกัน ในที่นี้จะใช้ประจุบวกทั้งคู่ เนื่องจากสนามไฟฟ้าที่จุดสนามใด ๆ ประกอบด้วยสนามไฟฟ้า 2 สนามจากประจุแต่ละตัว ดังนั้น สนามไฟฟ้าลัพธ์จะมีโอกาสเท่ากับศูนย์ได้เฉพาะกรณีที่สนามไฟฟ้า 2 สนามนั้นมี ทิศตรงกันข้าม ตำแหน่งของจุดสนามที่มีสนามไฟฟ้าลัพธ์เท่ากับศูนย์ อย่างไรก็ตาม จุดบนเส้นตรง ไม่ใช่ทุกจุดจะเป็นจุดสะเทินได้ โดยกำหนดให้ จุด A และ C ซึ่งเป็นจุดที่อยู่ด้านนอกประจุและกำหนดให้จุด B เป็นจุดระหว่างประจุ จะพบว่า สนามไฟฟ้า E1 และ E2 จาก ประจุ +Q1 และ +Q2 ที่ตำแหน่งทั้งสองมีทิศเดียวกัน ซึ่งเป็นทิศที่ชี้ออกจากประจุ ดังนั้นจุด A และ C จึงไม่มีโอกาสเป็นจุดสะเทินอย่างแน่นอน แต่จุด B ซึ่งเป็นจุดที่อยู่ระหว่างประจุแตกต่างกัน สนามไฟฟ้า E1 และ E2 ที่จุดนี้มีทิศตรงกันข้าม จุดสนามไฟฟ้าที่อยู่ระหว่างประจุจึงสามารถเป็นจุดสะเทินได้ แต่ก็ยังต้องพิจารณาขนาดของสนามไฟฟ้า E1 และ E2 ต่อไป จุดที่อยู่บนเส้นตรงระหว่างประจุจะมีสนามไฟฟ้า E1 และ E2 ในทิศตรงกันข้าม ดังนั้นสนามไฟฟ้าลัพธ์จะเท่ากับศูนย์ได้ก็ต่อเมื่อขนาดของสนามไฟฟ้าทั้งสองเท่ากันคือ E1 = E2 ขนาดของสนามไฟฟ้าแต่ละสนามคำนวณได้จากสมการ E1 = kQ1/r1 2 และ E2 = kQ2/r2 2 ในกรณีที่ขนาดของประจุเท่ากันซึ่งหมายถึง Q1 = Q2 ความสัมพันธ์ข้างต้นชี้ให้เห็นว่า E1จะเท่ากับ E2 ได้ก็ต่อเมื่อ r1 = r2 กล่าวได้ว่าหากขนาดของประจุเท่ากัน จุดสะเทินจะอยู่ที่จุดกึ่งกลางระหว่างประจุทั้งสอง แต่หากขนาดของประจุไม่เท่ากันตำแหน่งของจุดสะเทินจะไม่ได้อยู่ที่จุดกึ่งกลางระหว่างประจุ เช่น เมื่อ Q1 < Q2 แล้ว E1 = E2 ได้ก็ต่อเมื่อ r1< r2 นั่นคือ ตำแหน่งของจุดสะเทินจะอยู่ใกล้กับประจุที่มีขนาดน้อยกว่า เมื่อประจุที่จุดใด ๆ เป็นประจุลบทั้งคู่ ตำแหน่งของจุดสะเทินจะเหมือนกันกับกรณีที่เป็นประจุบวกทั้งคู่ หากประจุที่จุดใด ๆ เป็นประเภทตรงกันข้าม จุดบนเส้นตรงระหว่างประจุจะเป็นจุดสะเทินไม่ได้ เพราะสนามไฟฟ้าจากประจุที่จุดใด ๆจะมีทิศเดียวกัน ทำให้สนามไฟฟ้าลัพธ์ไม่มีโอกาสเท่ากับศูนย์ ส่วนจุดบนเส้นตรงที่อยู่นอกประจุทั้งสองจะมีโอกาสเป็นจุดสะเทินได้ เนื่องจากสนามไฟฟ้า ทั้งสองมีทิศตรงกันข้ามแต่ก็ยังคงต้องพิจารณาขนาดของสนามไฟฟ้าแต่ละสนามให้มีค่าเท่ากันด้วย ในกรณีที่ประจุมีขนาดเท่ากัน (Q1 =Q2 ) ตามสมการ E1 = kQ1/r12 และ E2 = kQ2/r22 ค่า E1 = E2 ได้ก็ต่อเมื่อ r1 = r2 แต่จะพบว่าจุดเหล่านี้อยู่ใกล้กับประจุหนึ่งมากกว่าอีกประจุหนึ่งเสมอ ซึ่งหมายถึง r1 ≠ r2 อย่างแน่นอนทำให้ในกรณีที่ประจุมีขนาดเท่ากัน จุดบนเส้นตรงที่อยู่นอกประจุจะไม่มีโอกาสที่ขนาดของสนามไฟฟ้าทั้ง 2 สนามจะเท่ากันได้เลย จุดสะเทินจึงเกิดขึ้นได้เฉพาะกรณีที่ประจุมีขนาดไม่เท่ากัน เช่น เมื่อ Q1 < Q2 จุดสะเทินจะเกิดขึ้นที่ตำแหน่ง r1 < r2 ซึ่งหมายถึงตำแหน่งที่อยู่ใกล้กับประจุที่มีขนาดน้อยกว่า สรุปได้ว่ากรณีของประจุประเภทตรงกันข้าม จุดสะเทินเกิดขึ้นได้เมื่อประจุมีขนาดไม่เท่ากัน โดยตำแหน่งของจุดสะเทินอยู่บนเส้นตรงด้านนอกประจุใกล้กับประจุที่มีขนาดน้อยกว่า จากที่กล่าวมาสามารถสรุปตำแหน่งของจุดสะเทินสำหรับประจุที่จุดใด ๆ 2 ประจุได้ว่า
1.1 ถ้าประจุทั้งสองมีขนาดเท่ากัน จุดสะเทินจะอยู่ที่กึ่งกลางระหว่างประจุทั้งสอง 1.2 แต่ถ้าหากประจุทั้งสองมีขนาดไม่เท่ากัน จุดสะเทินจะอยู่ใกล้กลับประจุที่มีขนาดน้อยกว่า
จุดสะเทินจะเกิดขึ้นได้เฉพาะกรณีที่มีขนาดของประจุไม่เท่ากัน โดยจะอยู่บนเส้นตรงด้านนอกประจุ และจะอยู่ใกล้กับประจุที่มีขนาดน้อยกว่า ตัวอย่างที่ 1 ประจุไฟฟ้าขนาด +3 μCและ +12 μC วางอยู่ห่างกันดังรูป ตำแหน่งใดควรเป็นจุดสะเทิน ภาพที่ 2 จุดสะเทินของประจุไฟฟ้าชนิดเดียวกัน ก. A ข. B ค. C ง. D จ. E เฉลย ตอบ ก. เพราะประจุไฟฟ้าทั้งสองเป็นประจุชนิดเดียวกัน จุดสะเทินจะอยู่บนเส้นตรงระหว่างประจุทั้งสองและจะอยู่ใกล้กลับประจุไฟฟ้าที่มีขนาดน้อยกว่า ตัวอย่างที่ 2 ประจุไฟฟ้าขนาด +5 μCและ -10 μC วางอยู่ห่างกันดังรูป ตำแหน่งใดควรเป็นจุดสะเทิน ภาพที่ 3 จุดสะเทินของประจุไฟฟ้าต่างชนิดกัน ก. A ข. B ค. C ง. D จ. E เฉลย ตอบ จ. เพราะประจุไฟฟ้าทั้งสองเป็นประจุไฟฟ้าต่างชนิดกัน จุดสะเทินจะอยู่บนเส้นตรงด้านนอกประจุไฟฟ้า และจะอยู่ใกล้กับประจุไฟฟ้าที่มีขนาดน้อยกว่า แหล่งที่มา พงษ์ศักดิ์ (โต) ชินนาบุญ. (2556). ฟิสิกส์ เล่ม 4 ม.4-6. กรุงเทพฯ:วิทยพัฒน์ Rattana sriwanlapanon. (ม.ม.ป.) เส้นแรงไฟฟ้า. สืบค้นเมื่อ 10 ธันวาคม 2561, จาก https://sites.google.com/site/poppyhellophysics/home/snam-fifa/sen-raeng-fifa Return to contents เส้นสนามไฟฟ้า สนามไฟฟ้าเป็นปริมาณเวกเตอร์ โดยพื้นฐานแล้วสนามไฟฟ้าสามารถเขียนแทนได้ด้วยภาพลูกศร โดยใช้ขนาดและทิศของลูกศรแทนขนาดและทิศของสนามไฟฟ้า ยกตัวอย่างเช่น สนามไฟฟ้าที่จุดต่าง ๆ ของประจุบวก 1 ประจุ จะแทนด้วยลูกศร โดยให้ลูกศรมีทิศชี้ออกจากประจุบวกตามทิศของสนามไฟฟ้า เมื่อพิจารณาที่ตำแหน่งต่าง ๆ โดยกำหนดให้ A B และ C เป็นตำแหน่งที่อยู่บนเส้นตรงเดียวกัน ซึ่งตำแหน่ง A อยู่ใกล้ ประจุที่สุดถัดไปเป็นตำแหน่ง B และ C ตามลำดับ จะพบว่าลูกศรที่ตำแหน่ง A ยาวกว่าที่จุด B และลูกศรที่จุด B ยาวกว่าที่จุด C สาเหตุมาจากสนามไฟฟ้ามีขนาดลดลง เมื่ออยู่ห่างจากประจุมากขึ้น ภาพการแสดงเส้นสนามไฟฟ้าของประจุไฟฟ้าต่างชนิดกัน สนามไฟฟ้าเป็นปริมาณเวกเตอร์ โดยพื้นฐานแล้วสนามไฟฟ้าสามารถเขียนแทนได้ด้วยภาพลูกศร โดยใช้ขนาดและทิศของลูกศรแทนขนาดและทิศของสนามไฟฟ้า ยกตัวอย่างเช่น สนามไฟฟ้าที่จุดต่าง ๆ ของประจุบวก 1 ประจุ จะแทนด้วยลูกศร โดยให้ลูกศรมีทิศชี้ออกจากประจุบวกตามทิศของสนามไฟฟ้า เมื่อพิจารณาที่ตำแหน่งต่าง ๆ โดยกำหนดให้ A B และ C เป็นตำแหน่งที่อยู่บนเส้นตรงเดียวกัน ซึ่งตำแหน่ง A อยู่ใกล้ ประจุที่สุดถัดไปเป็นตำแหน่ง B และ C ตามลำดับ จะพบว่าลูกศรที่ตำแหน่ง A ยาวกว่าที่จุด B และลูกศรที่จุด B ยาวกว่าที่จุด C สาเหตุมาจากสนามไฟฟ้ามีขนาดลดลง เมื่ออยู่ห่างจากประจุมากขึ้น ในทำนองเดียวกัน สนามไฟฟ้าของประจุลบ 1ตัวสามารถแทนได้ด้วยลูกศรที่มีทิศชี้เข้าหาประจุลบตามทิศของสนามไฟฟ้า สนามไฟฟ้าเกิดขึ้นโดยรอบประจุ เมื่อใช้ลูกศร 1 ตัวแทนสนามไฟฟ้าที่แต่ละจุดแล้วจะมีลูกศรเป็นจำนวนนับไม่ถ้วน ดังนั้น ไมเคิล ฟาราเดย์ จึงได้เสนออีกวิธีหนึ่งแทนการใช้ลูกศร ซึ่งเป็นการวาดภาพสนามไฟฟ้าด้วยเส้นที่ เรียกว่า เส้นสนามไฟฟ้า (electric field line) เส้นสนามไฟฟ้าเป็นเส้นที่ลากเชื่อมต่อจุดสนามไฟฟ้าแต่ละจุด โดยเส้นสนามไฟฟ้าจะอยู่ในแนวเส้นสัมผัสกับสนามไฟฟ้าที่จุดนั้น ๆ และมีทิศตามลูกศรของสนามไฟฟ้า ในกรณีของประจุบวกจะเห็นได้ว่าเส้นสนามไฟฟ้ามีจุดเริ่มต้นที่ประจุบวก และชี้ออกจากประจุไปยังจุดที่อยู่ห่างเป็นอนันต์ โดยจะวาดเส้นสนามไฟฟ้าจำนวนหนึ่งที่ไม่มากจนเกินไป ในกรณีของประจุลบ 1 ประจุ เส้นสนามไฟฟ้าจะมีรูปแบบที่คล้ายคลึงกัน แต่เส้นสนามไฟฟ้ามีจุดสิ้นสุดที่ประจุลบและมีจุดเริ่มต้นอยู่ห่างออกไปเป็นระยะอนันต์ เส้นสนามไฟฟ้าเป็นภาพที่ใช้แทนสนามไฟฟ้า เส้นสนามไฟฟ้าจึงต้องระบุข้อมูลของสนามไฟฟ้าอย่างครบถ้วน เริ่มตั้งแต่ขนาดของประจุที่จุดใด ๆ จะแทนด้วยจำนวนเส้นสนามไฟฟ้า โดยใช้จำนวนเส้นที่เป็นสัดส่วนกับขนาดของประจุ เช่น กำหนดให้เส้นสนามไฟฟ้า 4 เส้นแทนขนาดของประจุ Q ดังนั้นประจุ 2Q และ 3Q จะต้องใช้เส้นสนามไฟฟ้าจำนวน 8 เส้น และ 12 เส้นตามลำดับ สำหรับขนาดของสนามไฟฟ้าที่จุดต่าง ๆ จะพิจารณาจากความหนาแน่นของเส้นสนามไฟฟ้า ยกตัวอย่างเช่น จุด A อยู่ใกล้กับประจุมากกว่าจุด B ขนาดของสนามไฟฟ้าที่จุด A ตามสมการ E = k0IQI/r2 จึงมากกว่า เมื่อพิจารณาจากความหนาแน่นของเส้นสนามไฟฟ้าจะพบว่า ที่จุด A เส้นสนามไฟฟ้าอยู่ใกล้กันมากกว่าที่จุด B ความหนาแน่นของเส้นสนามไฟฟ้าที่จุด A จึงมากกว่าที่จุด B กล่าวได้ว่า บริเวณที่มีความหนาแน่นของเส้นสนามไฟฟ้ามากกว่าจะมีขนาดของสนามไฟฟ้ามากกว่าด้วย และทิศของสนามไฟฟ้าจะอยู่ในแนวสัมผัสกับเส้นสนามไฟฟ้า โดยมีทิศตามลูกศรของเส้นสนามไฟฟ้า ข้อควรระวัง ทิศของสนามไฟฟ้าแสดงทิศของแรงไฟฟ้าซึ่งจะเป็นทิศของความเร่งด้วย แต่อาจไม่ใช่ทิศของความเร็ว ดังนั้นประจุจึงไม่จำเป็นต้องเคลื่อนที่ตามแนวเส้นสนามไฟฟ้า เมื่อมีประจุที่จุดใด ๆ มากกว่า 1 ประจุ ขั้นตอนการวาดเส้นสนามไฟฟ้ายังคงทำได้เช่นเดิมแต่จะต้องเริ่มจากการหาสนามไฟฟ้าลัพธ์ที่จุดสนามใด ๆ จากผลรวมแบบเวกเตอร์ของสนามไฟฟ้าจากประจุที่จุดใด ๆ แต่ละตัวตามหลักการซ้อนทับก่อน เช่น ประจุที่จุดใด ๆ เป็นประจุบวก 2 ประจุ ที่จุดสนามใด ๆ จะประกอบด้วยสนามไฟฟ้า 2 สนามจากประจุที่จุดใด ๆ แต่ละประจุ ก่อนจะวาดเส้นสนามไฟฟ้าจึงต้องหาสนามไฟฟ้าลัพธ์ ซึ่งในที่นี่ได้ใช้วิธีหาผลรวมด้วยรูปสี่เหลี่ยมด้านขนาน เมื่อทราบสนามไฟฟ้าแล้ว ให้ลากเส้นสนามไฟฟ้าสัมผัสกับสนามไฟฟ้าลัพธ์ที่แต่ละจุด ในกรณีที่ประจุบวกทั้ง 2 ประจุ มีขนาดเท่ากัน เส้นสนามไฟฟ้าที่ออกจากแต่ละประจุจะต้องมีจำนวนเท่ากันด้วย หากเปลี่ยนเป็นประจุที่มีขนาดเท่ากันแต่มีเครื่องหมายตรงกันข้าม เส้นสนามไฟฟ้าจะมีจุดเริ่มต้นที่ประจุบวกและมีจุดสิ้นสุดที่ประจุลบ โดยจำนวนเส้นสนามไฟฟ้าที่ออกจากประจุบวกเท่ากับจำนวนเส้นสนามไฟฟ้าที่เข้าประจุลบสาเหตุเนื่องจากประจุทั้งสองมีขนาดเท่ากัน จากขั้นตอนการวาดเส้นสนามไฟฟ้าของประจุ 2 ตัว จะพบว่า ที่จุดสนามใด ๆ ไม่มีเส้นสนามไฟฟ้าสองเส้นตัดที่จุดเดียวกัน สาเหตุเนื่องจากเส้นสนามไฟฟ้าถูกวาดสัมผัสกับทิศของสนามไฟฟ้า ซึ่งที่จุดสนามหนึ่ง ๆจะมาสนามไฟฟ้าลัพธ์ เพียง 1 ค่า ดังนั้นหากมีจุดที่เส้นสนามไฟฟ้าสองเส้นตัดกัน ย่อมหมายถึงที่จุดนั้นมีสนามไฟฟ้า 2 ทิศทางซึ่งเป็นไปไม่ได้ กรณีเส้นสนามไฟฟ้าจากแผ่นตัวนำ 2 แผ่นที่มีประจุประเภทตรงกันข้าม จะพบว่าสนามไฟฟ้ามีทิศชี้ออกจากแผ่นที่มีประจุบวก สนามไฟฟ้ามีทิศตั้งฉากกับแผ่นตัวนำในทิศชี้ออกจากแผ่นที่มีประจุบวกและจะพบว่าขนาดของสนามไฟฟ้ามีค่าคงตัว ไม่ว่าจุดสนามจะอยู่ห่างจากแผ่นตัวนำเท่าใด เส้นสนามไฟฟ้าแต่ละเส้นอยู่ห่างเท่า ๆ กัน สำหรับแผ่นตัวนำที่มีประจุลบ จะพบว่าเส้นสนามไฟฟ้าตั้งฉากกับแผ่นในทิศชี้เข้าหาแผ่นที่มีประจุลบ โดยเส้นสนามไฟฟ้าแต่ละเส้นอยู่ห่างเท่า ๆ กัน สนามไฟฟ้าจากแผ่นตัวนำแต่ละแผ่น เรียกว่า สนามไฟฟ้าสม่ำเสมอ สมบัติของเส้นสนามไฟฟ้าสรุปได้ดังนี้
แหล่งที่มา พงษ์ศักดิ์ (โต) ชินนาบุญ. (2556). ฟิสิกส์ เล่ม 4 ม.4-6. กรุงเทพฯ:วิทยพัฒน์ ศรีนวล วรกิจวัฒนา. (2558). เส้นแรงไฟฟ้า. สืบค้นเมื่อ 10 ธันวาคม 2561, จาก https://sites.google.com/a/htp.ac.th/physics4/neuxha-snam-fifa Return to contents การนำความรู้เกี่ยวกับไฟฟ้าสถิตไปใช้ประโยชน์ ไฟฟ้าสถิตสามารถประยุกต์กับเทคโนโลยีและอุปกรณ์ต่าง ๆ ได้เป็นจำนวนมาก ในปัจจุบันมีการผลิตเครื่องใช้ที่อำนวยประโยชน์ด้านต่าง ๆ โดยอาศัยความรู้เรื่องไฟฟ้าสถิตมาใช้ ดังตัวอย่างต่อไปนี้
ภาพ สัญญาณชีพจรของหัวใจ ที่มา https://pixabay.com/th , PublicDomainPictures แหล่งที่มา พงษ์ศักดิ์ (โต) ชินนาบุญ. (2556). ฟิสิกส์ เล่ม 4 ม.4-6. กรุงเทพฯ:วิทยพัฒน์ MedThai. (ม.ม.ป.). การตรวจคลื่นไฟฟ้าหัวใจ (Electrocardiogram : ECG หรือ EKG). สืบค้นเมื่อ 10 ธันวาคม 2561, จาก https://medthai.com/การตรวจคลื่นไฟฟ้าหัวใจ/ Return to contents การทำให้เกิดประจุไฟฟ้า เมื่อนำวัตถุต่างชนิดกันที่เหมาะสมมาขัดสีกัน วัตถุทั้งสองต่างเกิดประจุไฟฟ้าบนผิวของวัตถุ และวัตถุทั้งสองต่างแสดงอำนาจไฟฟ้าดูดของเบา ๆ ได้ ในวันที่มีอากาศแห้ง ๆ ทดลองถูหวีพลาสติกด้วยผ้าแพรอย่างแรงหลาย ๆ ครั้ง แล้วนำหวีนั้นไปล่อใกล้ชิ้นกระดาษเล็ก ๆ จะพบว่าหวีดูดชิ้นกระดาษได้แสดงให้เห็นชัดว่า ขณะนี้หวีมีประจุไฟฟ้าขึ้น และแสดงอำนาจไฟฟ้าออกมาได้ จากผลการทดลองเราทราบว่า ประจุไฟฟ้าที่เกิดขึ้นบนหวีและบนแพรเป็นประจุไฟฟ้าต่างชนิดกัน สำหรับวัตถุต่างชนิดคู่อื่น ๆ ที่เหมาะสมให้ผลเช่นเดียวกัน ภาพการทำให้เกิดประจุไฟฟ้าโดยการขัดถูกัน ที่มา: https://www.electric108.com/article/16/ไฟฟ้าคืออะไร การทำให้วัตถุตัวนำเกิดประจุไฟฟ้าอิสระทำได้ 3 วิธี คือ
เมื่อประสงค์จะให้ตัวนำเกิดมีประจุไฟฟ้าอิสระชนิดใด ให้นำวัตถุตัวนำอื่นที่เหมาะสมมาทำการถู ก็จะได้ประจุไฟฟ้าอิสระเกิดขึ้นบนตัวนำนั้น ๆ ตามต้องการ แต่พึงระวังว่า ตัวนำที่เราต้องการจะให้เกิดมีประไฟฟ้าอิสระนั้นต้องมีด้ามจับเป็นฉนวนไฟฟ้า หรือหุ้มปลายข้างหนึ่งด้วยฉนวนไฟฟ้า หรือวางอยู่บนฉนวนไฟฟ้า
โดยการนำวัตถุตัวนำอื่นที่มีประจุไฟฟ้าอิสระอยู่แล้วมาสัมผัสกับตัวนำที่เราต้องการ จะให้เกิดมีประจุไฟฟ้าอิสระ การกระทำเช่นนี้จะเกิดการถ่ายเทประจุไฟฟ้าระหว่างตัวนำทั้งสอง และในที่สุดตัวนำทั้งสองต่างจะมีประจุไฟฟ้าอิสระ และต่างจะมีศักย์ไฟฟ้าเท่ากัน ซึ่งตามทฤษฎีอิเล็กตรอนแล้วการถ่ายเทประจุไฟฟ้าให้กันนั้น เกิดขึ้นเนื่องจากการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนนั่นเอง ซึ่งในการทำให้เกิดประจุไฟฟ้าอิสระด้วยการสัมผัสนั้น อาจสรุปได้ว่า (1) ประจุไฟฟ้าอิสระที่ตัวนำได้รับ จะเป็นประจุไฟฟ้าชนิดเดียวกันกับชนิดของประจุไฟฟ้าบนตัวนำที่นำมาสัมผัสเสมอไ (2) เมื่อสัมผัสกันแล้ว ตัวนำทั้งสองต่างจะมีศักย์ไฟฟ้าเท่ากับ (3) ประจุไฟฟ้าอิสระที่ตัวนำทั้งสองมี ภายหลังสัมผัสกันแล้วนั้น จะมีจำนวนเท่ากัน หรืออาจไม่เท่ากันก็ได้ ทั้งนี้ย่อมขึ้นอยู่กับความจุไฟฟ้าของตัวนำทั้งสอง (4) ประจุไฟฟ้ารวมทั้งหมดบนตัวนำทั้งสองภายหลังที่สัมผัสแล้ว จะมีจำนวนเท่ากับประจุไฟฟ้าทั้งหมดก่อนสัมผัสกัน
ทำได้โดยนำวัตถุที่มีประจุไฟฟ้าอิสระอยู่แล้วมาทำการเหนี่ยวนำ ซึ่งในการทำให้ตัวนำเกิดประจุไฟฟ้าอิสระ ด้วยการเหนี่ยวนำนั้น สรุปได้ว่า (1) ประจุไฟฟ้าอิสระที่ตัวนำได้รับ จะเป็นประจุไฟฟ้าชนิดตรงข้ามกับชนิดของประจุไฟฟ้าบนวัตถุที่ใช้เหนี่ยวนำ (2) วัตถุที่มีประจุไฟฟ้าที่ใช้เป็นตัวเหนี่ยวนำ ไม่สูญเสียประจุไฟฟ้าไปเลย ข้อสังเกต ในขณะที่เกิดการเหนี่ยวนำไฟฟ้าอยู่นั้น วัตถุที่มีประจุไฟฟ้าบวก อาจมีศักย์ไฟฟ้าลบหรือศักย์ไฟฟ้าศูนย์ และวัตถุที่มีประจุไฟฟ้าลบ อาจมีศักย์ไฟฟ้าบวก หรือศักย์ไฟฟ้าศูนย์ก็ได้ สำหรับการทำให้เกิดประจุไฟฟ้า อิสระชนิดเดียวกันกับวัตถุที่ใช้เหนี่ยวนำ ก็ย่อมกระทำได้โดยการดัดแปลงวิธีการดังนี้ สมมติให้วัตถุ A มีประจุไฟฟ้าบวกอิสระซึ่งเราใช้เป็นตัวเหนี่ยวนำ นำวัตถุตัวนำ B และ C สองชิ้น ต่างวางลงบนฉนวนไฟฟ้า หรือห้อยแขวนจากฉนวนไฟฟ้า ให้ผิวของตัวนำทั้งสองสัมผัสกันในการทำเช่นนี้ ตัวนำ B และC จะทำหน้าที่เสมือนกับว่าเป็นวัตถุตัวนำก้อนเดียวกัน นำวัตถุตัวนำทั้งสองซึ่งสัมผัสกันอยู่นี้เข้าใกล้ A โดยให้ B อยู่ใกล้ A มากกว่า C ประจุไฟฟ้าบวกบนผิวของ A จะทำการเหนี่ยวนำ B และ C เป็นผลให้เกิดประจุไฟฟ้าเหนี่ยวนำลบขึ้นบนผิวของ B ทางด้านใกล้สุดกับ A และเกิดประจุไฟฟ้าเหนี่ยวนำบวกบนผิว C ด้านไกลสุดจาก A เลื่อน B และ C ให้แยกออกจากกัน แล้วยก A ออกไป ก็จะได้ประจุไฟฟ้าอิสระลบบนผิวตัวนำ B และได้ประไฟฟ้าอิสระบวกบนตัวนำ C จะเห็นว่าเป็นประจุไฟฟ้าชนิดเดียวกันกับประจุไฟฟ้าบนตัวนำ A ที่ใช้เหนี่ยวนำ วัตถุที่มีประจุไฟฟ้าจะเหนี่ยวนำให้วัตถุที่เป็นกลางเกิดอำนาจไฟฟ้าได้ เมื่อนำมาใกล้กัน กรณีที่ 1 A มีประจุไฟฟ้าบวก นำมาใกล้ BC ซึ่งเป็นกลาง อิเล็กตรอนในวัตถุ BC จะมาออที่ปลาย B เนื่องจากถูก A ดูด ปลาย B จึงเป็นประจุลบ, ปลาย C เกิดประจุบวก เหตุการณ์เหล่านี้เกิดชั่วคราว, ถ้าเอา A ออก อิเล็กตรอนที่ B จะเคลื่อนที่กลับสู่ที่เดิม BC จึงเป็นกลางเหมือนเดิม กรณีที่ 2 A มีประจุไฟฟ้าลบ อิเล็กตรอนทางด้าน B ถูกผลักให้เคลื่อนย้ายไปอยู่ทางด้าน C ทำให้ด้าน B เกิดประจุบวก และ C เกิดประจุลบ แต่ประจุนี้ยังไม่อิสระเพราะเมื่อเอา A ออกไป, BC จะเป็นกลางเหมือนเดิม จะเห็นได้ว่า การเหนี่ยวนำจะเกิดประจุชนิดตรงข้าม ที่ปลายซึ่งอยู่ใกล้กับประจุที่นำมาล่อเสมอ จึงทำให้เกิดแรงดึงดูดมากกว่าแรงผลัก ดังนั้น วัตถุที่มีประจุไฟฟ้าจะดึงดูดวัตถุที่เป็นกลางอย่างเดียวเท่านั้น ไม่มีการผลัก ตัวอย่างที่ 1 ถ้ามีลูกพิทอยู่ 3 ลูก เมื่อทดลองนำลูกพิทเข้าใกล้กันทีละคู่จนครบ 3 คู่ ปรากฏว่าแรงกระทำระหว่างลูกพิททั้ง 3 คู่ เป็นแรงดึงดูด ข้อสรุปต่อไปนี้ข้อใดถูกต้องที่สุด
เฉลยคำตอบที่ถูกต้อง คือ ข้อ 4 แหล่งที่มา ช่วง ทมทิตชงค์ และคณะ. (2537). ฟิสิกส์ 5 ม.6. กรุงเทพฯ:ไฮเอ็ดพับลิชชิ่ง. พงษ์ศักดิ์ ชินนาบุญ. (2556). ฟิสิกส์ เล่ม 4 ม. 4-6. กรุงเทพฯ: วิทยพัฒน์. electric108. (2560). การทำให้กิดประจุไฟฟ้า. สืบค้นเมื่อ 9 ธันวาคม 2562, จาก https://www.electric108.com/article/16/ไฟฟ้าคืออะไร Return to contents ชนิดของประจุไฟฟ้าและแรงกระทำ ถ้านำผ้าแพร ถูกับแก้วผิวเกลี้ยงสองแท่ง แล้วนำแท่งแก้วทั้งสองขึ้นแขวนใกล้ ๆ กันจะปรากฏว่าแท่งแก้วทั้งสองเบนหนีออกจากกัน แสดงว่าเกิดมีแรงผลักระหว่างแท่งแก้วทั้งสอง นำแท่งแก้วผิวเกลี้ยงชนิดเดียวกันอีกคู่หนึ่งด้วยขนสัตว์ แล้วนำขึ้นแขวนเช่นเดียวกัน จะปรากฏว่าแท่งแก้วคู่นี้ผลักกันจะเบนห่างจากกัน แต่ถ้านำแท่งแก้วที่ถูด้วยผ้าแพร จากคู่แรกมาหนึ่งแท่ง แขวนคู่กับอีกหนึ่งแท่งจากคู่หลังที่ถูด้วยขนสัตว์แล้ว จะปรากฏว่าแท่งแก้วทั้งสองเบนเข้าหากันแสดงว่าแท่งแก้วคู่นี้ดูดกัน เมื่อทำการทดลองซ้ำหลายครั้ง ก็จะปรากฏผลเช่นเดียวกัน จากผลการทดลองแสดงว่า ประจุไฟฟ้าที่เกิดบนแท่งแก้วคู่แรกต้องเป็นประจุไฟฟ้าชนิดเดียวกัน เพราะต่างถูด้วยแพรเหมือนกัน และประจุไฟฟ้าที่เกิดบนแท่งแก้วคู่หลังก็เป็นประจุไฟฟ้าชนิดเดียวกัน เพราะต่างถูด้วยขนสัตว์เช่นเดียวกัน โดยที่แท่งแก้วคู่แรกผลักกันและแท่งแก้วคู่หลังผลักกัน แต่แท่งแก้วจากคู่แรกและจากคู่หลังดูดกันย่อมแสดงว่า ประจุไฟฟ้าบนแท่งแก้วคู่แรกและคู่หลังต้องเป็นประจุไฟฟ้าต่างชนิดกัน แม้ว่าจะทดลองใช้วัตถุอื่น ๆ ที่เหมาะสมก็จะให้ผลทำนองเดียวกันจึงสรุปผลได้ว่า ประจุไฟฟ้าที่เกิดขึ้นจากการขัดสีมีต่างกันอยู่สองชนิดเท่านั้น จึงได้กำหนดชนิดประจุไฟฟ้า โดยเรียกประจุไฟฟ้าชนิดหนึ่งว่า ประจุไฟฟ้าบวก (Positive Charge) และเรียกประจุไฟฟ้าอีกชนิดหนึ่งว่า ประจุไฟฟ้าลบ (Negative Charge)
แรงกระทำที่เกิดขึ้นระหว่างประจุไฟฟ้า เป็นแรงกระทำร่วมกัน (Mutual Force) ทำนองเดียวกับแรงแม่เหล็ก กล่าวคือ เมื่อเกิดแรงผลักกันย่อมหมายความว่าต่างฝ่ายต่างผลักกันด้วยแรงเท่า ๆ กันกระทำพร้อมกันในเวลาเดียวกัน สำหรับแรงดูดกันก็จะมีพฤติการณ์ทำนองเดียวกัน ภาพแรงกระทำที่เกิดขึ้นระหว่างประจุไฟฟ้า ที่มา: https://orapanwaipan.wordpress.com/เกี่ยวกับ/ฟิสิกส์-4/ไฟฟ้าสถิต/ประจุไฟฟ้าและแรงระหว่า/ บัญชีสิ่งที่ทำให้เกิดไฟฟ้าสถิต ผลปรากฏจากการนำวัตถุต่างชนิดที่เป็นคู่ที่เหมาะสมมาทำการถูกัน แล้วเกิดประจุไฟฟ้าบนผิวของวัตถุแต่ละคู่นั้น กล่าวคือ เกิดไฟฟ้าสถิตบนผิวของวัตถุ และประจุไฟฟ้าที่เกิดขึ้นบนผิวของวัตถุคู่หนึ่ง ๆ จะเป็นประจุไฟฟ้าต่างชนิดกันเสมอ จึงได้มีการทำบัญชีของวัตถุที่ทำให้เกิดไฟฟ้าสถิต โดยการขัดสีไว้โดยเรียงตามลำดับของการขัดสีไว้ ดังนี้
เมื่อนำวัตถุคู่ใดคู่หนึ่งดังปรากฏในบัญชีมาถูกัน วัตถุที่มีเลขลำดับน้อยกว่า จะปรากฏมีประจุไฟฟ้าบวก ส่วนวัตถุที่มีเลขลำดับมากกว่าจะปรากฏมีประจุไฟฟ้าลบเช่น นำขนสัตว์หมายเลข 1 ถูกับแก้วผิวเกลี้ยงหมายเลข 7 แล้ว ปรากฏว่า ผ้าขนสัตว์จะปรากฏมีประจุไฟฟ้าบวกบนผิว บนผิวแก้วจะปรากฏมีประจุไฟฟ้าลบ แต่ถ้านำแก้วผิวเกลี้ยงหมายเลข 7 ไปถูกับผ้าแพร หมายเลข 10 แล้ว บนผิวแก้วจะปรากฏประจุไฟฟ้าบวก ส่วนผ้าแพรจะปรากฏมีประจุไฟฟ้าลบ ตัวอย่างที่ 1 ตัวนำทรงกลม A และ B โดยที่ A มีประจุไฟฟ้าบวก ส่วน B เป็นกลางทางไฟฟ้า เมื่อนำมาสัมผัสกันแล้วแยกออก จงพิจารณาข้อความต่อไปนี้
ข้อใดกล่าวถูกต้อง
เฉลย ทำตอบที่ถูกต้องคือ ข้อ 1 ตัวอย่างที่ 2 เมื่อให้ประจุลบกับทรงกระบอกโลหะตันชนิด A จากนั้นนำทรงกระบอกโลหะ B (ไม่มีประประจุ) ที่สามารถสวมทับกระบอกได้พอดี หลังจากสวม B ไปบน A เมื่อนำทรงกระบอก A และ B ไปตรวจสอบจะพบผลตามข้อใด
เฉลย คำตอบที่ถูกต้อง คือ ข้อ 4 ตัวอย่างที่ 3 ถ้าเรานำวัตถุ A ที่มีประจุไฟฟ้าบวก มาเข้าใกล้วัตถุ B และ C ที่สัมผัสกันอยู่และเป็นกลางทางไฟฟ้า วัตถุ A B และ C จะมีประจุตามข้อใด ตามลำดับ
เฉลย คำตอบที่ถูกต้อง คือ ข้อ 2 แหล่งที่มา ช่วง ทมทิตชงค์ และคณะ. (2537). ฟิสิกส์ 5 ม.6. กรุงเทพฯ:ไฮเอ็ดพับลิชชิ่ง. พงษ์ศักดิ์ ชินนาบุญ. (2556). ฟิสิกส์ เล่ม 4 ม. 4-6. กรุงเทพฯ: วิทยพัฒน์. อรพรรณ ไวแพน. (มปป). ประจุไฟฟ้าและแรงระหว่างประจุไฟฟ้า. สืบค้นเมื่อ 9 ธันวาคม 2562, จาก https://orapanwaipan.wordpress.com/เกี่ยวกับ/ฟิสิกส์-4/ไฟฟ้าสถิต/ประจุไฟฟ้าและแรงระหว่า/ Return to contents การตรวจสอบประจุไฟฟ้า อิเล็กโทรสโคป (Electroscope) อิเล็กโทรสโคป เป็นเครื่องมือสำหรับตรวจไฟฟ้าสถิต ที่เราควรทราบ มี 2 ชนิด คือ
- เมื่อต้องการตรวจวัตถุใดมีประจุไฟฟ้าหรือไม่ ปฏิบัติดังนี้ ใช้นิ้วคลึงลูกกลมให้ทั่วให้แน่ใจว่าลูกกลมเป็นกลางจริง ๆ จากนั้นนำวัตถุที่ต้องตรวจว่ามีประจุไฟฟ้าหรือไม่เข้ามาใกล้ ๆ ลูกกลมนั้น หากปรากฏว่าลูกกลมเคลื่อนที่โดยถูกดูดเข้าหาวัตถุนั้น และเมื่อลูกกลมถูกดูดเข้าจนสัมผัสกับผิววัตถุนั้นแล้ว ลูกกลมจะเคลื่อนที่ดีดหนีออกห่างจากวัตถุนั้น ซึ่งเมื่อลูกกลมดีดห่างออกแล้ว จะนำวัตถุนั้นมาล่อใกล้เพียงใดลูกกลมจะเคลื่อนหนีห่างโดยตลอด เมื่อปรากฏเช่นนี้ ก็แสดงว่าวัตถุที่นำมาทดลองนั้นมีประจุไฟฟ้า แต่ถ้าปรากฏว่า เมื่อนำวัตถุที่ต้องการตรวจสอบเข้าใกล้ลูกกลมนั้นแล้วลูกกลมไม่เคลื่อนที่เลย ก็แสดงว่าวัตถุนั้นเป็นกลาง (ไม่มีประจุไฟฟ้า) - เมื่อต้องการใช้อิเล็กโทรสโคปนี้ตรวจสอบชนิดของประจุไฟฟ้า ให้ปฏิบัติดังนี้ ขั้นแรก ทำการให้ประจุไฟฟ้าที่ทราบชนิดแล้วแก่ลูกกลมเสียก่อน ขั้นตอนต่อไปจึงนำวัตถุที่มีประจุไฟฟ้าซึ่งต้องการตรวจชนิดประจุนั้นเข้ามาใกล้ลูกกลม หากปรากฏว่า เกิดแรงผลักโดยลูกกลมเคลื่อนที่หนีห่างวัตถุก็แสดงว่าประจุไฟฟ้าบนวัตถุนั้นเป็นชนิดเดียวกันกับประจุไฟฟ้าบนลูกกลม แต่ถ้าปรากฏว่าเกิดแรงดูด คือลูกกลมเคลื่อนที่เข้าหาวัตถุนั้น ก็แสดงว่าประจุไฟฟ้าบนวัตถุนั้นเป็นประจุต่างชนิดกันกับประจุไฟฟ้าบนลูกกลม เมื่อเราทราบชนิดประจุไฟฟ้าบนลูกกลมอยู่แล้ว จึงสามารถบอกได้ว่าประจุไฟฟ้าบนวัตถุนั้นเป็นชนิดใด
เนื่องจากตัวกล่องเป็นโลหะ และวางอยู่บนพื้น ก็เท่ากับถูกเอิร์ทอยู่ตลอดเวลา ศักย์ไฟฟ้าของตัวกล่องโลหะจึงเป็นศูนย์เท่ากับ ศักย์ไฟฟ้าของโลกอยู่เสมอ แผ่นทองคำเปลวทั้งสองจะกางออกจากกันได้ เพราะเกิดเมื่อให้ประจุไฟฟ้าแก่จานโลหะจะเป็นประจุชนิดใดก็ได้ การทำเช่นนี้ ประจุไฟฟ้าที่ให้จะกระจายไปทั่วจานโลหะ ก้านโลหะและแผ่นทองคำเปลวทั้งสองมีประจุไฟฟ้าตรงกัน จะมีแรงไฟฟ้าผลักกันระหว่างแผ่นทองคำเปลวทั้งสอง แผ่นทองคำเปลวจะกางออกจากกัน ถ้าเราให้ประจุไฟฟ้าลบอิสระแก่จานโลหะ แผ่นทองคำเปลวจึงปรากฏมีประจุไฟฟ้าลบ จึงย่อมมีแรงผลักกันระหว่างแผ่นทองคำเปลวทั้งสอง แผ่นทองคำจึงอ้าออกถ้าภาชนะที่ใส่เป็นขวดแก้ว แผ่นทองคำเปลวก็กางออกได้ เมื่อมีประจุไฟฟ้ามาที่จานบน เพราะแผ่นทองคำเปลวทั้งสองมีประจุตรงกัน จึงผลักกันทำให้กางออก ภาพที่ 1 การทำงานของอิเล็กโทรสโคปแบบแผ่นทองคำเปลว การนำอิเล็กโทรสโคปแบบทองคำเปลวไปใช้ประโยชน์ เราสามารถนำความรู้เรื่องอิเล็กโทรสโคปแบบทองคำเปลวไปใช้ประโยชน์ แสดงความจริงทางไฟฟ้าสถิตได้มากมายหลายประการ ดังนี้
โดยทั้ง 3 ประการนี้ สามารถปฏิบัติได้ดังนี้
- ถ้าปรากฏว่าแผ่นทองกางอ้าออกมากขึ้น แสดงว่าประจุไฟฟ้าบนวัตถุนั้น เป็นประจุไฟฟ้าชนิดเดียวกันกับประจุไฟฟ้าที่มีอยู่บนจานโลหะของอิเล็กโทรสโคป ในกรณีนี้ ถ้ายิ่งเลื่อนวัตถุเข้าใกล้จานโลหะเข้าไปอีก แผ่นทองจะกางอ้าออกมากขึ้นอีก - ถ้าปรากฏว่าแผ่นทองกลับกางน้อยลงคือเกือบหุบ แสดงว่าประจุไฟฟ้าบนวัตถุนั้นเป็นประจุไฟฟ้าต่างชนิด กับประจุไฟฟ้าที่มีบนจานโลหะ สำหรับกรณีนี้ ถ้าหากนำวัตถุนั้นเข้าใกล้จานโลหะเข้าไปอีก แผ่นทองจะหุบลงอีกจนในที่สุดจะหุบสนิท และเลื่อนวัตถุนั้นเข้าใกล้อีกคราวนี้แผ่นทองจะเริ่มกางออกได้อีก
- ถ้าปรากฏว่าแผ่นทองหุบสนิท แสดงว่าวัตถุนั้นเป็นตัวนำไฟฟ้า เพราะประจุไฟฟ้าเคลื่อนที่ระหว่างแผ่นทองกับผิวโลกโดยผ่านวัตถุตัวนำและมือ จนที่สุดแผ่นทองมีศักย์ไฟฟ้าเป็นศูนย์เท่ากับศักย์ของโลก แผ่นทองจึงหุบสนิท - ถ้าปรากฏว่าแผ่นทองกางอยู่อย่างเดิม ก็แสดงว่าวัตถุที่นำมาทดลองนี้เป็นฉนวนไฟฟ้า การที่แผ่นทองยังคงกางอยู่ได้ก็เพราะว่าไม่มีการเคลื่อนที่ของประจุไฟฟ้าระหว่างแผ่นทองกับมือของเรา เนื่องจากประจุไฟฟ้าเคลื่อนที่ผ่านฉนวนไฟฟ้าไม่ได้ แผ่นทองจึงยังกางอยู่ได้ เพราะแผ่นทองมีประจุไฟฟ้าจึงผลักกัน แหล่งที่มา ช่วง ทมทิตชงค์ และคณะ. (2537). ฟิสิกส์ 5 ม.6. กรุงเทพฯ:ไฮเอ็ดพับลิชชิ่ง. พงษ์ศักดิ์ ชินนาบุญ. (2556). ฟิสิกส์ เล่ม 4 ม. 4-6. กรุงเทพฯ: วิทยพัฒน์. สุรศักดิ์ พงศ์พันธุ์สุข. (2554). อิเล็กโทรสโคป. สืบค้นเมื่อ 9 ธันวาคม 2562, จาก http://www0.tint.or.th/nkc/nkc55/content55/nstkc55-014.html Return to contents ศักย์ไฟฟ้าและความต่างศักย์ไฟฟ้า ศักย์ไฟฟ้า คือ ขนาดของงานที่สูญเสียไปในการเคลื่อนประจุ 1 หน่วยประจุ จากระยะอนันต์ (Infinity) มาจนถึงจุดนั้น จากนิยามของความต่างศักย์ ย่อมได้ว่า VAB = (VA – VB) = WBA /q ……(1) จากกฎของคูลอมบ์ จะได้ว่า FA = KQq/r2A , KQq/r2B และ Fเฉลี่ย = (FAFB)1/2 ดังนั้น Fเฉลี่ย = (KQq/r2A . KQq/r2B)1/2 = KQq/rArB แต่งาน = แรงเฉลี่ย x ระยะทาง ดังนั้น WAB = KQq/rArB (rB – rA) จากสมการที่ 1 ย่อมได้ว่า VAB = (VA – VB) = WBA /q = KQ (1/rA – 1/rB) VA = WA/q = KQ/rA , VB = WB/q = KQ/rB ดังนั้น V = KQ/r ในที่นี้ Q คือ ประจุต้นเหตุ (หรือประจุเจ้าของสนามไฟฟ้า) มีหน่วยเป็น คูลอมบ์ q คือ ประจุทดสอบ (หรือประจุที่นำไปวางในสนามไฟฟ้า) มีหน่วยเป็น คูลอมบ์ k คือ ค่าคงที่ (ในอากาศหรือสุญญากาศ k = 9 x 109 N.m2/C2) rA,rB คือ ระยะที่วัดจากศูนย์กลางของประจุต้นเหตุถึงจุด A และจุด B ตามลำดับ W คือ งานที่สูญเสียไปในการเคลื่อนประจุทดสอบในระหว่าง 2 จุดใด ๆ VA ,VB คือ ศักย์ไฟฟ้าที่จุด A และ B ตามลำดับ มีหน่วยเป็น (จูล/คูลอมบ์ หรือ โวลต์) VAB คือ ความต่างศักย์ไฟฟ้าระหว่างจุด A และ B ตามลำดับ มีหน่วยเป็น (จูล/คูลอมบ์ หรือ โวลต์) ภาพการวัดความต่างศักย์ไฟฟ้า ข้อควรทราบเกี่ยวกับศักย์ไฟฟ้าและความต่างศักย์ไฟฟ้า
5.1 จุดที่อยู่ไกลจากประจุต้นเหตุมาก ๆ (ระยะอนันต์) 5.2 จุดต่าง ๆ บนพื้นโลก (หรือจุดที่ต่าง ๆ ที่ต่อลงดินนั่นเอง)
ความต่างศักย์ไฟฟ้าระหว่างจุด 2 จุด ใด ๆ ความต่างศักย์ไฟฟ้าระหว่างจุด 2 จุดใด ๆ หมายถึง งานต่อหนึ่งหน่วยประจุในการเคลื่อนประจุระหว่างจุดทั้งสอง VA – VB = WAB/q ถ้า q เป็นประจุบวก จะพบว่า W เป็นบวก เมื่อศักย์ที่ B สูงกว่าที่ A (ได้งาน) W เป็นลบ เมื่อศักย์ที่ B ต่ำกว่าที่ A (เสียงาน) W เป็นศูนย์ เมื่อศักย์ที่ B เท่ากับศักย์ที่ A (ไม่มีงาน) ดังนั้น V = W/q W =qV W เท่ากับ พลังงานในการเคลื่อนที่ประจุ q มีหน่วยเป็น จูล (Joule) q เท่ากับ ประจุไฟฟ้า มีหน่วยเป็น คูลอมบ์ (Coulomb) V เท่ากับ ความต่างศักย์ระหว่างจุด 2 จุด มีหน่วยเป็น จูลต่อคูลอมบ์ หรือ โวลต์ สนามไฟฟ้าและศักย์ไฟฟ้าบนตัวนำทรงกลม กำหนดให้ตัวนำทรงกลมรัศมี R มีประจุ +q จุด A เป็นจุดที่อยู่ในทรงกลม และ B เป็นจุดที่ผิวตัวนำ ให้ทรงกลมมีสนามไฟฟ้า เท่ากับ E ดังนั้น แรง F = qE จาก WAB = q(VB – VA) qE = q(VB – VA) E = (VB – VA) ………………..(1) แต่สนามไฟฟ้าในทรงกลม มีค่าเป็นศูนย์ จากสมการที่ 1 จะได้ว่า 0 = VB – VA VB = VA นั่นคือศักย์ไฟฟ้า ณ จุดใด ๆ ในทรงกลมย่อมมีค่าเท่ากัน และเท่ากับที่ผิวเสมอ ดังนั้นการหาศักย์ไฟฟ้าของจุดในทรงกลมให้ย้ายไปอยู่ที่ผิวเสียก่อน สิ่งที่ควรจำ
E = kQ/r2 V = kQ/r สรุปการคำนวณ
V = kQ/r
Wจาก A ไป B = q(VB – VA) ถ้างานมีค่าเป็น บวก หมายถึง ต้องใช้งานเข้าไปช่วยให้ประจุเคลื่อนที่ ถ้างานมีค่าเป็น ลบ หมายถึง ประจุจะคายงานออกมาให้หรือประจุจะวิ่งไปได้เอง
Wที่ระยะอนันต์ไปจุด A = qVA ศักย์ภายในทรงกลม จะมีค่าเท่ากับศักย์ที่ผิว Vภายในทรงกลม = Vที่ผิวทรงกลม = kQ/r ตัวอย่าง ศักย์ไฟฟ้าที่ตำแหน่งใด ๆ รอบจุดประจุขึ้นอยู่กับค่าใดต่อไปนี้ A. ระยะห่าง B. ชนิดของตัวกลาง C.ชนิดของประจุที่ให้สนามไฟฟ้า D.ขนาดของประจุที่ให้สนามไฟฟ้า ข้อใดถูกต้อง
เฉลย คำตอบที่ถูกต้อง คือ ข้อ 4 จากสมการ V = kQ/r แหล่งที่มา ช่วง ทมทิตชงค์ และคณะ. (2537). ฟิสิกส์ 5 ม.6. กรุงเทพฯ:ไฮเอ็ดพับลิชชิ่ง. พงษ์ศักดิ์ ชินนาบุญ. (2556). ฟิสิกส์ เล่ม 4 ม. 4-6. กรุงเทพฯ: วิทยพัฒน์.leonics. (มปป). ศักย์ไฟฟ้า. สืบค้นเมื่อ 9 ธันวาคม 2562, จาก www.leonics.co.th/html/th/aboutpower/elec_knowledge03.php Return to contents หัวเรื่อง และคำสำคัญ สะเทิน, สนามไฟฟ้า ,ไฟฟ้าสถิต,การทำให้เกิดประจุไฟฟ้า, ประจุไฟฟ้า,ชนิดของประจุไฟฟ้า, แรงกระทำ,การตรวจสอบประจุไฟฟ้า, ประจุไฟฟ้า,ศักย์ไฟฟ้า, ความต่างศักย์ไฟฟ้า รูปแบบการนำเสนอ แบ่งตามผลผลิต สสวท. สื่อสิ่งพิมพ์ในรูปแบบดิจิทัล ลิขสิทธิ์ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (สสวท.) วันที่เสร็จ วันอาทิตย์, 09 ธันวาคม 2561 สาขาวิชา/กลุ่มสาระวิชา ฟิสิกส์ ช่วงชั้น ประถมศึกษาตอนปลาย กลุ่มเป้าหมาย ครู ดูเพิ่มเติม |
ข้อ ใด คือ ความ หมาย ของ สนามไฟฟ้า ที่ จุด ใด ๆ
กระทู้ที่เกี่ยวข้อง
ลิขสิทธิ์ © 2024 toptenid.com Inc.
