มารู้จักกับไฟฟ้าสถิต 1

วิชาไฟฟ้าสถิต คือความรู้ที่เกี่ยวข้องกับปรากฎการณ์อันเกิดจาก    

                ประจุไฟฟ้าที่อยู่นิ่ง

แรงระหว่างประจุไฟฟ้า เป็นแรงมูลฐานที่เกิดขึ้นในธรรมชาติ เช่น

                เดียวกับแรงดึงดูดระหว่างมวล แรงแม่เหล็ก และ

                แรงนิวเคลียร์

กฎว่าด้วยแรงระหว่างประจุไฟฟ้า  ประจุชนิดเดียวกัน ผลักกัน

                ประจุต่างชนิด ดึงดูดกัน แรงผลักหรือแรงดูด      

                ระหว่างประจุ เป็นแรงคู่กริยา               

ตาราง แสดงสมบัติของ โปรตอน อิเล็กตรอน และนิวตรอน

อนุภาค

สัญลักษณ์

ประจุ

มวล ( kg )

โปรตอน

อิเล็กตรอน

นิวตรอน

p

e-

n

+e

-e

0

1.67252 x 10-27

9.1091 x 10-31

1.67482 x 10-27

ตัวนำไฟฟ้า    คือสารที่ยอมให้ประจุไฟฟ้าถ่ายเทไป – มาได้โดยง่ายทั่วถึงกันทั้งก้อน

ฉนวนไฟฟ้า   คือสารที่ยอมให้ประจุไฟฟ้าเคลื่อนผ่านได้เพียงเล็กน้อย

สารกึ่งตัวนำ   คือสารที่มีสมบัติทางไฟฟ้าอยู่ในระหว่างตัวนำไฟฟ้ากับฉนวนไฟฟ้า

การทำให้วัตถุมีประจุ  ปกติวัตถุทั้งหลายมีโปรตอนและอิเล็กตรอนเป็นองค์ประกอบในจำนวนที่

                         เท่าๆ กัน  ดังนั้นจำนวนประจุบวก ประจุลบ ในวัตถุจึงมีอยู่เท่ากัน

                        เรียกวัตถุอยู่ในสภาพเป็นกลางทางไฟฟ้า

กรณีที่วัตถุได้รับพลังงาน ( ไฟฟ้า เคมี ความร้อน แสง และอื่นๆ ) จะทำให้อิเล็กตรอน หรือ อิออน

เคลื่อนที่ ประจุลบบนวัตถุนั้นอาจมีมากกว่า หรือน้อยกว่าประจุบวก ถ้ามีมากกว่าวัตถุดังกล่าวมี

ประจุลบอิสระ ถ้ามีน้อยกว่าวัตถุดังกล่าวมีประจุบวกอิสระ

การกระจายของประจุ

       บนฉนวน ประจุปรากฎเฉพาะบางส่วน เพราะประจุเคลื่อนที่ผ่านฉนวนได้ยาก

       บนตัวนำ ประจุกระจายแต่เฉพาะผิวนอกของตัวนำ * ความหนาแน่นประจุต่อพื้นที่บริเวณ

                 ปลายแหลมหรือขอบ มีมากกว่าบริเวณผิวราบเรียบ

                ในกรณี ตัวนำทรงกลม ประจุกระจายทั่วถึงกัน   ความหนาแน่นประจุสม่ำเสมอ

 ให้  Q  =  ปริมาณประจุไฟฟ้าอิสระบนทรงกลม  หน่วยคูลอมบ์
      R  =  รัศมีทรงกลม  หน่วยเมตร
      D  =  ความหนาแน่นประจุต่อพื้นที่ผิวของตัวนำทรงกลม  หน่วยคูลอมบ์ต่อตารางเมตร
 ตัวอย่างเช่น  ตัวนำทรงกลมรัศมี  1.0  เซนติเมตร  ได้รับอิเล็กตรอน  103 อนุภาค  หากไม่มีการรั่วไหลของประจุ   ความหนาแน่นของประจุต่อพื้นที่  = 1.3x10-13 คูลอมบ์ต่อตารางเมตร


โดย : นาย สถาพร ทัพพะกุล ณ อยุธยา, โรงเรียนเตรียมอุดมศึกษา ถนนพญาไท ปทุมวัน กทม. 10330, วันที่ 22 กรกฎาคม 2545